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孔庆鹏  
人类进化与疾病基因组学
学  历: 博士
学  科: 遗传学
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  简  历

孔庆鹏,中国科学院昆明动物研究所研究员,中国科学院特聘核心研究员,科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才、国家高层次人才特殊支持计划科技领军人才、国家重点研发计划项目首席科学家。


经历

1995.09 - 1999.07   兰州大学生命科学学院,理学学士

1999.09 - 2005.06   中国科学院昆明动物研究所,理学博士

2005.06 - 2005.11   中国科学院昆明动物研究所,助理研究员

2005.12 - 2008.08   中国科学院昆明动物研究所,副研究员

2008.09 - 至今      中国科学院昆明动物研究所,研究员

2009.07 - 至今      中国科学院昆明动物研究所,学科组长(PI)

  研究方向

方向一

人源抗衰老因子甄别研究与利用。基于自然健康老化人类模型——90岁及以上健康长寿老人,采用转录组、蛋白组、代谢组等多组学手段,结合细胞及经典衰老动物模型,系统挖掘甄别健康长寿老人体内存在的具有“主动”实现健康老化的人源抗衰老因子,开发新型抗衰老靶标和人源抗衰老分子,为探索实现健康老化提供新通路、新靶点、新方法,实现健康老化新型干预。

方向二

人群起源演化与极端环境适应。基于多组学信息解析东亚及周边民族群体遗传结构、起源迁移等问题,重点关注重要群体事件对人群遗传结构的影响,通过重建人群源流历史,为澄清考古学等领域重大争议问题提供重要见解;在此框架下,解析人群应对高原低氧等极端环境的分子响应模式和调控机制,开发可促进人群极端环境快速适应的新技术、新方法和新策略。

  代表性成果和所获奖项

一、代表性成果

I.前期研究工作——回答“我们从哪里来?”:着眼于重建东亚人群的起源及演化历史

过去主要从事东亚人群的起源、迁徙和演化历史研究。基于前期构建并完善的东亚人群线粒体全基因组的系统发育关系(American Journal of Human Genetics 2003,第一作者;Human Molecular Genetics 2006,第一兼共同通讯作者)以及东亚人群的起源演化历史(Molecular Biology and Evolution 2010,共同通讯作者;Molecular Biology and Evolution 2011,第一兼共同通讯作者);基于大规模线粒体DNA数据揭示新石器时期农业扩散对汉族(Molecular Biology and Evolution 2019,末位通讯作者)及藏族(PNAS 2009,共同通讯作者;National Science Review 2019,末位共同通讯作者)人群遗传结构具有重要影响,澄清了考古研究中关于汉族起源及大麦农业向青藏高原传播的模式等重大争议问题。

同时,我们还发现早期东亚人群对周边人群具有较为显著的遗传影响,其中,美洲原住民建群类群D4h3a的起源可能追溯至中国北方沿海地区,其祖先类群D4h在中国北方沿海地区至少经历末次盛冰期和冰消期的两次扩散,进而对美洲原住民和日本原住民产生遗传贡献(Cell Reports 2023,末位共同通讯作者)。


II.成立独立研究团队后——探索“我们去向何方?”:以健康长寿人群为模型,系统解析其健康老化/寿命延长分子机制,旨在挖掘开发抗衰老靶标和人源抗衰老分子,为探索实现健康老化提供新靶点、新技术和新策略,实现新型干预

1、构建了中国长寿和老年人群队列生物样本库和多维数据库

实验室在中国多个长寿地区(如海南、湖北钟祥、广西巴马、四川都江堰等)开展了十余年的样本采集和调查研究,系统评估长寿和老年人群健康状况(末位共同通讯作者:Journal of the American Geriatrics Society 2014, 2015),并致力于构建具有代表性的中国长寿和老年人群队列,收集其外周血、血清、白细胞、尿液等生物学样本,并获取其生理生化指标等基础数据以及转录组、甲基化组、代谢组、蛋白质组等多组学数据,构建了较大规模的长寿及当地匹配老年人群(年轻对照)的队列生物样本库和多维数据库。

