过刊目录首创性(first-in-class)药物的研发需要发现全新的候选靶标、生物机制和药物分子,耗时长、投入大、风险高,极具挑战性。成功的首创性药物不仅能成为疾病治疗的新策略,往往也能提供新颖的药物设计方法和研究思路。2019年,美国食品药品监督管理局(FDA)共批准上市了48个全新药物,小分子药物依然占据主流。其中包括多个首创性的小分子药物,例如首个用于治疗产后抑郁症的GABAA受体正向调节剂布瑞诺龙(Brexanolone),首个通过抑制核转运体XPO1治疗复发难治型多发性骨髓瘤的药物塞利尼索(Selinexor),首个通过抑制Na+/H+交换器NHE3治疗肠易激综合征的药物替那帕诺(Tenapanor),首个通过选择性激活5HT1F受体治疗偏头痛的药物拉米地坦(Lasmiditan)等。以上首创性药物的研发过程各具特点,设计思路新颖独特,本文通过浅析其中3例的研发背景、研发过程和治疗应用,以期为更多的首创性药物提供研究借鉴。
血管新生已成为临床上治疗多种疾病的靶点,一方面可通过抑制血管新生治疗癌症、动脉粥样硬化和糖尿病视网膜病变等多种血管生成过度的疾病;另一方面通过促进血管新生改善由于血管生成不足而造成的心肌梗死、心肌缺血/再灌注损伤、脑卒中和伤口久愈不合等缺血性疾病症状。研究表明,许多中药有效成分可通过不同途径调节血管新生从而有效治疗相关疾病。因此,本文从抗血管与促血管两方面,总结了中药活性成分对血管新生的调控,并对其作用机制进行归纳,为与血管新生相关疾病的治疗提供依据。
肠道菌群失衡与多种宿主疾病密切相关,靶向肠道菌群中的代谢通路也成为当前防治宿主疾病的前沿策略和研究热点。炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一组病因不明的慢性进展性肠道炎症疾病。已有研究证实IBD的发生和发展与肠道菌群紊乱以及细菌的呼吸能量代谢之间存在一定联系,本文将结合最新的研究进展,对三者之间的关系进行整理分析,并提出调控肠道菌群呼吸与能量代谢,缓解宿主肠道炎症新的治疗策略。在IBD发生发展时,肠道菌群稳态失衡,其原因主要包括两方面:①宿主肠道炎症发生时,肠腔内氧气含量增加,致使兼性厌氧菌尤其是肠杆菌科细菌异常增殖,而绝对厌氧菌如厚壁菌门等细菌的生长则受到抑制;②肠道炎症副产物也会支持兼性厌氧菌的扩增,最终加剧肠道菌群失衡。失调的肠道菌群会进一步加剧肠道免疫稳态失衡,加重肠道炎症反应。最新研究证实可通过干扰细菌呼吸及能量代谢,抑制促炎细菌的异常增殖进而恢复菌群稳态,减轻IBD炎症反应。通过以上分析,提示可聚焦肠道菌群中的代谢通路,调控肠道细菌呼吸以及能量代谢,探索缓解宿主肠道炎症的治疗策略,对于IBD的临床治疗以及创新药物研究具有重要意义。
毒蛇咬伤是热带与亚热带地区常见急重症,其公共卫生重要性在很大程度上被忽视。蛇毒含有丰富的蛋白质、多肽等其他毒素,其中许多成分可以靶向多种离子通道、细胞受体和膜转运蛋白。与传统小分子药物相比,蛇毒蛋白和多肽对靶标具有更强的特异性和亲和力,尤其适用于新型药物设计。现有研究显示,蛇毒及其成分具有作为新药先导化合物的巨大发展潜力。本文对蛇毒主要组分、蛇毒毒性效应与解毒策略,以及蛇毒药理活性与医学应用等方面的最新进展进行综述,旨在为蛇伤临床诊治及基于蛇毒的新药开发提供参考与借鉴。
类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一类以滑膜炎症和软骨破坏为特征的自身免疫性疾病。巨噬细胞极化失衡与RA的发生和发展密切相关,其中M1型巨噬细胞在RA细胞因子网络环境中发挥了促进炎症和骨破坏的中心作用。RA患者异常的免疫微环境促进巨噬细胞发生代谢重编程,进而影响巨噬细胞极化状态,破坏M1/M2动态平衡,导致组织炎症迁延不愈。采用药物干预M1型巨噬细胞极化或诱导M2型巨噬细胞极化治疗RA,有望成为药物研发的理想策略。基于此,本文对RA微环境下巨噬细胞的代谢重编程对其极化类型的影响以及相关信号通路进行综述,为研发以巨噬细胞代谢为靶点的RA治疗药物提供参考。
