过刊目录本文总结了2018年中国学者在药物代谢领域的研究进展。该年度,中国学者聚焦药物代谢酶和药物转运体,开展活性分子药物代谢/转运机制研究、药物代谢酶和转运体的调节机制及其用于药物和疾病的研究、基于药物代谢/转运的药物毒性机制和临床合理用药研究、肠道菌群药物代谢、中药代谢和DMPK新技术和新模型研究等,取得了一系列国际前沿的创新性成果。近年来,中国的药物代谢研究正由新药研发和合理用药导向研究为主,向创新驱动和机制导向深度研究并重转型,研究方向和水平逐步与国际接轨。
骨髓增殖性肿瘤(myelopro1iferative neoplasms,MPNs)是一类造血干细胞异常增生性疾病,主要表现为骨髓中一系或多系细胞出现异常增殖。JAK2磷酸化导致的JAK-STAT信号通路持续活化是诱发MPNs的重要原因,而JAK2激酶的突变可以使其处于持续的磷酸化状态,JAK2最典型的突变是假激酶区V617F的位点突变。95%的红细胞增多症(PV)以及50%的原发性骨髓纤维化(PMF)、血小板增多症(ET)患者中存在这种突变。现已明确JAK2是治疗MPNs的重要靶标,通过抑制JAK2-STAT信号通路的异常激活来治疗MPNs已成为热门研究方向。本文拟从JAK2激酶的生物学功能、JAK2与MPNs的关系以及JAK2小分子抑制剂的研发现状等角度,综述近年来JAK2抑制剂在治疗MPNs疾病的研究进展。
磷酸甘油酸激酶1(PGK1)是糖酵解过程中一个重要的催化酶,催化1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,产生一分子ATP。研究表明,PGK1在多种肿瘤中高表达,既可以作为蛋白激酶也可以作为代谢酶,通过影响肿瘤的代谢而影响肿瘤的发生发展过程,还与多种肿瘤患者的放化疗抵抗和预后不良有关。本文就其功能及与肿瘤的关系进行综述,旨在为靶向PGK1进行药物开发提供理论基础。
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是以认知功能障碍为临床表现的疾病。过去虽然对AD发病机制研究取得了显著进展,但阻断AD病情发展的有效治疗方法并不令人满意。自噬(autophagy)异常被认为参与AD发病机制,自噬的调节可能成为AD治疗新策略。经mTOR依赖性和非依赖性(Bcl-2/Beclin-1、GSK-3β和p-AKT等)途径调节自噬的药物显示出很好的缓解AD症状作用。此外,一些从植物中提取出的化合物也被报道可经多途径、多靶标调节自噬阻止AD进展。本文对近期有关药物包括植物提取药物调节自噬治疗AD的研究进展作一综述,为临床治疗AD提供新的理论基础。
近十几年来血栓性疾病发病率上升,严重危害人类的健康。目前临床使用的抗血栓药物存在易出血等不良反应。大量临床资料表明,先天缺乏凝血因子XI(factor XI,FXI)的患者患缺血性脑卒中及深静脉血栓的比率明显降低,且一般无自发性出血。由于FXI的这一特点,对新抗凝方案探索的目光聚焦到了FXI抑制剂的开发上。以FXI为靶点的抗血栓新药研究已取得一定进展。本文就FXI抑制剂的研究进展做一综述,以期为研究新的抗血栓药物提供思路。
植物三萜是一大类结构多样、具有广泛工业及药用价值的天然产物。齐墩果烷型三萜因拥有良好的药理/生物活性而被广泛熟知,其生物合成历经了前体供应、骨架合成、萜类合成等3个阶段。在齐墩果烷型三萜骨架糖基化之前,细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,P450s)会先行对该骨架进行许多结构修饰,而这些修饰对三萜骨架的结构多样性与功能性至关重要。本文综述了齐墩果烷型三萜皂苷生物合成中P450s对β-香树脂醇(β-amyrin)、齐墩果酸(oleanolic acid)的催化作用,探讨了远志皂苷的主要苷元母核——原远志皂苷元的可能生物合成途径,并简要概述了远志(Polygala tenuifolia)中CYP716A249的发现,为齐墩果烷型植物三萜的生物合成途径解析提供一些借鉴。
