第五届树兰医学青年奖获奖者:陶凌教授
发布时间:2020年03月02日




[教育和科研经历]


          陶凌(1974.11.26— ),我国心血管领域知名专家。2002年毕业于第四军医大学生理学专业,获博士学位。2012年获国家杰出青年科学基金、2016年获评教育部长江学者特聘教授。现任西京医院心血管内科主任,长期从事缺血性心脏病损伤机制及保护领域研究,在内源性保护关键分子及代谢紊乱致心肌损伤机制领域做出贡献,自主研发了脂联素ELISA检测试剂盒、药物覆膜支架并应用于临床。发表SCI论文85篇,曾获国家科技进步一等奖、军队医疗成果一等奖。获国家发明专利和实用新型专利共8项。任CircuIation编委、美国心脏学会委员、美国心血管造影及介入学会委员、全军心血管专委会副主委、中国医促会胸痛分会和心血管预防及治疗分会副主委、中国医师协会陕西心血管病分会主委等。



[主要学术贡献]


       陶凌教授长期致力于冠心病基础与临床转化研究,是心血管领域知名专家、国家杰出青年科学基金获得者(2012)、教育部长江学者特聘教授(2016)、教育部新世纪优秀人才(2012)、卫生部介入培训导师。
在内源性保护关键分子及代谢紊乱致心肌损伤机制领域取得的主要成绩和贡献如下:
       1.在国际上首次发现硫氧还蛋白(Trx)可通过亚硝基化/硝基化修饰进行双向功能调节的凋亡调节新机制;
       2.发现脂联素(APN)通过非AMPK依赖的抗氧化/硝化机制直接发挥心肌保护作用;
       3.发现糖尿病APN-NOS-Trx信号通路受损所致线粒体生物合成下降及凋亡增加是糖尿病心肌易损性增加的重要原因;
       4.从代谢障碍角度研究支链氨基酸(BCAA)、磷脂类等在缺血性心肌损伤中的作用及机制,首次阐明了APN在糖尿病BCAA代谢紊乱中的作用发现新型肌肉因子irisin能够改善2型糖尿病糖脂代谢并能对血管内皮起直接保护作用。
       5.研发国内首个冠状动脉覆膜支架(获国家实用新型专利,并同时申请国家发明专利),用于冠脉穿孔及破裂等介入并发症封堵和冠脉瘤的隔绝治疗,已应用于多家医院,填补国内空白。
发表SCI论文85篇,其中IF>10论文9篇,总他引2784次,单篇最高SCI他引518次。以负责人承担国家重点研发计划重点专项、国科金重点项目、杰青基金等课题十余项。



[心路历程]



