药物分析杂志

药物 (drug)	浓度 (concentration)/（mol·L^-1）	拟合方程 (fitted equation)	r	K_D/（mol·L^-1）
盐酸西替利嗪(cetirizine hydrochloride)	1×10^-13~1×10^-10	Y=8.63×10⁴X+6.88×10^-5	0.999 5	7.05×10^-13
盐酸非索非那定(fexofenadine hydrochloride)	1×10^-8~1×10^-5	Y=3.70×10³X+8.65×10^-5	1.000	2.34×10^-8
咪唑斯汀(mizolastine)	1×10^-8~1×10^-5	Y=1.75×10⁴X-3.40×10^-3	0.999 6	1.94×10^-7
依巴斯汀(ebastine)	1×10^-9~1×10^-6	Y=-2.46×10⁵X-6.00×10^-3	0.993 3	2.44×10^-8

药物 (drug)	浓度 (concentration)/（mol·L^-1）	拟合方程 (fitted equation)	r	K_D/（mol·L^-1）
盐酸西替利嗪(cetirizine hydrochloride)	1×10^-13~1×10^-10	Y=8.63×10⁴X+6.88×10^-5	0.999 5	7.05×10^-13
盐酸非索非那定(fexofenadine hydrochloride)	1×10^-8~1×10^-5	Y=3.70×10³X+8.65×10^-5	1.000	2.34×10^-8
咪唑斯汀(mizolastine)	1×10^-8~1×10^-5	Y=1.75×10⁴X-3.40×10^-3	0.999 6	1.94×10^-7
依巴斯汀(ebastine)	1×10^-9~1×10^-6	Y=-2.46×10⁵X-6.00×10^-3	0.993 3	2.44×10^-8

组别 (group)	侧线神经丘中性粒细胞迁移数量±SD (cell count in neuromast±SD)	P
空白组(blank group)	4±2.15	/
模型组(model group)	34±2.89	<0.001
地塞米松(dexamethasone)	21±2.40	<0.001
盐酸西替利嗪(cetirizine hydrochloride)
25 μmol·L^-1	22±0.82	<0.001
50 μmol·L^-1	18±1.31	<0.001
100 μmol·L^-1	14±1.34	<0.001
盐酸非索非那定(fexofenadine hydrochloride)
25 μmol·L^-1	25±2.21	<0.001
50 μmol·L^-1	21±1.47	<0.001
100 μmol·L^-1	19±2.43	<0.001
咪唑斯汀(mizolastine)
25 μmol·L^-1	24±2.41	<0.001
50 μmol·L^-1	22±2.34	<0.001
100 μmol·L^-1	20±2.05	<0.001
依巴斯汀(ebastine)
25 μmol·L^-1	28±2.16	<0.001
50 μmol·L^-1	24±2.82	<0.001
100 μmol·L^-1	22±1.51	<0.001

组别 (group)	侧线神经丘中性粒细胞迁移数量±SD (cell count in neuromast±SD)	P
空白组(blank group)	4±2.15	/
模型组(model group)	34±2.89	<0.001
地塞米松(dexamethasone)	21±2.40	<0.001
盐酸西替利嗪(cetirizine hydrochloride)
25 μmol·L^-1	22±0.82	<0.001
50 μmol·L^-1	18±1.31	<0.001
100 μmol·L^-1	14±1.34	<0.001
盐酸非索非那定(fexofenadine hydrochloride)
25 μmol·L^-1	25±2.21	<0.001
50 μmol·L^-1	21±1.47	<0.001
100 μmol·L^-1	19±2.43	<0.001
咪唑斯汀(mizolastine)
25 μmol·L^-1	24±2.41	<0.001
50 μmol·L^-1	22±2.34	<0.001
100 μmol·L^-1	20±2.05	<0.001
依巴斯汀(ebastine)
25 μmol·L^-1	28±2.16	<0.001
50 μmol·L^-1	24±2.82	<0.001
100 μmol·L^-1	22±1.51	<0.001

