过刊目录在全基因组关联分析(GWAS)时代发现的大量药物应答相关位点位于非编码序列,对其机制解释多关注于这些位点对mRNA表达水平的影响。表达数量性状位点(expression quantitative trait loci,eQTL)分析研究mRNA水平与基因组关联,其对遗传变异与基因表达关系、基因间相互作用和基因调控网络等的阐明为药物基因组学提供了有效研究手段。在药物基因组学中结合GWAS研究与eQTL研究,能够更好地阐明基因多态性对药物应答的影响,发现更多与药物疗效及毒性相关的生物标志物,为临床个体化用药的开展提供依据。
BET(bromodomain and extraterminal)是一类能解读表观遗传密码的蛋白,通过识别和结合乙酰化的组蛋白或非组蛋白,在调节基因转录中发挥重要的作用。BET抑制剂在肿瘤和炎症等临床前疾病模型中表现出良好的疗效,且已有部分抑制剂进入临床阶段,这表明以BET为治疗靶点的药物研发具有可观前景。本文将对BET蛋白的结构功能、BET抑制剂与疾病治疗以及其作为治疗靶点的分子机制等方面进行阐述。
纤维连接蛋白(fibronectin,FN)的B结构域(extra-domain B,ED-B)作为新的实体肿瘤组织标志物已成为新药开发的优良靶点之一,已有多个抗体药物进入临床研究阶段。其中两项Ⅱ期临床试验数据显示B结构域的抗体融合蛋白(L19-IL2和L19-TNFα)对黑素瘤的疗效显著优于PD-1药物,相关Ⅲ期临床试验也已顺利开展。本文介绍B结构域的生物学特征、新药开发案例和潜在的开发方向,包括蛋白质药物结构改造与修饰、多种药物融合蛋白、适应证拓展、伴随诊断与个体化治疗等,也探讨加强源头创新以扩大新药研发差异化的方法,期望找到新的靶向药物开发热点。
血药浓度在一定程度上决定了药物效应的发挥。目前普遍认为中药体内化合物血药浓度较低,但对其低的程度及是否可以在此浓度水平下发挥药效,尚无充分的研究依据及文献报道。本文通过检索Scifinder、Pubmed和CNKI中英文数据库,对69篇文献进行了整理汇总,统计了73种西药在人体内的最小有效血药浓度及40种中药(单味或复方)给药后211种化学成分的最大血药浓度,分析比较了临床常用西药的最小有效血药浓度及中药体内成分最大血药浓度。结果发现,中药绝大多数体内化合物的最大血药浓度远小于西药最小有效血药浓度,即分别有17种西药(占所统计西药数量的23%)最小有效血药浓度和143种中药体内化合物(占所统计中药化学成分数量的68%)最大血药浓度小于100 ng·mL-1;31种西药(占所统计西药数量的42%)最小有效血药浓度和20种中药体内化合物(占所统计中药化学成分的9%)最大血药浓度大于1 000 ng·mL-1。本文根据文献资料对中西药血药浓度进行较为系统的综述与比较,为深入探讨中药药效物质基础及其作用机制的研究提供新的思路及参考。
聚(2-乙基-2-噁唑啉)[poly(2-ethyl-2-oxazoline),PEOz]是一种由2-乙基-2-噁唑啉通过阳离子开环聚合得到的亲水性长链聚合物,具有低毒、生物相容性及分子链柔性好、易于修饰的特性。将其用于药物或载药系统的修饰可使后者具有长循环能力,而不表现出聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)修饰的抑制靶细胞摄取、妨碍pH敏感纳米粒"核内体逃逸"等缺点,是一种潜在的PEG替代物。本文综述了PEOz的理化性质、合成方法及其在药物递送系统中的应用。