2、基于多组学视角解析长寿人群的健康老化的发生机制,系统挖掘长寿人群内源抗衰老因子

(1)揭示长寿人群具有特殊的DNA甲基化修饰模式

构建了最大规模的中国长寿人群单碱基DNA甲基化图谱,揭示基因组组成型异染色质区域高甲基化是长寿人群的最显著表观遗传特征(National Science Review 2023,末位共同通讯作者);通过分析了长寿人群及对照人群的DNA甲基化修饰混乱程度,发现DNA甲基化低熵可能帮助长寿人群降低转录噪声,促进健康老化(Aging Cell 2024a,末位共同通讯作者);通过比较男性长寿老人、女性长寿老人、男性一般老人和女性一般老人,揭示了男性长寿人群确实存在大量特异DNA甲基化修饰,其可能通过抑制老年疾病,进而促进男性健康长寿(Cell Reports 2025,末位共同通讯作者)。

(2)从基因表达调控视角系统解析长寿老人的健康老化机制

(A)首次揭示自噬-溶酶体功能增强是百岁老人重要的健康保护因素

通过获取并比较分析长寿家系的转录组数据蛋白质编码基因信息,发现百岁老人及F1后代自噬-溶酶体信号通路基因表达显著上调是其表达层面最为显著的信号。过表达实验表明,4个自噬-溶酶体信号通路基因(CTSB、ATP6V0C、WIPI1和ATG4D)高表达均可增强细胞自噬功能并显著延缓细胞衰老,并且在果蝇中过表达Atg18a基因(WIPI1在果蝇中的同源基因)可显著延长果蝇寿命,提示自噬作用增强很可能在人群健康长寿过程中发挥重要的保护作用(Genome Research 2018,封面,末位共同通讯作者)。

(B)发现核糖体功能降低是人类健康长寿的重要保护机制

实验室通过分析长寿人群队列转录组信息,发现长寿老人核糖体(ribosome)通路基因显著低表达。功能研究证明:敲降ETS1,细胞核糖体蛋白编码基因表达下降、细胞衰老延缓,表明ETS1调控的核糖体功能下降是人类健康长寿/老化的重要机制(Science Advances 2022,末位共同通讯作者)。

(C)开发新型代谢网络模拟算法,并揭示百岁老人的脂肪酸氧化代谢能力增加

实验室开发全基因组范围的精准代谢模拟方法GPMM,与已有方法相比,GPMM将预测值与实验测得值的相关性从R2 < 0.35 提高到R2 > 0.85,极大地克服了代谢建模领域的瓶颈问题;将GPMM运用于长寿人群代谢特征研究发现:脂肪酸氧化(FAO)增加是百岁老人最显著的代谢特征,提示FAO加强可能是长寿老人规避重大老年疾病的分子基础(Aging Cell 2022,末位共同通讯作者)。

(D)构建长寿人群长链非编码RNA差异表达谱,发现对百岁老人具有潜在保护作用的长链非编码RNA

长链非编码RNA(lncRNA)可在多个层面调控基因表达,与衰老、老年病等关系密切。我们对百岁老人家系转录组进行lncRNA分析,鉴定出了8个lncRNA可能与衰老/健康衰老相关。在复制衰老型细胞系HEL-1和IMR-90细胞中分别对其进行过表达实验,其中THBS1-AS1和THBS1-IT1高表达显著降低了p16和p21的蛋白水平,且显著降低了衰老相关的β-半乳糖苷酶的活性,表明它们的高表达降低了细胞的衰老水平。该研究系统挖掘研究了lncRNA在健康长寿老人中的表达规律并发现一些差异表达的lncRNA可能发挥着抵抗衰老的作用(Briefings in Bioinformatics 2021,末位通讯作者)。