基于HEMT生物传感的抗组胺药物与MIF相互作用及验证研究^*

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王静 ¹ , 吴志生 ¹^,² , 赵小军 ¹ , 赵静 ¹ , 郇星月 ¹ , 郭新雨 ¹ , 王恺怡 ¹ , 何晗 ¹ , 姚景春 ³ , 关永霞 ³ , 李市荣 ³ , 张贵民 ³^,^** , 王逸飞 ⁴^,^**

药物分析杂志 | 生物检定 2024,44(8): 1348-1355

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药物分析杂志 | 生物检定 2024, 44(8): 1348-1355

基于HEMT生物传感的抗组胺药物与MIF相互作用及验证研究^*

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王静¹, 吴志生¹^,², 赵小军¹, 赵静¹, 郇星月¹, 郭新雨¹, 王恺怡¹, 何晗¹, 姚景春³, 关永霞³, 李市荣³, 张贵民³^,^**, 王逸飞⁴^,^**

作者信息

^1.北京中医药大学中药学院，北京 102488

^2.中药制药与新药开发教育部工程研究中心，北京 102488

^3.经方与现代中药融合创新全国重点实验室，临沂 276005

^4.北京中医药大学房山医院，北京 102499

Tel：13331313390；E-mail：yongander@163.com

通讯作者:

^** 王逸飞　Tel：15210691043；E-mail：wenifread@163.com

张贵民　Tel：(0539)8336001；E-mail：lunanzhangguimin@126.com

Study on the interaction and validation of antihistamine drugs with MIF based on HEMT biosensing

Jing WANG¹, Zhi-sheng WU¹^,², Xiao-jun ZHAO¹, Jing ZHAO¹, Xing-yue HUAN¹, Xin-yu GUO¹, Kai-yi WANG¹, Han HE¹, Jing-chun YAO³, Yong-xia GUAN³, Shi-rong LI³, Gui-min ZHANG³^,^**, Yi-fei WANG⁴^,^**

Affiliations

^1.School of Chinese Materia Medica，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 102488，China

^2.Engineering Research Center of Chinese Medicine Production and New Drug Development，Ministry of Education of People’s republic of China，Beijing 102488，China

^3.State Key Laboratory of Integration and Innovation of Classic Formula and Modern Chinese Medicine，Lunan Pharmaceutical Group Co.，Ltd.，Linyi 276005，China

^4.Fangshan Hospital，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 102499，China

出版时间: 2024-08-31 doi: 10.16155/j.0254-1793.2023-0817

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摘要

收起

目的：

建立生物传感技术集成模式生物斑马鱼研究方法，实现盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀4种抗组胺药物与过敏性鼻炎关键靶点巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）相互作用及验证研究。

方法：

以砷化镓（AlGaAs/GaAs）高电子迁移率晶体管（ HEMT）半导体材料为传感元件，MIF为生物元件，构建MIF-HEMT生物传感器，开展盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀与MIF相互作用的强度表征。进一步建立斑马鱼免疫炎症模型，记录空白组、模型组、阳性药组和低、中、高剂量药物组中性粒细胞迁移数目，计算药物炎症抑制率。

结果：

盐酸西替利嗪与MIF的结合能力最强，解离常数K_D值达7.05×10^-13 mol·L^-1，盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀与MIF作用的解离常数K_D值分别为2.34×10^-8、1.94×10^-7和2.44×10^-8 mol·L^-1，均与MIF有结合作用。进一步采用斑马鱼免疫炎症模型进行验证，发现4种抗组胺药均能显著减少中性粒细胞迁移数量，其中100 μmol·L^-1盐酸西替利嗪对中性粒细胞迁移抑制率达到68.5%。

结论：

本研究通过生物传感技术集成模式生物斑马鱼实验，实现了抗组胺药物与过敏性鼻炎关键靶点MIF相互作用研究，进一步验证了MIF是抗组胺药物发挥药效的潜在靶点，为药物疗效与作用靶点关联研究提供了重要参考。

关键词

HEMT生物传感器 / 巨噬细胞迁移抑制因子 / 过敏性鼻炎 / 盐酸西替利嗪 / 斑马鱼

Abstract

收起

Objective:

To establish an integrated model of biosensing technology for the study of zebrafish，and to study and verify the interaction between cetirizine hydrochloride，fexofenadine hydrochloride，mizolastine，and ebastine，with the key target of allergic rhinitis，macrophage migration inhibitory factor（MIF）.