有证据表明肝癌含有一定数量的具有自我更新能力的癌干细胞亚群。然而,癌干细胞是如何被调控的还不清楚。肿瘤微环境中一些生物介质可以导致癌干细胞快速可逆性改变。本文旨在探讨,在肿瘤微环境中有较高含量,又是细胞关键的调控因子的亚硝酸盐是如何调控人肝癌干细胞样细胞表型的。用SMMC-7721细胞系无血清培养获得细胞球。流式细胞术检测细胞周期,体外克隆形成实验和球形成实验检测细胞自我更新能力,侵袭实验检测细胞侵袭能力,癌干细胞标志物检测采用流式细胞术和Westen blot方法,MTT检测细胞活力。皮下注射SMMC-7721球形成细胞建立裸鼠移植瘤模型,活性氧(ROS)检测试剂盒检测移植瘤组织内ROS水平,免疫荧光检测组织内缺氧有诱导因子-1α(HIF-1α)。结果显示,SMMC-7721细胞系来源的球细胞自我更新能力增强,干细胞标志物表达增加,耐药性增强,提示球形成细胞富集了较多的具有癌干细胞特征的细胞。用亚硝酸钠(150 μmol·L-1)处理亲本细胞和球形成细胞后,G0/G1期细胞比例增加,肝癌干细胞标志物CD133、CD90和EpCAM表达增加,细胞耐药能力和侵袭能力增强。与亲本细胞相比,亚硝酸盐对球形成细胞的上述作用明显增强。体内实验结果也显示,亚硝酸盐促进球形成细胞移植瘤生长,组织内ROS水平下降,HIF-1α累积。结果表明,亚硝酸盐通过上调肝癌干细胞"干性"增强肝癌细胞侵袭能力。
他汀类药物对哮喘模型小鼠气道炎症的多效性目前尚不明确,其抗炎活性机制与本类药物降低胆固醇作用不同。口服高剂量辛伐他汀(simvastatin,Sim)可见毒副反应,若设计成雾化吸入剂,其毒性反应则明显减轻。本研究分为:空白对照组(NS-vehicle)、模型组[ovalbumim(OVA)-vehicle]、Sim治疗组和地塞米松(dexamethasone,DXM)阳性对照组。假设Sim经雾化吸入给予具有生物学意义的抗炎活性。BALB/c雌性小鼠以卵白蛋白(ovalbumim,OVA)致敏、攻击制作哮喘模型,分别运用Sim雾化吸入(5 mg·mL-1,ih,15 min)、腹腔注射(40 mg·kg-1,ip)和灌胃(40 mg·kg-1,ig)等途径干预。结果表明,不同途径给予Sim均可显著降低哮喘模型小鼠肺泡灌洗液(alveolar lavage fluid,BALF)中白细胞总数(P < 0.01)和嗜酸性粒细胞数(eosinophilsnumber,EOS)(P < 0.05);Sim不同剂量(1、5和20 mg·mL-1,ih)预处理均可不同程度减少BALF白细胞总数、EOS数(P < 0.01或P < 0.05)。随着剂量增加,抑制炎症细胞作用增强,Sim(5和20 mg·mL-1,h)作用强度与DXM相近;不同剂量Sim(5和20 mg·mL-1,ih)预处理可降低小鼠肺组织白细胞介素-4(interleukin-4,IL-4)和白细胞介素-5(interleukin-5,IL-5)mRNA表达(P < 0.01或P < 0.05),小鼠BALF中IL-4和IL-5水平显著减弱(P < 0.01);Sim(1 mg·mL-1)预处理组小鼠BALF的IL-4水平略有下降但差异无显著性,IL-5水平下降幅度低于Sim(5和20 mg·mL-1)组。上述结果表明雾化吸入不同剂量Sim均可抑制气道炎症反应,为他汀类药物在哮喘等炎症性疾病中的应用提供实验依据。
探讨米诺环素对活化的小胶质细胞M1/M2表型变化的影响。采用脂多糖(LPS)刺激BV-2小胶质细胞,复制小胶质细胞活化模型,造模24 h后,酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定细胞上清液中M1型小胶质细胞产物一氧化氮(NO)、前列腺素E2(PGE2)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)和白介素-1β(IL-1β),及M2型小胶质细胞产物白介素-10(IL-10)和转化生长因子-β(TGF-β),流式细胞仪检测M1型小胶质细胞标志物膜蛋白CD16/32及M2型小胶质细胞标志物膜蛋白CD206的表达,评价米诺环素对活化小胶质细胞M1/M2型极化的影响;通过检测米诺环素对小胶质细胞活化后,toll样受体4(TLR4)介导的髓样分化因子88(MyD88)依赖性通路下游有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路和核因子κB(NF-κB)信号通路的影响,探讨米诺环素的作用环节。结果显示,米诺环素能显著降低NO、PGE2、TNF-α和IL-6的含量,提高IL-10和TGF-β的含量,下调膜蛋白CD16/32的表达,上调膜蛋白CD206的表达,提示米诺环素可抑制活化小胶质细胞向M1型即促炎表型极化,并或促进其向M2型即抗炎表型转化,其作用与下调p38 MAPK和p-NF-κB p65信号通路有关。