科研中经常需要在模式生物的特定部位或特定类型细胞内敲入、敲除、敲低或过表达特定的基因以实现对实验自变量的精确调控,这时就需要利用各种转基因小鼠。环化重组酶(cyclization recombinase,Cre)可在无任何辅助因子的作用下与不同形式的loxP(locus X over P1)DNA序列直接结合并相互作用,从而可在特定靶点进行特定基因的敲入、敲除等,具有作用原理简单、空间特异性高、重组效率高等优点而被广泛应用。在Cre-loxP系统基础上衍生出的CreERT2系统(Cre与雌激素受体配体结合域的融合蛋白突变体)以及四环素(tetracycline,Tet)-on/off系统可在空间特异性的基础上补充时间特异性,从而可以使目的基因在特定时间、特定空间发生重组。这种时间、空间的双重特异性在减少对实验动物影响的基础上对于如恐惧记忆、印迹细胞等方面的研究不可或缺,具有广阔的应用前景。
顺铂是临床上最常用的化疗药物之一,对多种癌症均有较好的疗效,而耐药性的产生限制了其临床使用。顺铂耐药性的产生归因于多种因素,有胞内顺铂积累降低、硫醇分子灭活顺铂、DNA损伤修复增加、细胞凋亡失调、肿瘤微环境和肿瘤干细胞的作用等。近年来,因中药在逆转顺铂耐药性方面成效显著而备受业内人青睐。本文对近年来顺铂耐药性作用机制和中药联合治疗以逆转顺铂耐药性策略进行了综述,为临床与科研提供参考。
乳腺癌是全球女性发病率最高的恶性肿瘤。在乳腺癌肿瘤组织中,观察到多种与乳腺癌发生和发展相关的靶标,针对这些靶标,已有不少药物在临床上应用。然而这些药物大多数属于小分子抑制剂,随着药物的长期使用,不少患者体内会产生耐药性。因此,克服耐药性问题以及开发更加有效的药物成为目前乳腺癌治疗中急需解决的问题。蛋白水解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimera,PROTAC)技术是一种新型的靶向蛋白降解技术,在药物研发领域已经表现出良好的应用前景。运用PROTAC技术靶向降解乳腺癌中的相关靶点,有望成为乳腺癌治疗中切实可行的策略之一。
近年来,鞘脂通路中的关键靶点鞘氨醇激酶2(sphingosine kinase 2,SphK2)在肿瘤发生发展过程中的作用逐渐被阐明。SphK2抑制剂既可单独作为抗癌药物,还可以与现有药物联合用药,以增加耐药肿瘤的治疗敏感性。其中SphK2选择性抑制剂ABC294640具有出色的口服生物利用度和体内分布,目前已进入临床Ⅱ期研究。基于该靶点进行创新药物开发具有很大的发展空间和应用前景,本文对近年来SphK2参与肿瘤发生发展的机制及SphK2抑制剂的开发现状进行综述。
熊去氧胆酸(UDCA)是一种用于胆汁淤积性肝病治疗的重要药物。UDCA作为内源性药物的代表,在人体内具有胆汁酸特有的宿主-肠道菌群共代谢和肝-胆-肠循环处置特征,这为其仿制药研发带来了高度的技术挑战。这些技术挑战不仅有来源于分子两亲性质的生物药剂学问题和来源于大规格的药剂学问题,更有来源于内源性、长半衰期、高变异、准确测定多个代谢物的药代动力学问题。基于此,本文系统整理了人体UDCA药代动力学和内源性UDCA代谢相关的文献资料和技术指南,剖析了UDCA生物等效性(BE)研究的现状和关键技术挑战,并提出了相应的解决思路,期望为UDCA仿制药研发及BE试验的技术攻关提供有价值的参考。
为满足自身的快速增殖需求并适应复杂的微环境,肿瘤细胞具有独特的代谢模式和逃避免疫杀伤等优势特征。肿瘤通过重编程多种代谢途径从而促进免疫逃逸的发生,与肿瘤的诊断、治疗和预后密切相关。基于肿瘤代谢改变对肿瘤免疫逃逸的影响及其分子机制,代谢调控为解决肿瘤免疫治疗领域存在的问题提供新思路。本文对近年来基于代谢调控的肿瘤免疫逃逸和肿瘤免疫治疗相关研究进展进行综述,并介绍了代谢组学、基于质谱成像的空间分辨代谢组学和代谢流分析等肿瘤代谢研究的前沿分析技术和方法。
近年来,包括治疗类抗体在内的治疗类蛋白产品已成为现代生物制药的主力军。然而,此类产品具有复杂的产品质量属性,在一定程度上限制了产品的研发与质控(quality control,QC)。随着高分辨质谱技术的发展,基于质谱的多属性分析(multi-attribute method,MAM)具有多种产品质量属性的直接检测以及杂质的鉴别能力,其在产品的研发及QC中的重要作用逐渐显现。鉴于MAM有助于促进药品质量及QC水平提升、生产成本降低,为了探索MAM在研发和QC中的应用,本文从MAM的基本流程、在生物制药领域研发与QC中的应用、FDA对MAM在QC中应用的考量以及面临的机遇与挑战进行了介绍。以期为MAM在我国治疗类抗体药物中的应用提供思路,并为其在QC中更好的开发、使用、替代传统方法奠定基础。