Methods:

A MIF-high electron mobility transistor(HEMT) biosensor was constructed using AlGaAs/GaAs HEMT as the sensing element and MIF as the biological element. The interaction strength between cetirizine hydrochloride，fexofenadine hydrochloride，mizolastine，and ebastine and MIF was characterized. Furthermore，a zebrafish immune inflammation model was established. The number of neutrophil migration in the blank control group，model group，positive drug group，and low，medium，and high-dose drug groups were recorded. And the drug inflammation inhibition rate were calculated.

Results:

Cetirizine hydrochloride exhibited the strongest binding ability to MIF，with a dissociation constant of 7.05×10^-13 mol·L^-1. The K_D for the interactions between fexofenadine hydrochloride，mizolastine，and ebastine with MIF were 2.34×10^-8 mol·L^-1，1.94×10^-7 mol·L^-1 and 2.44×10^-8 mol·L^-1，respectively. All of them had binding effects with MIF. Further the validation using the zebrafish immune anti-inflammatory model revealed that all four antihistamines significantly reduced the number of neutrophil migrations，among which 100 μmol·L^-1 of cetirizine hydrochloride achieved a neutrophil migration inhibition rate of 68.5%.

Conclusion:

This study explores the interaction between antihistamines and the key protein target of AR through the integration of biosensing technology and zebrafish experiments. It was found that MIF is a potential target for antihistamine drugs to exert their pharmacological effects. It provides an important reference for research on drug efficacy and its association with targets.

Key words

HEMT biosensor / macrophage migration inhibitory factor / allergic rhinitis / cetirizine hydrochloride / zebrafish

引用本文

王静, 吴志生, 赵小军, 赵静, 郇星月, 郭新雨, 王恺怡, 何晗, 姚景春, 关永霞, 李市荣, 张贵民, 王逸飞. 基于HEMT生物传感的抗组胺药物与MIF相互作用及验证研究^*. 药物分析杂志, 2024 , 44 (8) : 1348 -1355 . DOI: 10.16155/j.0254-1793.2023-0817

Jing WANG, Zhi-sheng WU, Xiao-jun ZHAO, Jing ZHAO, Xing-yue HUAN, Xin-yu GUO, Kai-yi WANG, Han HE, Jing-chun YAO, Yong-xia GUAN, Shi-rong LI, Gui-min ZHANG, Yi-fei WANG. Study on the interaction and validation of antihistamine drugs with MIF based on HEMT biosensing[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2024 , 44 (8) : 1348 -1355 . DOI: 10.16155/j.0254-1793.2023-0817

正文

收起

过敏性鼻炎（allergic rhinitis）是免疫系统接触过敏原由免疫球蛋白E（IgE）介导的炎症反应^[1]，引起鼻塞、打喷嚏、流清涕等症状，是全球常见的慢性过敏性疾病之一。自20世纪60年代以来，全球过敏性鼻炎的患病率不断增加^[2]，其中成人患病率约为40%^[3]。目前，治疗过敏性鼻炎的药物主要是H₁抗组胺药和鼻内皮质类固醇（INCS）2类^[4]，而药物与关键靶点的相互作用研究是当前过敏性鼻炎药物开发亟待攻克的重点难题。