探讨胆碱(Cho)与对乙酰氨基酚(Ace)的协同镇痛作用及其机制。本研究采用腹腔注射0.6%醋酸溶液建立小鼠醋酸扭体疼痛模型。将KM小鼠随机分为对照组(n=10)、单用Cho组(n=50)、单用Ace组(n=50)和合用组(n=40),造模后计数20 min内扭体次数。采用OriginPro8.5软件分析求得各药物的ED50。采用等辐射分析法分析Cho和Ace的相互作用。为进一步研究Cho和Ace协同作用的机制,将40只KM小鼠随机分为生理盐水对照组(control组)、Cho组、Ace组和Cho+Ace组,每组10只。造模后,小鼠眼球取血,使用ELISA试剂盒分别测定小鼠血清中TNF-α、IL-6、PGE2、NF-κB的含量。经计算可得,单用Cho组和单用Ace组的ED50分别为19.47和20.56 mg·kg-1,合用组ED50为Cho 2.94 mg·kg-1+Ace 3.15 mg·kg-1。等辐射分析法证实Cho与Ace合用时具有协同镇痛作用。ELISA结果发现Cho组和Ace组血清中TNF-α、IL-6、PGE2和NF-κB含量较control组降低(P < 0.05),而与Cho组和Ace组相比,Cho+Ace组TNF-α、IL-6、PGE2和NF-κB含量进一步降低,且差异具有统计学意义(P < 0.05)。本研究证实Cho与Ace具有协同镇痛作用,其机制可能与抑制NF-κB信号通路的激活有关。
建立黄连解毒汤"药效成分-靶标-通路"之间的关系,探究该方治疗阿尔兹海默症(Alzheimer'sdisease,AD)的多成分、多靶点和多途径作用机制,为创新药物研究奠定基础。自黄连解毒汤中筛选出已知的17个具有抗AD作用的药效成分,利用PharmMapper进行靶标预测,建立"药效成分-靶标蛋白"对应关系;通过Molecule Annotation System(MAS 3.0)数据库对获得的靶标蛋白进行Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)通路注释;利用Cytoscape 3.4.0软件构建"药效成分-靶点-通路"网络图。预测结果表明,黄连解毒汤中17个药效成分的作用靶点共59个,涉及通路47条,其中与AD相关的靶点蛋白共4个,与神经炎症相关的通路共2条。通过"药效成分-靶标-通路"分析可知,黄连解毒汤可能通过清除/减少β淀粉样蛋白、抑制Tau蛋白过度磷酸化、抗炎和免疫活性等多途径对AD具有治疗作用。
肝脏疾病目前已成为我国高发性疾病之一,胃肠道出血是肝脏疾病常见的并发症之一,现临床常用质子泵抑制剂类药物进行治疗。沃诺拉赞作为一种新型的质子泵抑制剂,可能可以替代目前常用的兰索拉唑作为临床有效抑制胃酸的药物。本实验主要探索并研究了沃诺拉赞在四氯化碳诱导的急性肝损伤大鼠血浆中的经时过程及其主要代谢物的生成情况。结果表明,在急性肝损伤大鼠体内,沃诺拉赞暴露量显著高于正常大鼠,代谢物生成速率降低,这可能是由于肝损伤影响了酶活性及转运体活性导致的。本研究为今后临床对肝脏疾病患者的用药调整提供了一定的理论依据。
本研究系统评价了20个9-取代小檗碱类似物的糖消耗活性,结果表明,在9位引入乙氧基有利于体外糖消耗活性的增加。9-乙氧小檗碱化合物2a在多个剂量水平下显示出高于阳性对照小檗碱的活性,在1.25μmol·L-1剂量下,2a的活性达到小檗碱的5.4倍。同时,2a激活AMPK的活性是小檗碱的2.8倍。因此,化合物2a可成为进一步改造的母核。