外泌体是由细胞主动向外分泌的膜性囊泡,可以从多种细胞的培养基及动物体液中分离得到。外泌体主要由脂质、蛋白质和遗传物质组成,直径介于40~100 nm之间,分子结构小,生物相容性高,可运输脂质、蛋白质、DNA及RNA等物质,是天然的内源性纳米载体。目前研究表明外泌体在远距离细胞间信息传递中起重要作用,涉及生理和病理过程。本文介绍了外泌体的组成及生理功能,详细总结了外泌体作为药物递送载体的相关内容,对外泌体在神经系统疾病尤其是脑部疾病及肿瘤等方面的应用进行了概述。
门控型药物递送系统,旨在通过门控基团使药物在正常生理条件下处于稳定包载状态。而在肿瘤等病变微环境或外源性因素刺激下,门控基团脱落或改变实现药物的响应性释放。本文主要针对刺激响应性连接臂和刺激响应性基团两个方面的应用,综述了近10年门控型药物递送系统的研究进展。
表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)基因是非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)中最常见的驱动基因之一,尤其EGFR突变和扩增都参与了肺癌的恶性进程。本文旨在探究E3泛素连接酶TRIM25(tripartite motif 25)对肺癌发生发展的作用及分子机制。应用CCK-8和Transwell实验评价TRIM25对肺癌细胞增殖和侵袭能力的影响,结果发现敲低TRIM25,显著抑制了细胞的增殖(抑制率为34%)和侵袭(抑制率为42%);采用基因集富集分析、免疫印迹和免疫组化法分析TRIM25对EGFR及其下游信号活性的影响,结果显示,TRIM25不仅上调了EGFR的表达水平,而且促进了EGFR信号活化;利用免疫共沉淀、实时定量PCR以及放线菌酮(cycloheximide,CHX)抑制蛋白质合成实验,初步探究TRIM25上调EGFR信号的分子机制。研究结果表明,TRIM25主要通过促进EGFR第63位赖氨酸位点发生泛素化修饰,进而增加EGFR蛋白稳定性、上调EGFR下游信号活性;而恢复EGFR蛋白表达后可逆转敲低TRIM25对肺癌细胞A549、H1975增殖和侵袭的抑制作用,在A549细胞中,细胞增殖率增加了1.5倍,侵袭率提高了1.6倍;同样,在H1975细胞中,细胞增殖率增加了2倍,侵袭率提高了1.7倍。以上研究结果表明,TRIM25通过维持EGFR信号持续活化,促进肺癌细胞的增殖和侵袭。本研究中所用的人肺癌组织由中国医学科学院肿瘤医院的肺癌患者提供,根据《赫尔辛基宣言》,已取得所有肺癌患者的知情同意。该研究得到了中国医学科学院肿瘤医院伦理委员会的批准。
采用大鼠局灶性脑缺血再灌注和蛛网膜下腔出血的动物模型,评价人工麝香对缺血性脑卒中和出血性脑卒中的治疗作用,为人工麝香的临床应用提供研究基础。所有动物实验都遵循北京协和医学院动物伦理委员会的规定。结果显示,大脑中动脉阻断或蛛网膜下腔出血5 min后灌胃给予人工麝香对急性缺血性和出血性脑卒中均具有明显的保护作用。在10~200 mg·kg-1剂量范围内,对模型大鼠的死亡率、神经行为学和脑梗死体积具有一定的量效关系。其中在缺血性脑卒中,人工麝香的有效剂量为10 mg·kg-1;在出血性脑卒中,其有效剂量为200 mg·kg-1。上述研究结果提示人工麝香在治疗缺血性脑卒中和出血性脑卒中时存在一定差别,临床使用中要给予区别。