       心肌对缺血极为敏感且难以再生修复,缺血及再灌注损伤导致心肌细胞死亡及心脏泵血功能衰竭是缺血性心脏病残死率居高不下的重要原因,而目前国际上尚无有效的针对缺血心肌发挥直接保护作用的药物或干预措施。针对这一临床亟待解决的难题,我在NIH、ADA、中国国家自然科学基金委、科技部等课题的资助下,致力于缺血性心脏病防治的研究,取得的主要成绩和贡献如下:
       1.发现硫氧还蛋白(Trx)的亚硝基化/硝基化修饰是磷酸化/去磷酸化之外的另一种凋亡调节新方式,为通过激活内源性通路实施临床干预提供了新的思路。磷酸化/去磷酸化去是在细胞凋亡中发挥重要作用的蛋白质翻译后修饰,但并不能解释细胞凋亡中的很多现象。我们发现NO通过对硫氧还蛋白的亚硝基化修饰增强其活性及心脏保护作用,NO的氧化产物 ONOO-对硫氧还蛋白进行硝基化修饰,并抑制其活性,阻断其心脏保护作用。不仅提出了磷酸化/去磷酸化之外的另一种凋亡调节新方式,也为诺贝尔奖获得者Ferid Murad提出的NO非cAMP依赖性信号转导通路学说提供了直接证据。研究成果以第一及通讯作者在 Circulation 2003(IF=17.047)、PNAS 2004(IF=9.423),由 Nobel奖得主Ignarro教授推荐发表,在Circulation 2006、J Mol Cell Cardiol 2010(IF=4.874)等国际著名杂志发表论文7篇。该系列研究被Nature、Cell广泛引用,被 Circulation副主编 Berk教授推荐为重点关注文献。Trx的发现者、诺贝尔医学奖评审委员会委员Dr. Holmgren多次连续引用系列论文,高度肯定Trx硝基化/亚硝基化对细胞凋亡调节的重要意义。基于上述研究成果,我获得了2006年度美国糖尿病协会Junior Faculty Award,在参选的全美77名助理教授中排名第一,奖励科研经费41.4万美元。
        2.首次发现脂联素具有促进亚硝基化,抑制硝基化的双重作用,为通过调节蛋白质翻译后修饰减轻缺血心肌损伤,提供了潜在治疗靶点。我们进一步研究了亚硝基化/硝基化这一重要凋亡调节方式在体内的调控方式。发现脂肪细胞因子脂联素是亚硝基化/硝基化平衡的上游调控分子,且进一步阐明了脂联素心脏保护作用的AMPK依赖线粒体相关机制与AMPK非依赖抗氧化硝化及钙超载调控机制。该系列研究连续 4年获邀在 AHA学术年会报告,以第一及通讯作者发表 Circulation 2007(IF=17.047)、Circ Res 2010(IF=11.551)、Basic Res Cardiol 2013(IF=6.008)等论文8篇。受邀为国际氧化应激领域权威杂志Antioxid Redox Signal撰写脂联素心血管保护综述。研究结果还被写入教科书级别的 Physiol Rev(IF=30.924)。Circulation 2007 论文被 Physiol Rev 等 SCI杂志他引150次,并入选医学科研中权威学术评价指标“Faculty of 1000”。基于上述结果,我曾获得美国转化医学年会最佳发言奖。
        3.发现低脂联素血症导致的 Trx 硝基化增加及线粒体功能障碍是糖尿病心肌易损性增加的重要原因,为糖尿病心血管病重大发病机制及临床干预提供了理论依据和分子靶点。冠心病患者多合并糖尿病等基础病变,我们的研究表明糖尿病时,低脂联素血症及Trx硝基化增加是糖尿病心肌损伤增加的重要原因,而TNF-及终末糖基化产物增加是这一信号轴受损的主要机制。我在此基础上完成9篇5分以上通讯作者论文,分别发表在欧洲心脏病学会会刊Cardiovasc Res 2009(IF=5.645)、Antioxid Redox Signal 2011(IF=7.093)、Crit Care Med 2011(IF=7.422)、Basic Res Cardiol 2013(IF=6.008)等。2012年Circulation“心血管内科当代评论”综述指出这一研究为“临床预防及治疗糖尿病患者缺血性心脏病提供了新的干预靶点”。系列研究我曾获邀作为2011年AHA“缺血性心脏病的分子干预”分会主席,并做主题发言,这也是AHA首次邀请以中国为单位的学者作为分会主席,奠定了课题组在心肌保护领域的地位。并获邀在 2013 中澳基金委糖尿病峰会,2014年美国心血管基础年会“糖尿病心肌病变”专题,2014美国复杂冠心病介入会做主持及主题发言。确立脂联素作为临床代谢综合征与心血管疾病风险分子标记物,并研制出人脂联素检测试剂盒;成功筛选出重组人硫氧还蛋白和人源性脂联素球状片段2个候选药物,并顺利进入临床前研究阶段。在中华医学会组织的研究中,使用我们的试剂盒发现血浆脂联素水平与冠脉支架术后患者心血管事件发生率成负相关,为PCI患者危险分层提供了分子标志物,进一步发现,尿脂联素水平升高可预测冠脉支架术后造影剂肾病的发生,且较肌酐更为敏感,结果在美国临床心血管年会报告。人脂联素ELISA试剂盒获得国际863课题资助,获得国家发明专利及科技部863优秀成果并做推广,与山东百多安医疗器械有限公司合作获得2014年山东省自主创新及成果转化项目资助。这些转化医学及机制研究结果是我校心脑保护2011年国家科技进步一等奖的重要支撑。
