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基金申报技巧讲座苏景宽 第一部分如何撰写申请书 一 摘要 限400字 包括 研究方法 内容 目标 科学意义 如 采用 方法 进行 研究 阐明 机制或揭示 规律 为 奠定基础 提供 思路 作用 画龙点睛效果 引发评议专家的兴趣 使其产生探个究竟的好奇心 他到底是怎么做的 采用改良的消减杂交技术建立老年性白内障晶状体上皮细胞差异表达基因文库并制备基因芯片 利用此芯片筛选出白内障相关基因 通过基因转染在体和培养的晶状体上皮细胞 观察细胞的形态 增殖和凋亡 骨架蛋白及晶状体蛋白的变化 研究基因的功能 从晶状体上皮细胞的角度阐明老年性白内障发生的分子生物学机制 为防治白内障提供新思路和理论依据 二 立论依据对基础研究 着重结合国际科学发展趋势 论述科学意义对应用基础研究 着重结合学科前沿 围绕国民经济和社会发展中的重要科技问题论述应用前景 在立论依据的阐述中 对研究领域 研究方向 具体科学问题的理解研究领域 白内障的研究 包括发病机制 预防 诊断 治疗措施等研究研究方向 白内障发病机制的研究 包括环境因素 致病靶点 细胞水平 分子水平研究等科学问题 白内障发病过程中的相关基因研究 包括致病基因筛选 功能研究 调控机制 信号转导等 1 项目的研究意义存在问题 对科学意义的阐述不足或夸大撰写方法 从领域入手 提出主要问题 阐明其重要性 并引出热点研究方向 围绕热点研究方向 找出其中尚未解决的具体科学问题 以此为切入点提出如果解决了该问题 研究目标 对该领域甚至相关领域的科学贡献 理论意义或应用前景 老年性白内障是与年龄相关的疾病 随着年龄的增加 其发病比率也不断升高 特别是人类趋向老龄化 白内障的患病人数还将持续增加 目前它已是人类第一位的致盲疾病 迄今为止 治疗白内障唯一有效的方法是手术摘除混浊的晶状体并植入人工晶状体 虽然手术后患者可以恢复良好的视力 但是不可避免的术后并发症以及手术设备 材料耗资巨大 治疗白内障所花费的资金已成为世界各国包括富裕的发达国家严重的医疗负担 最近的调查表明 如果把老年性白内障的发病时间延缓10年 白内障手术的数量就会减少45 1 所以 一些学者认为通过预防白内障发生或延缓其发展的途径征服白内障已成为一项全球性的社会和社会经济问题 2 但是目前对老年性白内障发病机理的认识还不十分清楚 多年以来许多学者的研究证实晶状体上皮细胞在老年性白内障发生中起重要的作用 但对其中进一步的基因调控知之甚少 如果从参与老年性白内障晶状体上皮细胞变化的相关基因入手 研究基因的生物学功能 有可能抓住引起白内障发生 发展的主要环节 据此 本研究拟利用改良的消减杂交技术和基因芯片技术准确 全面 快速的特点 以晶状体上皮细胞为研究对象 一次性筛选出老年性白内障全部有差异表达的基因 从中再筛选出与白内障相关基因 并着重对其功能进行研究 从基因水平阐明白内障的发病机制 为防治白内障提供新思路和理论依据 2 国内外现状分析 与综述的区别 存在问题 A 低水平地重复 不了解最新进展 对国内外现状缺乏真正了解 提出的问题别人已解决 B 文献复习不够 检索文献方法不当 选择关键词不妥 甚至人为缩小检索范围 C 总结表达不够 对国内外现状缺乏归纳分析 只是简单罗列 缺乏逻辑性和针对性 D 方法理解不够 对研究方法不熟悉 简单移植或夸大其作用 缺乏实际应用的可行性 撰写方法 要紧紧围绕本次申请项目的主题 A 从领域切入 简要论述国内外研究成果 并引出当前的热点研究方向 注意与意义呼应 B 从研究方向展开 较详细地分析国内外的研究进展 阐明在该方向上存在的问题 C 围绕存在的问题 结合国内外研究结果 当前的现状以及今后的发展趋势 详细论述和分析这些问题产生的原因 以及研究的难点 焦点 从而为本次申请项目确立研究目标奠定充分的立论基础 D 对拟采用的技术方法进行介绍和分析 成熟的方法重点介绍可以应用于本研究的理论依据和实验依据 新方法在详细介绍其原理的基础上 阐明可以应用于本研究的理论依据和实验依据 绝不能简单的移植 必须对所运用的技术方法的原理 流程尤其是在实际运用中可能出现的问题要十分清楚 例如 抗体 功能基团 