本研究旨在探讨化合物双环醇(bicyclol,By)对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)KKAy小鼠的治疗作用及其作用机制。实验采用雌性KKAy小鼠,灌胃给予双环醇(100、200、400 mg·kg-1·d-1)。阳性对照药为二甲双胍(200 mg·kg-1·d-1)。以空腹血糖水平、非禁食血糖水平、葡萄糖耐量等指标评价药物的控制血糖作用;以空腹血胰岛素水平、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)评价机体的胰岛素敏感性;以胰岛素刺激后胰岛素信号通路的激活评价肝组织对胰岛素的反应性;以蛋白质印记的方法检测肝组织的蛋白表达。动物实验过程遵循中国医学科学院动物伦理委员会的规定。结果显示,KKAy小鼠具有高血糖、胰岛素抵抗等典型的T2DM病理特征。给予双环醇治疗后,KKAy小鼠空腹血糖水平明显降低,并呈一定的剂量依赖性和时间依赖性。同时,其空腹血胰岛素水平、胰岛素抵抗指数值均明显降低;肝组织的胰岛素诱导的胰岛素信号通路的磷酸化水平明显上调,使p-IRβ/IRβ、p-Akt/Akt比值明显升高;糖异生关键蛋白FoxO1的磷酸化水平显著升高。推测双环醇可能通过改善KKAy小鼠全身和肝脏的胰岛素抵抗,抑制肝组织糖异生,从而发挥控制血糖的作用。未发现明显的双环醇对二甲双胍的降血糖作用的影响。
研究焙制程度对壁虎抗肿瘤活性的影响。利用传统烘干结合瓦片焙干的方法制备壁虎不同程度焙制品,检测酥脆度并进行感官评价,按药典方法检测含水量和水溶性浸出物含量,用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法检测可溶性蛋白质多样性;制备H22荷瘤小鼠模型,检测壁虎不同程度焙制品抑瘤效果及免疫器官指数,并评价小鼠的生存质量,相关动物实验获得北京中医药大学伦理学委员会批准。随着焙制程度的加深,壁虎可溶性蛋白质分子量大小有显著差异并且蛋白质浓度降低,抗肿瘤活性由高到低顺序为烘干未焙制品(34.11%)、焙至微黄品(29.14%)、焙至焦黑品(28.43%)和焙至焦黄品(21.98%),焙制品感官评价优于烘干未焙制品。结果提示,焙制提升感官评价,但会降低壁虎抗肿瘤活性;以疗效为指标,烘干至含水量7.71%为佳。
痛痹要方乌头汤临床治疗神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)疗效确切,但作用机制尚不完全清楚,本研究旨在探究乌头汤缓解NP的炎症网络调控机制。前期基于脊神经结扎(spinal nerve ligation,SNL)小鼠模型,通过全基因表达谱分析发现SNL发病相关基因集及乌头汤干预SNL药效相关基因集。本研究中"疾病基因-药物效应基因"互作网络及通路富集分析结果表明,乌头汤的镇痛网络靶标参与丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路的富集显著性最高(P =4.04E-12),其中AKT激酶、MAP激酶的激酶4(MAP kinase kinase 4,MKK4)、终端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和转录因子AP-1(JUN)与NP发生、发展中具有重要意义的神经炎症密切相关。基于SNL大鼠模型的药效学实验结果表明,乌头汤可显著升高SNL大鼠的机械痛阈值(P < 0.01)和冷痛阈值(P < 0.05);机制层面的验证结果表明,SNL大鼠术后脊髓组织中AKT、MKK4、JNK和JUN磷酸化蛋白的表达量均显著升高(P < 0.001);乌头汤可上调具有神经保护作用的AKT磷酸化蛋白的表达量(P < 0.001),并降低促进神经炎症的MKK4、JNK和JUN磷酸化蛋白的表达量(P < 0.01)。上述结果表明,乌头汤可有效缓解SNL大鼠的疼痛程度,其作用机制可能是通过调节AKT-MKK4-JNK-JUN信号轴而缓解神经炎症。本研究丰富了经方乌头汤治疗痛痹的科学内涵,也为基于NP发病机制的多靶点镇痛药物的研发提供了方法学示范。本研究中的动物实验获得中国中医科学院实验动物伦理委员会批准。