课题组前期从临床真实数据出发，开发了1种新型高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor，HEMT）生物传感器，发现巨噬细胞迁移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）是过敏性鼻炎的关键靶点^[5-6]。MIF是T淋巴细胞衍生的蛋白质，在巨噬细胞、T淋巴细胞和嗜酸性粒细胞等中均有表达^[7]，参与过敏和自身免疫性疾病的发生。基于HEMT的工作原理是采用如抗体、酶、蛋白质等生物元素修饰于HEMT器件上，随着样品浓度增加，异质结中二维电子气（2DEG）浓度改变，导致HEMT源极和漏极之间电流发生变化^[8]，其高灵敏度、强专属性、低检测限为药物与靶点关联研究提供了关键技术支撑。

盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀均为抗组胺药，被国内外多种指南推荐为过敏性鼻炎一线治疗用药^[9]。本研究将自主构建的MIF-HEMT生物传感器应用于盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀与过敏性鼻炎潜在靶点MIF相互作用研究中，进一步构建斑马鱼免疫炎症模型，实现4种抗组胺药物抗炎作用研究，为治疗过敏性疾病药物与作用靶点关联研究提供重要参考。

1　仪器与试药

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1.1　仪器

CHI-660E电化学工作站（上海辰华仪器有限公司），TG16MW台式高速离心机（湖南赫西仪器有限公司），KQ-500DE数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），CV200真空浓缩仪（北京吉艾姆科技有限公司），SQR电子分析天平（十万分之一，北京赛多利斯科学仪器有限公司），WMF-3690荧光显微镜（上海无陌光学仪器有限公司），恒温培养箱（北京润恒奥仪器）。

1.2　试药

MIF蛋白（批号10246-H08H，规格100 μg，纯度≥96.0%，储存于-80 ℃冰箱）、3-疏基丙酸（批号BCBX028，质量分数≥99.0%）、碳酰二亚胺盐酸盐（批号5006M12X，质量分数≥98.0%）、N-羟基丁二酰亚胺（批号WXBD1766V，质量分数≥97.0%）、氯化钠（批号424290251，质量分数≥99.0%）、氯化钾（批号80636be，质量分数≥99.9%）、氯化钙（批号10043-52-4，质量分数≥99.9%）、硫酸镁（批号10034-99-8，质量分数≥99.9%）、硫酸铜（批号BD122482，质量分数≥99.9%）、二甲基亚砜（DMSO，批号d54260）、碳酸氢钠(批号10052-44-2，质量分数≥99.8%)购于北京中农博信科技有限公司，0.01 mol·L^-1磷酸盐缓冲溶液（PBS，批号p397575，pH 7.5）购于北京伊诺凯科技有限公司，三卡因（批号C14493890，纯度99.0%）、地塞米松（批号KYHCA63，纯度≥ 98.0%）购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，盐酸西替利嗪原料（批号28181204，纯度≥ 98.0%）由鲁南制药集团股份有限公司提供，盐酸非索非那定片（批号190529，规格30 mg）、依巴斯汀片（批号190904，规格10 mg）、咪唑斯汀片（批号DT013，规格10 mg）购于京东大药房，成熟AB野生型斑马鱼和绿色荧光标记中性粒细胞的转基因斑马鱼品系Tg（zlyz：EGFP）由南京一树梨花生物科技有限公司提供。

2　方法与结果

收起

2.1　溶液制备

2.1.1　供试品溶液

将盐酸非索非那定片、咪唑斯汀片和依巴斯汀片分别去除薄膜衣片，研至粉末状，溶于10 mL甲醇，超声（220 V，50 Hz）并离心（6 000 r·min^-1，5 min，室温）后取上清液置于真空浓缩仪浓缩，即得药物活性成分。用0.01 mol·L^-1 PBS将盐酸西替利嗪原料药稀释为1×10^-13~1×10^-3 mol·L^-1的梯度浓度溶液，其他3种药物活性成分稀释为1×10^-13~1×10^-5 mol·L^-1的梯度浓度溶液，过0.45 μL的微孔滤膜，即得。

2.1.2　MIF蛋白溶液

取MIF蛋白100 μg，置于离心管中，加入0.01 mol·L^-1PBS 1 mL，配制成100 μg·mL^-1的MIF蛋白溶液，取30 μL分装备用。

2.1.3　斑马鱼胚胎培养液

5.0 mmol·L^-1氯化钠、0.17 mmol·L^-1氯化钾、0.4 mmol·L^-1氯化钙和0.16 mmol·L^-1硫酸镁溶解于1 L去离子水，得到斑马鱼胚胎培养液，用碳酸氢钠溶液调节pH为7.2。

