第三轮主题研究计划获资助之研究项目摘要

主题1:促进健康
项目名称:系统性开发鼻咽癌的分子靶标
项目统筹人:罗国炜教授(中大)

摘要
鼻咽癌是中国南方特别常见的致命恶性肿瘤. 其中华南地区的发病率是全球最高, 因此又被称为"广东癌"。鼻咽癌在香港是一个主要的医疗保健问题, 在中年劳动力人口中发病最为普遍。尽管现在的放射及化学治疗非常进步, 然而超过60%的鼻咽癌患者在初次诊断时已是晚期癌症及预后仍然很差。其中关键问题是对癌症扩散和复发缺乏有效治疗。因此发展崭新临床方案以治疗癌症患者,延长其生存期和提高生活质量对控制鼻咽癌非常重要。

全面认识与鼻咽癌致癌机理有关的基因改变对发展有效控制癌症的策略非常重要。系统分析鼻咽癌的驱动基因突变及其对鼻咽癌的转变和进展的作用等基本信息, 是发展可靠的生物标志和新的分子靶向治疗的依据及个体化治疗的基础。在本研究申请中, 我们计划使用大规模平行基因组测序方法对鼻咽癌的全基因组DNA序列进行解码, 由此建立鼻咽癌基因组改变完整目录。我们的研究组将对原发性鼻咽癌肿瘤组织微切割样本进行大规模全基因组和转录组序列, 生物信息分析及广泛验证, 并系统地鉴定驱动突变和关键的分子标靶。我们将进行功能研究以确定候选的驱动突变的致癌活性和生物学意义。为了把基因组的发现转化成鼻咽癌的分子标志,我们将使用统计分析方法确定基因变异与病人临床预后的联系。在我们建立的独特的体外模型和鼻咽癌活体模型中研究候选分子标靶与相关肿瘤的依赖更可以阐明体它们的治疗潜力。这些发现将为发展癌症个体化治疗策略提供重要的新分子标志和治疗标靶。我们预期该项研究计划将促使鼻咽癌分子遗传学研究的突破和对控制此常见肿瘤产生显著深远的影响。

主题1:促进健康
项目名称:对糖尿病心血管及肾脏并发症的跨组学基因研究 - 从创新发现至个性化治疗
项目统筹人:马青云教授(中大)

摘要
糖尿病已成为香港以及全球性的威胁人类健康的主要疾病之一。糖尿病所带来的医疗负担,主要是由于对其并发症的治疗,尤其是心血管和肾脏的并发症。糖尿病是末期肾病的主要原因,而且,将使心血管疾病的发病风险增高3-4倍。与欧洲的糖尿病人相比较,亚洲糖尿病人更加倾向于罹患肾脏并发症。目前,仅鉴定出极少数的遗传标记,可用于预测糖尿病的心血管-肾脏并发症。探索和发现新的糖尿病并发症相关的遗传或其它生物标记,将有助于识别高危人士而对其进行风险因素的强化控制;将进一步提高我们对发病机制的认识及促进治疗水平的提升;还将为药物研发提供新的靶向。面对这个巨大的挑战,我们将利用"香港糖尿病登记"这一独特的资源,进行相关的研究和探索。"香港糖尿病登记"收录了10000多个2型糖尿病病人的数据,包括糖尿病及其并发症相关风险因素的生化指标评估 和药物治疗史的采集。这些病人的平均随访时间已经达到了8年,累计发生了4000个心血管及肾脏相关的临床终点事件。我们将采用多组学的方法、应用新一代测序及其它先进分子生物学技术,在罹患并发症和病程较长但?并发症的糖尿病人之间,研究和比较基因组、表观基因组及转录组的变化和特征。并且,我们将应用先进的生物信息学方法?这些跨组学基因研究的结果进行综合分析;所获得的结果还将与糖尿病并发症动物模型的研究结果进行比较。我们还将利用生物信息学、体外实验和动物模型方法,分析和验证所鉴定的新基因的功能和调节途径。此外,我们还旨在将这些研究结果转化为临床应用,检验和分析这些新遗传标记的临床应用价值,以及遗传标记与治疗药物相互作用对疾病转归的影响。最终,我们将利用现有的医疗基础设施和详细的临床数据建立和扩展"香港糖尿病登记"和"生物样本库",同时联合香港其它糖尿病研究中心,对所发现的新生物标记进行大规模的验证,使之成为史无前例的资源。总之,把我们基因组研究的新成果转化为临床医疗应用,将进一步巩固香港作为创新生物医学研究和卓越医疗中心的地位。