以本研究室发现的高活性噻唑烷-2,4-二酮类(TZDs)化合物为先导物,对其TZD母核的3位氨基修饰,设计并合成了目标分子TM1和TM2;利用生物电子等排和拼合原理,设计并合成了含绕丹宁结构单元的目标分子TM3~TM6;将含酚羟基的目标分子与Linker和咔唑连接,设计并合成了与传统TZDs结构类似的目标分子TM7。体外过氧化物酶体增殖物激活受体反应元件(PPRE)激动活性、α-葡萄糖苷酶抑制活性与蛋白质酪氨酸磷酸酶-1B(PTP-1B)抑制活性测定结果显示,多数目标化合物的活性均较弱,但化合物TM2-6、TM7b-2和TM7b-4的PTP-1B抑制活性很好,其中TM2-6抑制活性高达96.71%、IC50低至1.48 mg·L-1,优于阳性对照物。构效关系表明,TZD环改变,PPAR激动活性变弱。毒性预测显示,高活性化合物几乎无毒性。这些结果对新型抗糖尿病药物的研制具有一定的借鉴意义。
采用Diaion HP-20、Sephadex LH-20、Toyopearl HW-40、MCI Gel CHP-20、ODS、silica gel等柱色谱和半制备液相等技术,从怀山药中分离得到9个化合物,通过化合物的光谱数据和理化性质鉴定其结构分别为:2-(1',2',3'-三羟基丁基-4'-O-α-D葡萄糖苷)-6-(2",3",4"-三羟基丁基)-吡嗪(1)、尿嘧啶(2)、黄嘌呤(3)、次黄嘌呤(4)、胸腺嘧啶(5)、腺苷(6)、尿苷(7)、肌苷(8)和5'-去氧-5'-亚磺酰腺苷(9)。其中,化合物1为一个新的吡嗪衍生物,化合物3~5、8、9为首次从该植物中分离得到。
采用硅胶、Sephadex LH-20、ODS等柱色谱技术,从天山假狼毒根的二氯甲烷提取部位中分离得到了3个愈创木烷型倍半萜类化学成分,根据理化性质和波谱数据鉴定为(+)-guaia-l(10),ll-dien-9-one-5α-hydroxy(1)、4β,5βH-guai-9,7(11)-dien-12,8-olide-1α,8α-diol(2)、4α,5βH-guai-9,7(11)-dien-12,8-olide-1α,8α-diol(3)。其中,化合物1为新化合物,化合物3首次从该属植物中分离得到。
观察黄芩汤(HQT)对溃疡性结肠炎(UC)大鼠血清代谢谱的变化,探讨其治疗UC可能的作用机制。运用复合法(三硝基苯磺酸+乙醇)制备细胞免疫反应UC大鼠模型,将大鼠随机分为正常组、模型组、HQT组。利用超高液相色谱-质谱(UHPLC-MS)技术结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA),对正常组、模型组、HQT组三组之间的代谢谱进行分析,通过变量重要性投影值(VIP)>1结合P < 0.05筛选血清中潜在的生物标志物。与正常组相比,模型组大鼠血清中发现并鉴定出缬氨酸、色氨酸、乳酸、尿素等16个潜在生物标志物。与模型组相比,给予HQT治疗10天后,上述潜在生物标志物有向正常水平回调的趋势。代谢组学分析揭示HQT对UC大鼠具有一定的治疗作用,其机制可能与调节氨基酸代谢、能量代谢和脂代谢等有关。
为了研究福多司坦原料药中的有关物质,本研究采用亲水作用色谱法,分离出6个主要有关物质(1个工艺杂质、5个强制降解产物),并结合四级杆串联飞行时间质谱,确定各有关物质的准确分子质量及二级碎片特征。根据质谱裂解分析,结合合成工艺与强制降解实验,对5个有关物质做了结构鉴定,为福多司坦生产工艺控制和质量保障提供参考依据。
以葛根提取物为研究对象,通过动态水分分析法测定中药原料在298、308和318 K时的吸湿等温线,并通过数学模型模拟其吸湿行为,计算在吸湿过程中的焓、熵和自由能的变化,分析中药原料的吸湿特征。通过模内压缩的方法考察吸湿性、压片力、压片速度以及对其压缩成形性的影响。结果表明,葛根提取物的吸湿行为可以用GAB模型或Ferro-Fontan模型模拟;应用模型计算得到的吸湿热力学参数表明,中药原料的吸湿过程是一个放热过程,根据焓熵补偿理论分析,其吸湿过程属于熵驱动过程。吸湿增加了中药原料中的水分含量,在一定程度上可以改善其压缩成形性,但是当含水量过高时,可能给压片过程造成不良影响。