2.2　MIF-HEMT生物传感器的构建与性能考察

采用AlGaAs/GaAs HEMT芯片构建生物传感器，将透明石英玻璃管粘于芯片表面作为样品池；向样品池中加入0.01 mol·L^-1 3-疏基丙酸溶液60 μL，于室温下反应17~24 h，在HEMT器件表面形成Au-S键，从而形成自组装单层；用超纯水洗去HEMT器件表面的3-疏基丙酸溶液，加入0.02 mol·L^-1碳酰二亚胺盐酸盐溶液和0.05 mol·L^-1 N-羟基丁二酰亚胺溶液各30 μL，于室温下活化反应15 min，生成稳定的胺类活化产物，用于促进羧基活化；用0.01 mol·L^-1 PBS清洗HEMT芯片后，加入MIF蛋白溶液10 μL，于4 ℃反应2 h，MIF蛋白通过共价键固定与芯片上，MIF-HEMT生物传感器构建成功^[10]。

采用MIF-HEMT生物传感器依次检测1×10^-13~1×10^-3 mol·L^-1盐酸西替利嗪溶液电流强度，每次检测重复3次，响应的检测浓度低至1×10^-13 mol·L^-1，检测信号灵敏度为1×10^-6 A/V，检测范围1×10^-13~1×10^-3 mol·L^-1，跨越11个数量级，见图1-A；MIF-HEMT生物传感器在同一条件下检测5批浓度为10^-5 mol·L^-1的盐酸西替利嗪溶液的电流强度，每次检测重复3次，结果如图1-B所示，RSD为-0.55%，表明所构建MIF-HEMT生物传感器的重复性良好；以1×10^-5 mol·L^-1的盐酸西替利嗪溶液为测试样品，MIF-HEMT生物传感器连续5 d在同一条件下检测电流强度，每次检测重复3次，RSD为-0.98%，表明所构建MIF-HEMT生物传感器的稳定性良好。

2.3　基于MIF-HEMT生物传感器的抗组胺药物作用于过敏性鼻炎关键靶点MIF的研究

以0.01 mol·L^-1 PBS为空白溶液，加入制备的MIF-HEMT生物传感器中，采用电化学平台记录0~2 V电压下的电流强度（I_DS）；按浓度由低到高（10^-13~10^-5 mol·L^-1）依次分别向MIF-HEMT生物传感器上样盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀的供试品溶液，采用CHI-660E电化学工作站记录电流强度（I_DS），每次检测重复3次，并根据公式（1）~（3）进行分析^[11]。

（1）

（2）

（3）

其中，[A_b]为MIF的浓度，[A_g]为盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀溶液的浓度，K_A为结合常数，K_D为解离常数，ΔI为电流变化值，ΔI_max为电流最大变化值。

1×10^-13~1×10^-5 mol·L^-1盐酸西替利嗪与MIF-HEMT生物传感器作用的I_DS-U_DS信号变化情况如图2-A1所示，加入空白溶液PBS后对电流变化影响较小，表明PBS对检测结果影响较小，且在溶液最小浓度1×10^-13 mol·L^-1下即有电流变化响应，随着盐酸西替利嗪浓度的增加，电流呈现较规律递减。以盐酸西替利嗪浓度的对数为横坐标，电流变化率为纵坐标进行线性拟合，结果如图2-B1所示，在1×10^-13~1×10^-10 mol·L^-1有较好线性关系，拟合方程为Y=-6.91×10^-3X-0.107，r=0.997 0。以1×10^-13~10^-10 mol·L^-1为检测浓度范围，以盐酸西替利嗪浓度为横坐标，以浓度与电流变化的比值为纵坐标，进行线性拟合，结果如图2-C1所示，拟合方程为Y=8.63×10⁴X+6.88×10^-5，r=0.999 5，由公式（1）~（3）计算盐酸西替利嗪与MIF相互作用的解离常数K_D，可得解离常数K_D值为7.05×10^-13 mol·L^-1，表明盐酸西替利嗪与MIF有强结合作用，MIF是盐酸西替利嗪治疗过敏性鼻炎的潜在靶点。