理论上可以实现融合 但存在 活性 表达载体选择 纯化等问题 E 提出本项目的研究设想 防治白内障必须针对其发病的主要环节 多年来 国内外学者从不同的角度探讨白内障的发生机理 就致病的环境因素讲 氧化因子 紫外线辐射 晶状体周围环境中离子浓度改变及一些生长因子 细胞因子的改变均与老年性白内障的发生有关 就研究的部位分 晶状体中皮质与核的蛋白质改变及晶状体纤维的改变与白内障的形成有关 而位于晶状体前囊膜下单层的晶状体上皮细胞在白内障的形成中的变化更引人关注 因为 晶状体上皮细胞是晶状体中唯一有分裂活性 数量相对稳定的细胞 它们分裂 分化出晶状体纤维细胞 产生晶体蛋白 终生不停息 形成了晶状体均一 对称的结构 对维持晶状体的透明起重要作用 不仅如此 晶状体上皮细胞还是晶状体中受外来刺激影响较早的部位 已有研究证实老年性白内障的晶状体上皮细胞还发生退行性变 细胞膜通透性增加 细胞内酶活性改变 细胞数量减少 凋亡细胞增多等改变 与单纯老化的晶状体之间存在差异 3 5 体外实验也证实多种因素 H2O2 UV B 晶状体蛋白的自身抗体 诱发的白内障模型中晶状体上皮的损伤是晶状体混浊的主要环节 6 8 因此 从晶状体上皮细胞的变化入手探讨白内障的成因 有可能抓住揭示白内障发病机理的主要环节 其中晶状体上皮细胞变化的基因调控机制是问题的关键所在 也是有待我们深入研究的问题 白内障的形成与晶状体的老化密不可分 是晶状体老化的极端表现 晶状体的老化是多种因素相互作用的结果 包括基因的和非基因的随机变化的不断积累 也有程序性的 非随机性的组织特异性多种基因表达的改变 目前 国内外对白内障相关基因的研究主要以下三方面 一是体外培养的晶状体白内障模型及上皮细胞的研究UV B辐射作用诱导的白内障中晶状体上皮细胞是主要的靶细胞 其Na K ATP酶的活性增加 蛋白质的合成和分泌增加 上皮细胞的凋亡增加 其中c fos基因的表达增加 还有组蛋白H4 H3的低表达 和蛋白酶C 肌动蛋白 肌动蛋白基因的高表达 9 12 Carper等 13 利用RT PCR DD技术研究H2O2诱导的晶体上皮细胞的基因差异性表达结果显示NADH脱氢酶4亚基 细胞色素b 谷氨酰胺转移酶基因表达减少及细胞因子的核蛋白 替代拼接因子2 三羟基异丁酰辅酶A水解酶基因表达增加 二是利用转基因动物的研究 波形纤维蛋白基因 杂交的 型中间纤维蛋白基因的转基因小鼠表现出白内障 而且有随小鼠年龄增加白内障加重的趋势 晶状体改变的共同特点是晶状体纤维细胞分化受抑制 14 15 Gong等 16 报告晶状体的细胞膜蛋白连接蛋白 3基因敲除小鼠 knockoutmouse 在晶状体形成的早期及纤维细胞分化早期不受影响 其后出现与晶状体蛋白溶解有关的核性白内障 虽然体外实验和白内障转基因小鼠都提示我们一些基因的变化与白内障有关 但是 这些变化的基因是否与老年性白内障形成有关 目前尚缺乏进一步的报告 三是对人老年性白内障晶体上皮的研究 Lee 17 利用RT PCR技术研究显示前极性白内障与核性白内障上皮细胞中纤维连接蛋白 I型胶原纤维 平滑肌蛋白 TGF 1 TGF 2 TGF 型受体 结缔组织生长因子的基因表达有差异 Kantorow等 18 利用RT PCR DD研究老年性白内障与正常晶状体上皮的基因差异性表达的初步结果是老年性白内障有三个高表达基因和12个低表达的基因 但就DD PCR技术来讲 在实验中难以解决假阴性 假阳性以及克隆全长cDNA的问题 上述三方面的研究均取得了不同程度的研究结果 但由于当时技术条件的限制都未能全面阐明与白内障相关的基因及其功能 寻找白内障时晶状体上皮细胞与正常晶状体上皮细胞间差异表达的基因有可能揭示白内障的发病机理 寻找差异表达基因的经典方法是消减杂交技术它是 但是实验操作复杂 经过改进后的抑制性消减杂交是Diatchenko等1996年建立的方法 简化了实验操作 但仍然问题很多 改良消减杂交技术 19 20 是我校生化教研室建立了的 其特点是 简便易行 能够获得目的细胞特异表达的全长基因 对低丰度基因也能有效分离 该方法的建立者已利用这一技术从脂多糖刺激前后的人牙髓细胞的差异表达的基因中克隆到脂多糖刺激后特异表达的基因 其中5个为新基因 