环磷酰胺(cyclophosphamide,CPA)是烷化剂类抗肿瘤药物,在体内由细胞色素P450酶代谢为4-羟基环磷酰胺发挥抗肿瘤作用。CPA除引起骨髓抑制、膀胱炎等毒性反应外,还会引起肝损伤。本研究旨在评估CPA在小鼠体内产生肝损伤的动态变化过程。雄性BALB/c小鼠单次腹腔注射CPA(200 mg·kg-1),分别于0、2、6、12和24 h后采集血清和肝脏样本进行生化和病理检测。动物实验方案经中山大学动物伦理委员会批准。结果表明,小鼠给予CPA 2 h后开始出现肝损伤,在12 h肝损伤最严重,血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和丙二醛(MDA)显著升高,还原型谷胱甘肽(GSH)显著下降,广泛可见肝细胞水肿并伴有空泡变性,而24 h之后肝损伤显著改善。由于CPA产生氧化应激损伤,机体应激性激活核因子红细胞系相关因子-2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,NRF2)信号通路,上调NRF2下游醌氧化还原酶1(quinine oxidoreductase 1,NQO1)、血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)、谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚基(glutamate-cysteine ligase catalytic subunit,GCLC)和谷氨酸半胱氨酸连接酶修饰亚基(glutamate cysteine modifier subunit,GCLM)的表达,从而抵抗氧化应激损伤。本研究阐明了CPA所致肝损伤随时间的动态变化过程,并探讨了NRF2介导的机体保护机制的动态变化,为抵抗CPA所致肝损伤提供了科学数据。
尿酸盐转运体1(urate transporter 1,URAT1)是抗高尿酸血症的有效靶点。基于目前处于临床Ⅱ期的URAT1抑制剂URC-102的结构,设计合成了14个URC-102类似物,其中4个化合物(9b、9c、10e、10g)显示较强的URAT1抑制活性,化合物9b对URAT1的半数抑制浓度IC50达到0.061 μmol·L-1,显著强于雷西纳德和苯溴马隆。初步的构效关系研究为后续结构优化提供了依据。
通过大孔吸附树脂、MCI树脂、正相硅胶、Sephadex LH-20、制备薄层色谱和反相HPLC多种色谱分离方法相结合,从中药钩藤水煎煮提取物中分离得到5个生物碱类化合物;借助波谱学分析方法鉴定它们的结构分别为单萜吲哚类生物碱(+)-(7R)-3-氧-7-羟基-3,7-裂环二氢钩藤碱(1)、(+)-(7S)-3-氧-7-羟基-3,7-裂环二氢钩藤碱(2)、(+)-(7R)-3-氧-7-羟基-3,7-裂环钩藤碱(3)和(+)-(7S)-3-氧-7-羟基-3,7-裂环钩藤碱(4),以及β-咔啉类生物碱1,2,3,4-四氢-1-羰基-β-咔啉(5)。其中,1和2为新化合物;3和4为新天然产物,曾由异钩藤碱转化合成并经手性柱HPLC分离得到,但比旋光值有误;5为首次从该属植物中分离得到。
建立不同制远志饮片商品等级的划分和质量分析方法,并对不同等级的制远志进行分析及比较,为其等级标准的制定提供参考。收集12家饮片企业的制远志样品共34批,根据其外观直径大小,将制远志分为两个等级:一等品(直径≥ 3.0 mm)、二等品(直径 < 3.0 mm)。采用薄层色谱、含量测定和指纹图谱分析方法对不同等级的制远志样品进行分析,采用偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)对不同等级制远志的指纹图谱进行统计分析。结果显示,建立的薄层色谱法可以同时鉴别制远志中的三大类主要成分:糖酯、(口山)酮和皂苷类,信息量丰富,成本低廉,操作简便安全,相比现有方法具有明显优势。指标性成分含量测定结果显示制远志一等品中的远志(口山)酮Ⅲ、3,6'-二芥子酰基蔗糖和细叶远志皂苷的含量均低于二等品;指纹图谱PLS-DA和OPLS-DA分析结果表明一等品和二等品之间有显著差异,差异的成分有sibiricose A5、sibiricose A6、远志(口山)酮Ⅲ、3,6'-二芥子酰基蔗糖和tenuifoliside A等成分。
