关键生物学指标动态变化用于陆地/水域尸体晚期死亡时间综合推断的研究

The cadaver in nature is an ephemeral ecosystem. Complex changes and interactions have taken place between soft tissues, insects and microbes, from micro to macro, makes a body from fresh turn into skeleton, and this cycle makes energy from the unbalance into a balanced state. The postmortem (PMI) estimation is essentially an assessment of the various variables in the evolution of the ecosystem. Insect indicators have been proven to be of value to PMI and have been applied widely, but there are still some fatal flaws as some time periods cannot be estimated using entomological method. Our previous study found that ‘the insect key milestones' can provide a range of PMI for most cadavers, and the use ofmorphology， molecular technology is expected to provide a precise age of insects, and thus achieved a more precise PMI estimation; The next generation sequencing technology allows a large number of uncultured microorganisms to be tested, and the potential value of microorganisms for PMI estimation is preliminary confirmed. The RNA in soft tissue has been proved to have a limited regular change. In this project, we intended to employ large pig carcasses to establish the carrion ecosystems, and conduct a comprehensive study on the dynamic changes of insects, microbes and RNA of soft tissue using morphological, histological, molecular biological ，ecological pproaches. The ultimate goal of this project is to establish a new PMI estimation method on land and under-water cadaver by mainly using entomological methods, and use the changes of microbial and RNA as supplementary indicators to confirm and compensate the entomological methods.

尸体是一个瞬时生态系统，其中软组织、昆虫、微生物从微观到宏观发生了复杂的变化且相互影响，尸体腐解变成白骨，从不平衡变为平衡。进行死亡时间（PMI）推断就是对该系统演化的各类变量的评估，其中昆虫指标已被证明对于PMI有价值并已应用，但仍存在某些时间段无法推断的缺陷，我们以往研究发现的昆虫关键时间点能保证对尸体划分出一个PMI范围，而利用分子、影像可望实现对于昆虫幼虫及蛹年龄的精确推断进而实现最短PMI的推断；新测序技术使得大量非培养微生物得到检测从而证明了微生物对于PMI推断的潜在价值，而软组织中的RNA也有着有限的规律变化。本项目拟利用猪尸体建立完整的尸体生态系统，对其中昆虫、微生物及软组织RNA的动态变化采用形态、组织、分子、电子计算机技术进行全局的系统研究，最终结合电子计算机技术形成以昆虫学为主,以微生物和RNA为辅的的针对陆地及水域尸体晚期PMI综合推断的新方法。

死亡时间的准确推断在刑事凶杀案件的侦破中具有特别重要的意义。为了解决死亡时间推断难题，全世界已经开展了大量研究，但绝大多数只是孤立地使用一种指标或方法。尸体是一个整体，其上很多变化是同时发生且互相影响的。本项目选择了昆虫、RNA及微生物三种最常用于死亡时间推断的指标，分别在陆地和水域研究三种指标在尸体腐败过程中的变化规律。陆地实验的结果表明昆虫能够很快发现尸体并在尸体上长期存在，其发育和演替规律是解决死亡时间的良好指标；肌肉组织中的RNA与死亡时间存在时间依赖性关系，特别是在死亡发生后的10小时内的精度较高，可以弥补昆虫学方法的不足；直肠微生物多样性随腐败时间推移逐渐变少，在不同的腐败时间段，直肠和土壤的微生物菌群结构及其相对丰度存在显著的差异，可以用来推断死亡时间，推断死亡时间的精度在3-4天。水中实验的结果表明食腐昆虫可能不适合水中尸体的死亡时间推断。因为食腐昆虫不像在陆地上的尸体那样呈现规律性的演替。死亡后一周内，脑组织中的靶基因的表达量变化与死亡时间紧密相关。一元三次回归模型能够较好的模拟出基因表达量随死亡时间变化的关系。第三代测序分析表明，尸体皮肤表面细菌和尸体周围水样中的藻类呈现规律性演替，其中隐藻属和盘状藻在9天内分别呈递增和递减的变化趋势。除了以上野外研究之外，我们还采集了演替研究和死亡现场中最常见的13种重要的嗜尸性昆虫，在实验室内进行了细致的生长发育规律研究。本项目的研究成果为国际死亡时间推断及法医昆虫学领域提供了重要的基础数据。在本项目资助下，共发表SCI收录期刊论文22篇，国内期刊论文5篇，出版《实用法医昆虫学》专著一本，利用项目研究成果为一线法医解决百余例案件的死亡时间推断任务。