上述工作系统揭示了长寿人群体内存在抗衰老/寿命延长的表达调控因子(e.g., ETS1、THBS1-IT1THBS1-AS1等),且体现出不同的分子特征和相应机制(e.g., 自噬-溶酶体通路功能显著增强、核糖体功能显著下降、脂代谢能力显著增强等),提供系列证据证明基因表达调控确实在人群健康老龄/寿命延长过程中发挥着非常重要的作用。事实上,我们前期工作发现长寿人群基因组存在的有害体细胞突变规避现象,即长寿人群基因组上有害突变比率明显低于对照个体,且存在着一系列规避突变的区域(Aging Cell 2024b,末位共同通讯作者),这从另一个侧面证明基因表达调控在健康老化过程中的作用远比之前想象的更为重要。上述工作,为人群长寿机制提供了全新的理解和认识,也为后续人体内源抗衰老因子挖掘、抗衰老靶标和小分子化合物筛查奠定基础。


二、所获奖项

1.2005年   第四届云南省青年科技奖

2.2005年   云南省优秀科学论文特等奖(第一获奖人)

3.2005年   云南省科学技术奖一等奖(完成人:张亚平,姚永刚,孔庆鹏,丁远春,孙昌)

4.2006年   云南省人民政府特殊津贴

5.2006年   国家自然科学奖二等奖(完成人:张亚平,姚永刚,孔庆鹏,丁远春,孙昌)

6.2007年   全国百篇优秀博士学位论文奖

7.2008年   中国科学院青年人才奖

8.2011年   中国科学院西部学者突出贡献奖

9.2012年   云南省中青年学术和技术带头人

10.2013年  首届吴旻人类与医学遗传创新奖

11.2013年  科技部创新人才推荐计划中青年科技创新领军人才

12.2014年  云南省自然科学奖特等奖(完成人:张亚平,孔庆鹏,吴东东,彭旻晟,孙昌)

13.2015年  国家自然科学奖二等奖(完成人:张亚平,孔庆鹏,吴东东,彭旻晟,孙昌)

14.2016年  国家高层次人才特殊支持计划科技领军人才

15.2020年  “春城计划”高层次人才春城科技领军人才专项

16.2020年  云南省“高层次人才培养计划”云岭学者专项

17.2020年  国务院特殊津贴


  承担国家重大科技任务

1.中国科学院先导专项(A类),执行期:2019-2022,3243万,孔庆鹏,课题负责人

2.国家重点研发计划项目,执行期:2018-2022,2820万,孔庆鹏,首席科学家

3.第二次青藏高原科考,执行期:2019-2022,685万,孔庆鹏,子专题负责人

4.国家重点研发计划项目,执行期:2023-2026,1700万元,孔庆鹏,首席科学家

5.国家自然科学基金-重点项目,执行期:2025-2029,230万元,孔庆鹏,主持


  代表论著

近5年内发表的代表性论文/专著

1. Xiao F-H*, Wang H-T, Zhao L, Xia T-R, Yang L-Q, Ma S-Y, Kong Q-P* (2025) Methylome analysis in long-lived men deciphers DNA methylation modifications associated with male longevity in humans. Cell Reports 44:115158.

2. Wang H-T#, Xiao F-H#,*, Gao Z-L, Guo L-Y, Yang L-Q, Li G-H, Kong Q-P* (2024) Methylation entropy landscape of Chinese long-lived individuals reveals lower epigenetic noise related to human healthy aging. Aging Cell 23:e14163.

3. Su Q#, Zhuang D-H#, Li Y-C#, Chen Y#, X-Y Wang#, Ge M-X, Xue T-Y, Zhang Q-Y, Liu X-Y, Yin F-Q, Han Y-M, Gao Z-L, Zhao L, Yang L-Q, Xia T-R, Luo Y-J*, Zhang Z*, Kong Q-P* (2024) Gut microbiota contributes to high-altitude hypoxia acclimatization of human populations. Genome Biology 25:232.