本研究利用HPLC-MS/MS建立了比格犬血浆中异丙双酚的测定方法,并研究了异丙双酚两种晶型片剂在比格犬体内的药代动力学特性。本研究所涉及的动物实验获得了上海医药工业研究院药理评价研究中心实验动物管理和福利、伦理委员会批准。结果显示比格犬口服异丙双酚晶型Ⅰ和Ⅱ片剂各20 mg·kg-1后,血浆中异丙双酚最大血药浓度(Cmax)分别为69.02 ±20.16和92.58 ±60.26 μg·L-1。药时曲线下面积(AUC0-t)分别为160.49 ±55.26和243.59 ±148.36 μg·L-1·h。晶型Ⅱ的AUC0-t和Cmax与晶型Ⅰ相比有显著差异(P < 0.05),晶型Ⅱ为优势晶型,提示在异丙双酚口服剂型制备时要注意晶型的控制。
比较不同等级黄芪药材化学成分及抗疲劳药效差异,为黄芪药材商品等级的建立提供依据。本研究收集不同等级的黄芪药材,利用1H NMR代谢组学对不同等级黄芪初级代谢物的成分及其含量进行分析,同时采用HPLC-UV对5种黄酮类成分进行含量测定,并对不同等级黄芪的抗疲劳药效进行比较。动物实验过程均符合山西大学科学研究伦理审查委员会的相关规定。结果表明二等黄芪浸出物含量最低;浸出物1H NMR图谱共指认出21个化合物,特等黄芪浸出物有3种成分较高,末等黄芪浸出物含量较高的成分有7种,二等黄芪中有7种成分含量较高。二等黄芪总黄酮含量最高,其次是特等芪,末等芪总黄酮成分最低。药效学结果表明黄芪可以明显提升大鼠力竭游泳时间,改善血清和腓肠肌的生化指标,其中二等黄芪组效果最好,说明黄芪药材化学成分、抗疲劳药效与等级没有明显相关,抗疲劳药效可能与几种成分的共同作用有关。本研究将化学成分和药效指标相结合来评价不同等级黄芪药材质量,建立了基于化学和药效的黄芪药材质量评价技术,为保护优质黄芪药材资源以及黄芪药材商品规格等级标准的制定提供科学依据,为进一步构建黄芪药材质量等级标准奠定基础。
考察加味佛手散胶囊在体外和体内对大鼠肝微粒体CYP1A2、CYP2C6、CYP2D2、CYP2E1、CYP3A1/2亚酶活性的影响,为临床提供药物代谢动力学以及与其他药物合用时的参考。采用肝微粒体体外孵育"鸡尾酒"法,LC-MS/MS法测定代谢产物,评价各受试组CYP同工酶活性,HE染色观察用药前后肝组织病理变化。在体外,最高抑制浓度3 200 mg·L-1加味佛手散胶囊对大鼠肝微粒体CYP2D2、CYP2E1、CYP3A1/2的IC50分别为229.3、361.9和274.6 mg·L-1。在体内,与空白对照组比较,180 mg·kg-1·d-1的加味佛手散胶囊组CYP1A2、CYP2C6和CYP3A1/2的酶活性显著升高(P < 0.01)。用药后加味佛手散胶囊组有炎细胞浸润,但病理变化程度明显较延胡索乙素组轻微。体外抑制体内诱导实验提示加味佛手散胶囊临床使用如果与其他经CYP2D2、CYP2E1酶代谢的药物同时使用,可能使该药作用效果增强,作用时间延长,联合用药时应适当减少用药剂量;如果与其他经CYP1A2、CYP2C6酶代谢的药物同时使用,则可能使该药作用效果减弱,作用时间缩短,联合用药时应适当增加用药剂量。另外,延胡索乙素与阿魏酸、川芎嗪联合使用后,能显著降低延胡索乙素对大鼠肝脏的毒性作用。本研究中动物实验方案获得西南大学药学院实验动物管理与使用委员会的批准。
CAT3是一种新型抗脑瘤化合物,在Daoy和U87MG裸鼠原位异种移植模型中具有强效抗瘤活性,但其代谢机制尚不清楚。本研究考察了CAT3在小鼠/犬/人全血和肝微粒体、人源化重组酶等温孵体系中的代谢特征,所有动物福利和动物实验遵循中国医学科学院动物伦理委员会规定。研究结果表明CAT3在小鼠/犬/人全血中可水解为活性代谢物PF403,丁酰胆碱酯酶、羧酸酯酶和丝氨酸水解酶参与其生成,代谢速率存在种属差异小鼠>人>犬;应用CYPs同工酶的选择性抑制剂、人源化重组酶研究结果表明,CYP1A2、1A1、2C9和3A4是参与M1(氧化脱水),M2(双氧化脱水),M3(甲基化氧化脱水),M4(氧化),M5(脱甲基)生成的主要同工酶,CYP2B6、2C8、2C19和2D6等亚型也有少量参与;Ⅱ相酶UGT1A1、1A3、1A9可催化PF403生成葡萄糖醛酸化代谢物GLU-PF403。以上结果提示,CAT3代谢是多酶参与的生物转化过程,代谢酶介导的药物相互作用值得临床关注。