同理，1×10^-13~1×10^-5 mol·L^-1盐酸非索非那定、咪唑斯汀和依巴斯汀与MIF-HEMT生物传感器作用I_DS-U_DS信号变化及线性拟合情况如图2-A2~C4所示，具体浓度范围及拟合方程如表1所示。盐酸非索非那定、咪唑斯汀和依巴斯汀与MIF相互作用的解离常数K_D值分别为2.34×10^-8、1.94×10^-7和2.44×10^-8 mol·L^-1，表明均与MIF有较强结合作用，进一步验证了MIF是治疗过敏性鼻炎的潜在靶点。

2.4　4种抗组胺药物免疫抗炎药效评价研究

斑马鱼的饲养条件依据经济合作与发展组织（OECD）手册，雌雄斑马鱼分开喂养，光照14 h、黑暗10 h交替循环，培养室的温度控制在（28±0.5） ℃，定时喂以人工颗粒状饵料和刚孵出的卤虫无节幼体。在实验前，将成年斑马鱼放入雌雄比例为1:1的交配池中过夜，次日将胚胎收集到斑马鱼胚胎培养液中，并放入28.5 ℃培养箱中进行后续实验。

随机选取受精后3 d的成熟AB野生型斑马鱼，按每孔10尾置于12孔板中，分别加入25、50、100、200、500和1 000 μmol·L^-1的盐酸西替利嗪溶液、盐酸非索非那定溶液、咪唑斯汀溶液、依巴斯汀溶液各3 mL，并平行3个孔。将斑马鱼置于28 ℃条件下避光孵育，分别于24、48、72 h观察和记录斑马鱼的畸形和死亡情况，并计算各药物浓度在不同给药时间下的半抑制浓度（IC₅₀）。结果如图3所示，随着药物浓度的增加，斑马鱼的死亡率显著增加，计算盐酸西替利嗪的IC₅₀为182 μmol·L^-1，即当药物浓度为182 μmol·L^-1时，其对斑马鱼产生50%的致死效应；此外，计算盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀的IC₅₀分别为193、208、222 μmol·L^-1。为评价4种抗组胺药的抗炎药效，后续将4种抗组胺药的高、中、低浓度分别设置为100、50、25 μmol·L^-1，以确保药物剂量对斑马鱼抑制作用的影响。

选取健康的受精后3 d的绿色荧光标记中性粒细胞的转基因斑马鱼，随机吸入12孔板，每孔10枚胚胎，设置空白组、模型组、阳性药组和低、中、高剂量药物组。阳性药组给予20 μmol·L^-1地塞米松溶液3 mL，低、中、高剂量药物组分别给予25、50和100 μmol·L^-1盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀的供试品溶液各3 mL，空白组和模型组给予斑马鱼培养液。给药24 h后，模型组、阳性药物组、低、中、高剂量药物组加入20 μmol·L^-1硫酸铜溶液处理2 h。最后，将每组斑马鱼用0.22%三卡因麻醉1 min，置于荧光显微镜下观察中性粒细胞募集行为，采用Image-J软件进行记录，并按如下公式计算药物组炎症抑制率(E)。

各组斑马鱼中性粒细胞迁移情况如图4所示。对比空白组，模型组中性粒细胞迁移数量显著增加（P<0.01），表明损伤与氧化应激加剧，炎症模型成功建立。阳性药物组采用20 μmol·L^-1地塞米松给药，与模型组对比，阳性药物中性粒细胞迁移数量减少（P<0.001），有显著的炎症消退作用，结果如图5所示。如表2所示，盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀和依巴斯汀低、中、高剂量组相比于模型组中性粒细胞迁移数量均显著减少（P<0.001），其中又以盐酸西替利嗪迁移数量最少，其低、中、高浓度药物的炎症抑制率分别为40.3%、52.5%、68.5%，均强于对应浓度的其他3种药物，抗炎效果最强，结果如图6所示。