       4.从代谢障碍角度研究支链氨基酸(BCAA)、磷脂类等在缺血性心肌损伤中的作用及机制,首次阐明了脂联素在糖尿病 BCAA 代谢紊乱中的作用,进一步完善了内源性心肌保护和糖尿病状态下保护弱化的机制研究。BCAA和磷脂类代谢障碍是胰岛素抵抗产生 II 型糖尿病的原因。我们发现,糖尿病状态下,BCAA代谢限速酶(α 酮酸脱氢酶(BCKD))及活性调节酶线粒体基质磷酸酶(PP2Cm)活性降低。脂联素是调节这一通路的重要上游分子。本研究首次阐明了脂联素在糖尿病 BCAA代谢紊乱中的作用,为通过干预脂联素调节糖尿病 BCAA 代谢找到了充实的理论依据。结果2015年发表于 Diabetes(IF=8.784),并受到同行的广泛关注。神经酰胺及其代谢产物1-磷酸鞘氨醇(S1P)是具有生物化学效应的鞘磷脂,与胰岛素抵抗、动脉粥样硬化及脂肪毒性心衰密切相关。我们发现,脂联素通过S1P-CaMKII-PLB通路调节参与内质网 Ca2+摄取和减轻细胞Ca2+超载的 SRCa2+-ATPase(SERCA2)活性,从而发挥缺血/再灌注损伤心肌的保护作用。上述研究2014年发表于J Mol Cell Cardiol.(IF=4.874)。发现新型肌肉因子irisin能够改善2型糖尿病糖脂代谢并能对血管内皮起直接保护作用,首次阐明了irisin在治疗2型糖尿病方面的潜在应用价值。Irisin是一种新发现的肌肉因子,是由骨骼肌细胞分泌的一种小分子蛋白,具有促进白色脂肪棕色化、调节骨骼肌乃至机体代谢的作用。我们最新研究发现,irisin通过激活 AMPK信号通路促进2型糖尿病小鼠的葡萄糖摄取、抑制肝脏糖异生改善其葡萄糖利用,通过促进脂肪酸氧化改善脂质代谢。我们还发现,irisin能够通过减轻氧化/硝化应激损伤,增加细胞活力、减少细胞凋亡,进而减轻2型糖尿病血管内皮损伤,改善血管功能。该部分研究成果2015年分别发表于InternationalJournal of Obesity(IF=5.337)和J Mol Cell Cardiol(IF=4.874)。
       临床工作及临床研究方面,作为全国临床规模前五的心内科学科带头人,牵头全国及国际多中心临床实验3项。研发国内首个覆膜支架(申请国家发明专利, 申请号:201510768484.9),用于冠脉穿孔及破裂的治疗,已应用于多家医院,填补国内空白。牵头combo双涂层支架全国多中心临床研究,减少支架内血栓发生;牵头国产生物可吸收支架的上市研究,并成为生物可吸收支架中国顾问委员会核心委员。是2016中国 PCI 指南、2016药物球囊中国专家共识等多项中国指南的制订者之一。领导科室积极开展新技术新业务,包括药物洗脱球囊安全性及远期疗效评估研究;难治性心衰新型药物治疗、左室辅助装置治疗、心脏再同步化治疗研究;以建成西北地区最大的左心耳封堵术治疗中心及培训中心为目标,在国内率先开展左心耳封堵术及随机对照研究,比较 WATCHMANTM左心耳封堵术与口服华法林预防房颤患者预防卒中的疗效;在国内率先开展了冷冻球囊消融术;完成了西北地区首例起搏器电极拔除术;联合多科室形成心脏团队,开展西北首例经导管主动脉瓣置入术,为瓣膜性心脏病的微创治疗提供了可能,推动我国主动脉瓣置换术的微创医学发展。
       今后的研究方向和计划:
       拟开展研究:心肌缺血损伤高风险人群内源性保护弱化的分子机制
       未来五年将以临床问题为切入点,采用多学科交叉模式,将基础研究与临床研究有机结合,研究心肌缺血损伤保护新的分子机制。针对代谢综合症高位人群心肌缺血损伤程度重。死亡率高的难题,建立高危患者“心肌缺血保护”预警体系及“心肌缺血防治”有效干预新策略,降低心肌缺血损伤高危患者死亡率,改善其预后。其中部分研究国内外未见相似报道,属申请者的源头创新,所得实验结果也将会填补领域的一项重大国际空白。

 


[代表性著作]






[获奖者风采]





[提名人]




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