本文以左卡尼汀为模型药物,制备了一种用于治疗初发型干眼病的新型制剂-左卡尼汀温敏原位凝胶。以泊洛沙姆407和泊洛沙姆188为凝胶基质,透明质酸钠和羧甲基纤维素钠为生物黏附性材料,采用转子法测定胶凝温度,星点设计-效应面法优化处方;并对最优处方的pH值、黏度值及胶凝温度等进行测定,透析膜透过法考察制剂体外释放,裂隙灯显微镜观察制剂在兔眼表的滞留性。结果表明,原位凝胶的最优处方中,泊洛沙姆407和泊洛沙姆188用量分别为20.81%和3.46%,透明质酸钠为0.02%,羧甲基纤维素钠为0.10%;室温下pH值为6.90 ±0.06,黏度在27℃开始发生突跃,泪液稀释前后的胶凝温度分别为(26.37 ±0.06)℃和(33.57 ±0.21)℃;体外单位面积释放速率在前240 min内低于溶液剂(P < 0.05),600 min时累积释放度可达80%以上;原位凝胶制剂滴眼给药后,在家兔眼表的滞留时间为25 min左右,约为溶液剂的5倍。动物实验按照国际动物实验指导原则进行并获得北京中医药大学实验动物中心伦理学委员会批准。本文所制得的左卡尼汀温敏原位凝胶性状良好,具有缓释特性并显著提高了药物在家兔眼表的滞留时间。
本研究旨在构建一种智能型荧光纳米载体用于肿瘤细胞的示踪,同时通过物理吸附和静电吸附作用,完成模型药物多柔比星(DOX)和小分子干扰RNA(siBcl-2)的负载,实现对肿瘤细胞的协同抑制。本文采用溶胶凝胶法制备介孔硅纳米粒(MSN),共价修饰乙醛化胱氨酸(AC)及聚乙烯亚胺(PEI),所制备的纳米载体MSN-AC-PEI分散均匀,粒径为235.53 nm,电位为14.63 mV;载体材料对siRNA负载比例可达到60:1(质量比),且载体材料可保护siRNA不受RNA酶降解;为模拟肿瘤微环境,DOX在pH 5、10 mmol·L-1谷胱甘肽(GSH)中的释放行为被研究,结果证明,DOX在120 h的累积释放率为正常生理环境的35倍,为其在肿瘤细胞内的智能释放奠定了基础。细胞实验结果表明:MSN-AC-PEI载体材料具有显著的绿色荧光,被肿瘤细胞(MCF-7)摄取后,24 h仍具有示踪能力。纳米递药系统MSN-AC-PEI@DOX/siBcl-2给药24 h后,对肿瘤细胞增殖抑制率可达到40.91%,晚期凋亡率为60.84%。Western blot实验结果表明:与单独DOX及siBcl-2相比,纳米递药系统能显著降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,从而提升其抗肿瘤能力。
本研究从红花花冠转录组数据库筛选出13个木葡聚糖内切转葡糖基/水解酶基因(XTHs)和8个膨胀素基因(EXPs)。通过花冠表达谱芯片数据和花冠长度的相关分析和qRT-PCR确认,筛选出可能与花冠伸长相关的4个XTHs和1个EXP(r ≥ 0.60),分别为CtXTH1、CtXTH2、CtXTH3、CtXTH4和CtEXP1。采用RACE法克隆了这5个基因的全长序列,生物信息学分析发现CtXTH1可能与花冠发育有关,表达模式分析发现其在花中特异性积累。通过构建红花过表达重组载体(pMT39-CtXTH1)进行遗传转化发现,CtXTH1的过表达可以显著增加红花花冠长度(约5.34%~10.25%)和花冠重量(约30.00%~36.02%),同时,过表达植株种子重量、每果球小花数和种子数均有增大的趋势,而对花冠中的主要黄酮类成分的含量没有显著影响。对花冠显微结构观察发现,过表达植株在花冠管状部分表现出更松散和不规则的特征,提示CtXTH1可能有助于增加组织的松弛从而促进花冠伸长。本研究为高产红花品种的选育提供重要的参考价值。