3　讨论

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解离常数K_D反映了MIF与药物小分子的解离速率，K_D值越小，MIF与药物的亲和力越强。MIF是一种稳态趋化因子^[12]，在炎症性疾病中发挥关键作用^[13]，可调节巨噬细胞反应，并增强促炎细胞因子和其他炎症成分的产生^[14]，在过敏性鼻炎的发病机制中发挥重要作用。通过计算K_D值发现盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀均与MIF有良好的作用，进一步验证了MIF是4种抗组胺药物治疗过敏性鼻炎的潜在靶点。其中，盐酸西替利嗪与MIF的解离常数K_D最小，表明在4种抗组胺药物中盐酸西替利嗪作用于MIF有更强的治疗过敏性鼻炎的疗效，进而推测4种抗组胺药物可能通过直接作用于MIF，对MIF进行调节，降低过敏性鼻炎患者MIF的水平，减少Th2细胞的分化、分泌和IgE的产生，从而减轻过敏性鼻炎的症状。此外，盐酸西替利嗪是作用效果最强的二代抗组胺药，其疗效远高于盐酸非索非那定、咪唑斯汀及依巴斯汀^[9]，并有研究表明盐酸西替利嗪具有与其组胺拮抗作用无关的抗炎活性，可抑制MIF的释放，进而在过敏性疾病中发挥作用^[15]。

本实验通过自主构建MIF-HEMT生物传感器集成斑马鱼免疫抗炎活性试验，将其应用于盐酸西替利嗪、盐酸非索非那定、咪唑斯汀、依巴斯汀与过敏性鼻炎关键靶点MIF相互作用的研究中。通过计算4种药物的解离常数K_D值，表明均与MIF有较好的结合作用，揭示了MIF作为潜在靶点参与抗组胺药治疗过敏性鼻炎的过程。其中，又以盐酸西替利嗪与MIF的结合能力最强，达到7.05×10^-13 mol·L^-1，表明其在4种药物中用于治疗过敏性鼻炎的效果最强。4种抗组胺药对斑马鱼抗炎作用研究中，发现了盐酸西替利嗪较其他3种抗组胺药具有显著抑制炎症作用，且疗效随剂量增加而提升，与MIF-HEMT生物传感器研究结果一致。这表明本研究构建的MIF-HEMT生物传感技术集成斑马鱼实验策略可实现药物与作用靶点关联研究，不仅为药物直接影响关键作用靶点提供新的研究视角，也为HEMT生物传感器在药物领域的研究应用提供了新的方向。

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^*国家重点研发计划课题(2023YFC3504505)
国家自然科学基金项目(82274110)
国家医学攻关产教融合创新平台-中药智能制造工程平台项目(90010062820031)
北京科技新星交叉项目(20230484458)
中央高校基本科研业务费北京中医药大学揭榜挂帅项目(2022-JYB-JBZR-019; 2022-JYB-JBZR-018)
北京中医药大学横向课题(BUCM-2021-JS-FW-173)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

SHAMJI

，DURHAM

. Mechanisms of allergen immunotherapy for inhaled allergens and predictive biomarkers [J]. J Allergy Clin Immunol，2017，140(6)：1485

[2]

BOUSQUET

，ANTO

，BACHERT

，et al. Allergic rhinitis [J]. Nat Rev Dis Primers，2020，6(1)：95

[3]

BROZEK

，BOUSQUET

，AGACHE

，et al. Allergic Rhinitis and its Impact on Asthma (ARIA) guidelines-2016 revision [J]. J Allergy Clin Immunol，2017，140(4)：950

[4]

THURMOND

，GELFAND

，DUNFORD

. The role of histamine H₁ and H₄ receptors in allergic inflammation：the search for new antihistamines [J]. Nat Rev Drug Discov，2008，7(1)：41

