中国科学院昆明动物研究所王国栋研究员应邀学术访问并作报告

2025年4月2日，中国科学院昆明动物研究所研究员王国栋老师受邀对基因功能研究与操控全国重点实验室进行学术访问，并于金光楼邓佑才报告厅进行了题为“The genic view of domestic dogs as the bio-medical model”的学术报告，本次报告由全国重点实验室遇赫研究员主持。

王国栋老师实验室长期聚焦在家犬起源驯化、适应性进化和复杂性状遗传机制的研究。特别是，王国栋老师实验室重点关注家犬行为研究，在家犬性状研究上首次提出家犬和人遗传趋同的假说。本次报告会上，王国栋老师从自身研究经历出发，介绍了从进入家犬研究开始到独立建立实验室之后的一系列精彩的工作。狗是由狼驯化而来，在演化的过程中狗受到自然选择、逐渐发展出了与狼截然不同的性状。狗自新石器时代以来被驯化后与人类共生，也受到人工选择的作用。狗和人的相处非常亲密，作为人类的好朋友，研究狗可以帮助人类理解历史，同时可以帮助人类对抗疾病。王国栋老师从狗的驯化起源、自然选择、人工选择与作为人类医学模型四个方面一一介绍了研究进展。

王国栋老师首先就狗的驯化起源进行介绍。自狗起源于狼的假说提出之后，全球多个实验室都在从事寻找狗的最早驯化起源在何地。王国栋老师从2016年开始进行家犬线粒体研究，当时研究认为在中国北方形成家犬混合群体，然后继续向世界各处迁移。这一研究将狗的起源推进到2-4万年前的旧石器时代，狩猎-采集文明时期已有驯化后的狗。从考古证据上来看，考古学研究支持家犬驯化早于一万年前。有关狗的起源，王国栋老师还介绍了关于家犬在南太平洋、斯堪纳维亚半岛与东西伯利亚草原之路扩散历史的研究。这些研究均说明家犬的种群迁移和交流可以指示人的迁徙历史。

王国栋老师接下来介绍了家犬受自然选择背后遗传机制的研究进展。首先是高原低氧适应。家犬随人类活动迁徙和扩散到青藏高原地区，表现出类似藏族人群的高原低氧适应性，藏犬高原低氧适应的遗传基础是什么？王老师课题组利用藏獒样本的研究发现，EPAS1基因的突变是藏犬适应低氧的遗传机制，提示相同的生存环境因素在人类与家犬的趋同进化过程中可能起到至关重要的作用。此外，课题组收集非洲尼日利亚家犬样本，发现非洲的狗与人存在趋同演化，特别是在免疫相关的基因上，例如抗疟疾基因ADGRE1，阐明了狗存在和人类似的适应性遗传机制。

王国栋老师实验室另一个重点关注的是家犬受到人工选择后复杂性状背后的遗传机制。首先是关于狗食性的研究。狼是肉食性动物，而狗是杂食性动物，这背后的遗传机制是怎样的？AMY2B被报道是家犬食性改变的关键。王国栋老师进一步通对家犬、灰狼和豺狗的基因组学比较分析研究，得到家犬驯化后特异的结构变异，发现家犬基因组中一个通过逆转录产生的AKR1B1基因（Aldo-Keto Reductase Family 1 Member B）的新拷贝，该基因编码催化葡萄糖还原成醇的关键酶，与人仅有一个SNP位点上的差异，这些结果表明在狗驯化过程中AKR1B1基因拷贝数的增加可能与狗从肉食饮食适应到淀粉饮食有关。狗还有一个复杂性状得到关注——强迫症。狗和人在强迫症行为上有相似的表型，狗表现为追尾、转圈等强迫的重复性行为。王国栋老师课题组针对转圈行为这一家犬强迫症的代表性表型，在两个独立犬种中开展了研究，通过群体分化和全基因组关联分析筛选到11个候选强迫症风险基因，其中四个基因与人类全基因组关联研究揭示的强迫症关联基因有显著重叠。在培养神经元中敲降/过表达两个风险基因后神经元树突棘发育受到明显影响，提示树突棘发育与功能改变可能参与了人和家犬共享的强迫症发病机制。

此外，王国栋老师还分享了借助家犬进行的衰老干细胞干预，从而探究家犬作为人类医学模型的可能。对17头淘汰警犬进行雷帕霉素和烟酰胺单核苷酸处理，发现干预后心肺功能改善、炎症因子降低，阐明了家犬可作为衰老型相关炎症研究的动物模型。此外，家犬的生活环境与人相似，有接近人的医疗保障条件，具有和人相似的生存曲线，没有性别优势。家犬是表型最多样化的哺乳动物，四百多种家犬品种、丰富的行为多样性提供了研究的基础，因此，家犬可以作为研究人社交行为的模式动物。王国栋老师实验室完成以家犬为模型的人社交行为评价体系的构建与行为，与对照组相比，氟西汀、氯胺酮、新药处理之后显著改善了家犬的社交行为。狗的表型识别相较于依赖有限个特定行为学实验的小鼠具有一定的优势。

王国栋老师精彩的报告结束之后，现场同学们纷纷提问，王老师就相关学术问题一一详细回答。此次报告，加深了生命科学学院的同学们对家犬复杂性状遗传机制的认识，促进了师生们对家犬作为医学模型潜在应用价值的理解。