同理 利用此方法也能快速 有效地获得白内障晶状体上皮细胞与正常晶状体上皮细胞间差异表达的基因 并克隆到全长cDNA 为进一步的结构和功能研究打下基础 基因芯片技术的出现 使检测差异表达基因和未知DNA分子变得更快捷 准确 高效 基因芯片是在1996年被提出并开始研制的 该技术是将成千上万的DNA探针集中到1厘米见方的基片上 利用碱基互补原理 DNA探针中的已知碱基序列与被测定的未知DNA分子杂交后由标记分子标记杂交体 经自动阅读设备分析杂交结果 从而对检测基因进行定性 定量和结构分析 确定未知DNA分子 由于目前尚没有针对白内障研究的现成基因芯片 根据本研究的需要 我们将筛选到的差异表达的所有基因建立cDNA文库 再利用基因芯片技术制备成基因芯片 以此检测多个样本中白内障晶状体上皮细胞与正常晶状体上皮细胞间差异表达的基因 从中进一步筛选出白内障特异的基因 它们中可能有已知基因 也可能有未知基因 通过以上两种技术的有机结合 我们能更快捷 有效 准确地得到白内障相关基因 综上所述 分子生物学技术的发展为研究白内障发生过程中的功能基因及特异调控基因提供了有利武器 本项目从晶状体上皮细胞入手 利用改良的消减杂交技术和基因芯片技术系统研究与白内障相关的基因 并采用对体外培养细胞和在体晶状体上皮细胞的基因转染 探讨它们在晶状体上皮细胞变化和白内障形成中的作用 可望阐明白内障晶状体上皮细胞变化的分子生物学机制 为防治白内障提供新的思路和理论依据 3 参考文献A 文献类别要全 以英文文献为主 同时也要引用中文文献 国内同行中知名专家的文献 B 引文信息要全 文章题目 作者姓名 具体出处 包括期刊名 年份 卷期 页码等 C 文献年代要新 主要是近3 5年的文献 最好能有08年的最新文献 三 研究方案 1 研究目标撰写要求 有限目标 如 明确 关系 揭示 规律 阐明 原理 机制 建立 方法等 举例 筛选出与老年性白内障相关的基因 明确部分基因在白内障形成中的作用 从晶状体上皮变化的角度阐明白内障的发生机理 为防治白内障提供线索 2 研究内容 存在问题 内容过多 一个研究周期难以完成内容分散 不能集中阐明研究目标撰写要求 为目标服务 需依据目标确定内容要重点阐述 注意与技术路线区别 撰写方法 分若干分题 体现阶段目标和内容 举例 1 筛选白内障相关基因 采用改良的消减杂交技术 获得人老年性白内障晶状体上皮细胞和正常晶状体上皮细胞差异表达的基因片段 建立cDNA文库 制备差异表达基因的基因芯片 利用基因芯片技术从多个标本的老年性白内障晶状体上皮细胞中筛选出白内障相关基因 2 研究白内障相关基因的结构 3 研究白内障相关基因在晶状体上皮细胞变化中的作用 观察指标如下 存活细胞数 光镜 透射电镜下细胞形态的变化 细胞凋亡检测 用原位末端标记和连接酶介导PCR方法 从形态和DNA水平分析细胞凋亡 细胞增殖的检测 细胞骨架蛋白的检测 晶状体蛋白的检测 3 拟解决的关键问题 存在问题 抓不住关键问题或抓得不准 什么是关键问题 对达预期目标有重要影响的某些研究内容或因素 为达预期目标所必须掌握的关键技术或研究手段 撰写要求 找出关键问题 提出解决办法 举例 1 建立差异表达的cDNA文库 建立差异cDNA文库是筛选老年性白内障相关基因的前提 为使差异cDNA文库具有代表性 我们采取以下解决方案 选择各种类型老年性白内障晶状体的前囊膜 取足够大量的标本 拟取50例标本 作为建库的mRNA的来源 利用改良的消减杂交技术可快速 有效地获得差异表达的完整cDNA片段 此技术是本课题组成员主要的研究成果 在应用此项技术中已积累了较丰富的实验经验 4 研究方法存在问题 过于简单 在方案中只有方法名称而无具体步骤 过于繁杂 大量罗列一些常规的实验方法 撰写要求 以项目的需求为前提 尽量采用最适合的方法 并将其操作步骤和关键环节体现在技术路线当中 5 技术路线存在问题 不清楚 不详细 不可行 撰写方法 以时间顺序为主线设计技术路线 以研究内容为主线设计技术路线 分大小标题 突出逻辑关系 详细地写清楚具体实验步骤 1 人晶状体上皮细胞的获得 老年性白内障晶状体上皮细胞取自白内障患者手术中取出的前囊膜 晶状体上皮细胞紧贴于前囊膜 直径约5mm 