[5]

，ZHENG

，WANG

，et al. Development of MIF/IL-1beta biosensors for discovery of critical quality attributes and potential allergic rhinitis targets from clinical real-world data by intelligent algorithm coupled with in vitro and in vivo mechanism validation [J]. Biosens Bioelectron，2021，194：113608

[6]

，MA

，WANG

，et al. Original end-to-end smart diagnosis framework of systematic critical quality attributes meets FDA standards of phytomedicine by biosensor and multi-information fusion coupled with AI algorithm [J]. Green Chem，2023，25(1)：384

[7]

O’REILLY

，DOROUDIAN

，MAWHINNEY

，et al. Targeting MIF in cancer：therapeutic strategies，current developments，and future opportunities [J]. Med Res Rev，2016，36(3)：440

[8]

PAL

，PRATAP

，GUPTA

，et al. Modeling and simulation of AlGaN/GaN MOS-HEMT for biosensor applications [J]. IEEE Sensors，2019，19(2)：587

[9]

SANCHEZ-BORGES

，ANSOTEGUI

. Second generation antihistamines：an update [J]. Curr Opin Allergy Clin Immunol，2019，19(4)：358

[10]

马朝富，王子健，马丽娟，等. 基于MIF-HEMT生物传感技术的同仁牛黄清心丸关键质量属性测量研究 [J]. 药学学报，2023，58(10)：2853

，WANG

，MA

，et al. The measurement of critical quality attributes of Tongren Niuhuang qingxin pills based on MIF-HEMT biosensor technology[J]. Acta Pharm Sin，2023，58(10)：2853

[11]

，LI

，MA

，et al. Novel discovery of schisandrin A regulating the interplay of autophagy and apoptosis in oligoasthenospermia by targeting SCF/c-kit and TRPV1 via biosensors [J]. Acta Pharm Sin B，2023，13(6)：2765

[12]

CHEN

，WANG

，JIA

，et al. Bufalin targets the SRC-3/MIF pathway in chemoresistant cells to regulate M₂ macrophage polarization in colorectal cancer [J]. Cancer Lett，2021，513：63

[13]

OSIPYAN

，CHEN

，DEKKER

. Epigenetic regulation in macrophage migration inhibitory factor (MIF)-mediated signaling in cancer and inflammation [J]. Drug Discov Today，2021，26(7)：1728

[14]

CALANDRA

，ROGER

. Macrophage migration inhibitory factor：a regulator of innate immunity [J]. Nat Rev Immunol，2003，3(10)：791

[15]

SHIMIZU

，NISHIHIRA

，WATANABE

，et al. Cetirizine，an H1-receptor antagonist，suppresses the expression of macrophage migration inhibitory factor：its potential anti-inflammatory action [J]. Clin Exp Allergy，2004，34(1)：103

2024年第44卷第8期

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doi: 10.16155/j.0254-1793.2023-0817

接收时间：2023-12-23
首发时间：2026-03-13
出版时间：2024-08-31

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收稿日期：2023-12-23

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^*国家重点研发计划课题(2023YFC3504505)

国家自然科学基金项目(82274110)

国家医学攻关产教融合创新平台-中药智能制造工程平台项目(90010062820031)

北京科技新星交叉项目(20230484458)

中央高校基本科研业务费北京中医药大学揭榜挂帅项目(2022-JYB-JBZR-019; 2022-JYB-JBZR-018)

北京中医药大学横向课题(BUCM-2021-JS-FW-173)

作者信息

^1.北京中医药大学中药学院，北京 102488

^2.中药制药与新药开发教育部工程研究中心，北京 102488

^3.经方与现代中药融合创新全国重点实验室，临沂 276005

^4.北京中医药大学房山医院，北京 102499

通讯作者:

^** 王逸飞　Tel：15210691043；E-mail：wenifread@163.com

张贵民　Tel：(0539)8336001；E-mail：lunanzhangguimin@126.com

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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