4. Xiao F-H#, Wang H-T#, Chen X-Q, Ge M-X, Yan D-J, Yang X-L, Yang L-Q, Lin R, Guo R-H, Zhang W, Cai W-W*, Kong Q-P* (2023) Hypermethylation in H3K9me3 regions characterizes the centenarian methylomes in healthy aging. National Science Review 10:nwad067.

5. Xiao F-H#, Yu Q#, Deng Z-L#, Yang K, Ye Y, Ge M-X, Yan D-J, Wang H-T, Chen X-Q, Yang L-Q, Yang B-Y, Lin R, Zhang W, Zhou J, Cai W-W*, Li J*, Kong Q-P* (2022) ETS1 acts as a regulator of human healthy aging via decreasing ribosomal activity. Science Advances 8:eabf2017.

其他代表性论文/专著

1. Su Q#, Li Y-C#, Zhuang D-H#, Liu X-Y#, Gao H, Xue T-Y, Li D, Chen Y, Ge M-X, Han Y-M, Gao Z-L, Yin F-Q, Zhao L, Yang L-Q, Luo Y-J*, Zhang Z*, Kong Q-P* (2024) Rewiring of uric acid metabolism in the intestine promotes high-altitude hypoxia adaptation in humans. Molecular Biology and Evolution 41:msae233.

2. Wang H-T, Zhao L, Yang L-Q, M-X Ge, Yang X-L, Gao Z-L, Cun Y-P*, Xiao F-H*, Kong Q-P* (2024) Scrutiny of genome-wide somatic mutation profiles in centenarians identifies the key genomic regions for human longevity. Aging Cell 23:e13916.

3. Li Y-C#, Tian J-Y#, Liu F-W, Yang B-Y, Gu K-S, Rahman ZU, Yang L-Q, Chen F-H, Dong G-H*, Kong Q-P* (2019) Neolithic millet farmers contributed to the permanent settlement of the Tibetan Plateau by adopting barley agriculture. National Science Review 6:1005–1013.

4. Li Y-C#, Ye W-J#, Jiang C-G#, Zeng Z, Tian J-Y, Yang L-Q, Liu K-J, Kong Q-P* (2019) River Valleys Shaped the Maternal Genetic Landscape of Han Chinese. Molecular Biology and Evolution 36:1643–1652.

5. Xiao F-H#, Chen X-Q#, Yu Q#, Ye Y#, Liu Y-W, Yan D, Yang L-Q, Chen G-J, Lin R, Yang L, Liao X, Zhang W, Zhang W, Tang L.S. Nelson, Wang XF, Zhou J*, Cai W-W*, He Y-H*, Kong Q-P* (2018) Transcriptome evidence reveals enhanced autophagy-lysosomal function in centenarians. Genome Research 28:1601–1610 (Cover Story).

  主要学术兼职

2024年12月-至今  中国老年学和老年医学学会委员

2023年11月-至今  中国细胞生物学学会衰老细胞生物学分会委员

2023年11月-至今  中国遗传学会衰老遗传学分会副主任委员

2023年11月-至今  中国遗传学会细胞遗传学分会委员

2021年2月-至今   中国老年医学学会基础与转化医学分会常务委员


  研究团队

1.主要工作人员:

李功华、李玉春、王昊天、Zia Ur Rahman、苏倩、庄道华、周青青、高涵、杨利琴、杨钦、马思雨、吴青

2.在读博士研究生:

尹藩乾、敖鸿舜、郜宗亮、赵龙、夏天睿、王霞燕、刘振华、李咏璇

3. 在读硕士研究生:

薛婷月、吕孟娇、王丹、黎恺婧、蔡怀赞、王雨轩、王宇豪、高文丽、郑佳艺、曹清源


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