正常晶状体上皮细胞取自角膜移植供体眼的晶状体 在显微镜下撕下前囊膜 直径约8mm 按文献提供的方法去除晶状体纤维细胞 仔细清洗以去除血细胞污染 2 建立差异cDNA文库 从50例白内障手术患者的前囊膜上取下的晶状体上皮细胞作为实验组 从25例正常晶状体前囊膜上取下的晶状体上皮细胞作为对照组 利用改良的消减杂交技术 19 20 获得差异表达的cDNA 并建立文库 主要的实验流程如下 正常晶状体上皮细胞白内障晶状体上皮细胞PromegaPolyATtract System1000mRNA分离mRNA分离oligo dT18反转录ntechCap finder方法反转录cDNABiotin 21 dUTPpending cDNA随机引物PCR杂交SephacrylS 400柱 除盐及小片段链亲和素 生物素磁性分离除去杂交体及过量正常晶状体上皮细胞cDNA 长距离 PCR目的cDNA的特异扩增克隆 鉴定 转化建立差异基因文库 3 制备基因芯片筛选白内障相关基因 基因芯片的制备 白内障相关基因的筛选 4 白内障相关基因的结构分析 序列测定 序列的计算机分析 获得全长基因 5 基因转染 培养人晶状体上皮细胞的转染 在体晶状体的转染 6 可行性分析对实验方案设计的分析理论分析研究手段方法分析预实验结果分析对相关条件的分析所用特殊实验材料 试剂 的分析对所具备的实验条件进行分析对项目组成员搭配及其运用技术方法的能力分析 1 关于建立差异cDNA文库 老年性白内障晶状体上皮细胞与正常晶状体上皮细胞是处在不同状态下的细胞 细胞基因表达的改变是细胞蛋白功能等改变的基础 寻找这些有差异的基因是探索细胞功能 状态变化原因的突破口 利用的消减杂交技术是筛选差异表达基因的有效方法 改良的消减杂交技术是我们研究组成员建立的方法 应用此方法已经从脂多糖刺激前后的人牙髓细胞的差异表达的基因中克隆到脂多糖刺激后特异表达的基因 其中5个为新基因 这一研究成果进一步证实了该方法的可操作性 而且我们在运用此方法过程中也积累了较丰富的经验 因此 本研究利用这一方法从两种状态的晶状体上皮细胞中筛选差异表达的基因并建立cDNA文库是可行的 7 创新性存在问题 对创新点提炼不够把运用新技术 新方法理解为创新与研究目标 研究内容相混淆对创新的理解 原始创新 填补空白或修改传统的理论 理论创新发明创造新技术 新方法 技术创新跟踪创新 补充 完善现有理论修改 完善现有技术方法 1 1 2 提炼方法 用逆向思维方法提炼创新点 1 基因筛选方法上的创新 首次采用改良的消减杂交技术建立白内障晶状体上皮细胞差异表达基因文库 并制备相应的基因芯片 利用此基因芯片筛选出老年性白内障相关基因 上述两种方法的有机结合使我们能快速 准确 定性 定量地获得多个白内障相关基因 通过分析这些基因的结构 研究它们的功能 揭示老年性白内障晶状体上皮细胞变化的分子生物学机制 为防治白内障提供新的思路 8 年度研究计划及预期研究结果年度研究计划 按年度列出研究内容及其阶段目标拟组织的重要学术交流活动 国际合作与交流计划预期研究结果 理论成果 建立 丰富 补充 填补 技术方法 建立 完善 专利 可望获得 论文 国际 国内人才培养 青年科技骨干 博硕研究生 四 研究基础1 研究工作积累存在问题 内容过简 与申请项目无关 撰写要求 介绍与申请项目直接相关的预实验研究结果并提供相关的研究论文 成果及专利等材料以往应用与申请项目有关的技术方法的经历研究工作积累要包括项目组成员的所有信息 1 有关消减杂交技术和基因芯片技术的工作基础 本研究所用的基因筛选技术主要是改良的消减杂交技术 此技术是我们研究组成员主要参与建立的 并利用此技术从脂多糖刺激前后的人牙髓细胞的差异表达的基因中克隆到脂多糖刺激后特异表达的基因 其中5个为新基因 有关此技术的研究论文有 2 有关基因转染方面的研究工作基础 3 有关老年性白内障相关基因的研究基础 2 工作条件实验室整体实力和规模 地位 课题 成果等 实验室所具备的与申请项目相关的主要仪器设备实验室所在单位具备的申请项目所需的实验条件3 项目组人员简历所有人员均需介绍 重点是项目负责人 介绍内容根据在项目中的分工有所侧重列出与申请项目相关的研究论文及成果 第二部