以聚苯乙烯纳米球为研究对象,研究基质硬度对二维(2D)和三维(3D)培养的乳腺癌细胞摄取行为的影响。通过光催化聚合反应法制备硬度可调的聚丙烯酰胺凝胶,并在凝胶表面共价修饰胶原以支持细胞黏附,构建2D细胞培养模型;选择Ⅰ型鼠尾胶原构建3D细胞培养模型;分别接种人乳腺癌细胞MCF-7于聚丙烯酰胺凝胶表面或混悬于胶原凝胶中进行3D细胞培养;20 nm和50 nm聚苯乙烯纳米球悬液与2D或3D培养的细胞共孵育,采用激光共聚焦显微镜对细胞形态和纳米球摄取效率进行定性和定量考察。本研究发现在2D和3D培养条件下,基质硬度均参与调控肿瘤细胞肌动蛋白骨架的重构并间接影响不同粒径大小的纳米制剂的摄取行为。
利用小肠上皮细胞顶膜侧和基底侧pH的差异以及新生儿Fc受体(neonatal Fc receptor,FcRn)与其配体结合的pH依赖特性可能增加配体修饰的纳米载体从小肠上皮细胞顶膜侧向基底侧的转运,从而促进药物的吸收。本课题制备了靶向于FcRn的短肽FcBP(IgG Fc段结合肽,IgG Fc domain-binding peptides)修饰的聚乙二醇-聚ε-己内酯[poly(ethyl ethylene phosphate)-co-poly(ε-caprolactone),PEG-PCL]胶束并在人克隆结肠腺癌细胞(human colon adenanocaricinoma cell lines,Caco-2)上考察了pH和靶头密度对胶束摄取与外排过程的影响。采用薄膜水化法制备不同靶头修饰密度的包载香豆素6(coumarin 6,C6)的PEG-PCL主动胶束和被动胶束,并用激光粒度测定仪测定其粒径,透射电镜观察其形态,流式细胞术测定各主、被动胶束在不同pH值下的摄取和外排以及FcRn在胶束摄取中的作用。结果表明,PEG-PCL胶束的粒径约为30 nm,FcBP的修饰不影响胶束的粒径。pH和靶头密度都对FcBP修饰的PEG-PCL胶束的摄取有影响。主动胶束在pH 6.0的摄取量显著高于在pH7.4的摄取量,并且在两种pH下主动胶束的摄取量都表现出随靶头密度的增大先增大后减少的趋势。进一步研究胶束的外排表明,胶束在pH 6.0下摄取后可以在pH 7.4环境中外排,外排量与靶头密度有关,其中靶头密度10%的主动胶束外排量最大,显示出较强的跨膜转运递送的潜力。同时,竞争性抑制实验验证了胶束的摄取与配体和受体的作用有关。本研究为应用FcBP修饰的PEG-PCL胶束进行跨膜转运药物打下一定的基础,为纳米载体的设计提供了一定的参考。
晚期胚胎富集蛋白(late embryogenesis abundant proteins,LEA)是一种亲水、热稳定性蛋白,与植物抗逆性密切相关,研究LEA家族基因对铁皮石斛抗逆性研究具有重要意义。本研究以铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)种子为材料,采用RACE技术获得全长cDNA,命名为DoLEA2(GenBank登录号:KY626329)。该基因全长cDNA为1 224 bp,编码313个氨基酸,具有晚期胚胎富集蛋白(LEA_2)结构域和水分胁迫高敏感响应结构域,所编码蛋白与其他物种LEA2蛋白具有较高相似性,在进化上与单子叶植物聚为一支,且与蝴蝶兰(Phalaenopsis aphrodite)亲缘关系最近。铁皮石斛DoLEA2在叶的表达量最高,根和茎次之。该基因在Escherichiacoli BL21(DE3)中能够高效表达,其优化表达条件为:37℃添加终浓度0.5 mmol·L-1的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导4 h。盐胁迫条件下与对照组相比,重组pET28a-DoLEA2菌株表现出较好的耐盐性。本研究首次获得了铁皮石斛LEA2全长cDNA序列,验证了其耐盐胁迫功能,为进一步研究铁皮石斛抗逆性分子机制提供科学依据。