主题2:建设可持续发展的环境
项目名称:智能化太阳能技术:采集、存储和应用
项目统筹人:汪正平教授(中大)

摘要
随着人类对能源需求的快速增长以及使用传统化石燃料所导致的全球气候恶化,人类急需开发和利用洁净可再生能源以代替化石燃料的使用。从太阳光获取能源是一种非常有前途的方式来满足这些需求。具体的实现途径有光电转换,光催化,人工光合作用和其他太阳能捕获技术。其中,使用太阳能电池实现光电转换是利用太阳能的一个主要方式。相对于传统的矽基太阳能电池,真空沉积技术制造的铜铟镓硒和铜锌锡硫薄膜太阳能电池和基于溶液制作流程的无机和有机薄膜光伏电池使得低成本,高产量和大面积太阳能电池组件的生产成为可能。进而,为保障可靠的电力供应和增加太阳能利用的广度与深度,高效及智慧化的能源存储系统亟待发展。同时,为了可持续地利用太阳能,人们必须建立区域化的智慧配电系统以保障能源的产生和存储,及低成本的使用。此外通过灵活的电网互联调配和孤岛运行模式之间的有效转换,从而实现更为安全可靠的电力供给。所有这些研究目标都与香港特区政府于2005年拟定的可持续发展纲要密切相关。

我们所提出的研究计划紧密围绕香港特区政府的可持续发展纲要,亦即开发多种途径以实现太阳能的有效转换,可靠存储和使用。总体而言,我们将研究在微电网互联运行模式下实现校园选定建筑物10%的电力供给。进一步,我们将在2017年底前探索微电网孤岛运行模式下太阳能供电的区域安全性和独立性。我们提出的微电网运行模式其优势在于全方位地考虑太阳能的转化,存储和利用。本计划拟研究如下课题:(1)开发高性能的真空沉积的薄膜太阳能电池结构和组件技术,着重于新材料(尤其基于自然界中富含元素的光吸收材料)和新的工艺技术。(2)建立跨学科研究平台,开展无机和有机光伏活性材料,溶液工艺制作的太阳能电池和组件的基础研究;同时开发新型的光采集形式以提高电池的光电转换效率。(3)开发新型的金属氧化物和有机染料分子, 从而在化学燃料的合成中实现高效的人工光合作用和光催化。(4)开发新材料和新工艺技术以实现高能量密度的蓄电池和超电容,及由此构建的混和存储系统。(5)开发基于先进信息和通讯技术基础设施和传输协议的控制策略以实现集成,管理,和控制各种子系统,从而增强太阳能技术和微电网系统在各种运行模式下的性能和安全性(6)在实验室和校园选定的建筑物内进行基于智慧控制,一体化的太阳能组件,智慧存储和电力使用,以及与其他技术相结合的微电网运行以及实际应用示范。在此,我们将试验互联和孤岛两种模式的微电网运行调配。


香港已经具备利用太阳能的独特地理优势以及高性能太阳能技术的开发和研究能力,但是在智慧电力存储和智慧配电系统方面的研究仍为空白。我们的目标在于通过结合本研究计划所开发的光伏组件技术和智慧集成系统来增强香港在太阳能技术方面的竞争能力和扩大其太阳能在能源领域的实际使用率。我们提出的基础研究,技术开发,和实际应用的技术途径,不仅能够创建在太阳能采集,存储和应用方面的跨学科研究平台,也能够促进面向工业技术转化方面的应用研究,比如柔性光伏组件和微电网的开发。本研究计划的影响力将表现在:优秀研发人员的培养,国际顶尖杂志论文的发表,国际会议的邀请报告和讲座,以及有助于发展高新科技产业的知识产权的获取。总之,这些研究目标的最终实现将使香港成为一个在太阳能技术方面具有核心竞争力的区域,同时也期望在香港本土及全世界范围实现可观的太阳能技术的转让。