铁死亡是一种铁依赖性活性氧异常堆积而导致氧化还原平稳失调的细胞死亡方式。作为一种新的癌症治疗途径,铁死亡引起了研究者的广泛关注。随着纳米科学的迅速发展,多样化的功能性纳米材料能够发挥生成过氧化氢,清除谷胱甘肽,以及提供芬顿反应催化剂等作用,因此能够协同所负载的铁死亡诱导药物而发挥出更加强大的肿瘤抑制作用。本文首先介绍了铁死亡的发生机制及铁死亡诱导策略在肿瘤治疗中的可行性。其次,概述了铁死亡诱导型纳米药物的构建思路,主要包括:加速细胞内芬顿反应、抑制谷胱甘肽过氧化物酶4的活性及增加脂质过氧化物的外源递送。此外,本文还总结了基于铁死亡的联合疗法,包括与传统疗法的联合治疗(联合凋亡诱导药物、免疫治疗与基因治疗)以及体外能量协同诱导铁死亡治疗(包括超声治疗及光动力治疗)。最后,本文讨论了未来诱导铁死亡纳米药物在癌症治疗中的期望和挑战。
丹参酮和丹酚酸类化合物是治疗冠心病、心肌梗死、高血压、高血脂、脑卒中等疾病的重要物质基础。近年来,随着基因组学、转录组学、代谢组学和生物信息学的快速发展,其生物合成途径和转录调控机制研究取得较大进展。文章在总结丹参酮和丹酚酸类化合物生物合成最新研究的基础上,着重综述了转录因子对其生物合成的调控作用,认为进一步厘清丹参酮和丹酚酸类化合物的生物合成途径(尤其是下游合成途径的研究)和不同家族转录因子的相互作用、信号响应和协同调控机制,对于挖掘其合成、转运、调节、修饰相关的新基因及揭示调控网络的分子机制十分必要;同时,根据丹参活性成分生物合成规律,人工设计并构建新的、具有特定生理功能的生物系统,从而大幅度提高合成酶基因的表达及活性物质的产量,是有待进一步深入研究的方向之一。
新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是导致全球新冠病毒肺炎暴发的病原体。SARS-CoV-2的3C样蛋白酶(3CL)在病毒复制中起关键作用,成为抗病毒药物设计的理想靶标。本文利用生物发光共振能量转移(BRET)的技术建立了细胞水平SARS-CoV-2病毒3CL蛋白酶的筛选模型,并初步应用和评价了该筛选模型。结果显示,该方法重复性好(Z'因子为0.59),可以反映3CL蛋白酶底物剪切效率,与细胞水平抗病毒活性分析具有较好的一致性。本工作表明,该方法可以应用于3CL蛋白酶抑制剂的筛选与评价,为新药研发提供了有力工具。
本研究应用体内、外实验探讨二氢杨梅素(dihydromyricetin,DHM)通过作用于内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)通路而诱导卵巢癌A2780细胞凋亡的作用及机制。结果发现,DHM处理人卵巢癌A2780细胞后,可引起细胞内ERS标志性蛋白葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78,GRP78)、应激性凋亡蛋白C/EBP同源蛋白(C/EBP-homologous protein,CHOP)和半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶-12(cysteinyl aspartate specific proteinase-12,caspase-12)的表达增加;经ERS抑制剂4-苯基丁酸(4-phenyl butyric acid,4-PBA)预处理并进行DHM干预后,细胞活力出现降低并伴随着凋亡率升高。动物实验遵循重庆医科大学动物伦理委员会的规定。将DHM混悬液以腹腔注射方法注射至卵巢癌模型裸鼠后,可明显抑制裸鼠体内移植瘤的生长,提高组织内GRP78和CHOP的表达水平并促进促凋亡蛋白caspase-3的活化,同时瘤组织内可见肿胀和破碎的内质网,提示DHM干预通过ERS通路诱导了细胞凋亡。以上结果表明,DHM可诱导卵巢癌细胞凋亡并抑制裸鼠体内移植瘤的生长,这与ERS通路激活有关。
应用网络药理学的方法研究橘红痰咳液组方发挥止咳、平喘、化痰作用可能的药效物质基础及其分子机制。对橘红痰咳液8味药中共24个目标化合物的潜在作用靶点和作用通路进行搜集、筛选和预测,根据功效进行分组,结合文献数据库的佐证分析,对该方不同组分作用于不同病症的分子机制进行探究,剖析其配伍作用规律,并运用分子对接软件对部分关键靶点及其对应成分进行分子对接,验证网络分析结果。结果发现橘红痰咳液中的主要活性成分可能为柚皮苷、L-麻黄碱、白前苷元C、苦杏仁苷、五味子甲素、新对叶百部碱、茯苓酸和甘草酸,3个功效组或通过作用于毒蕈碱型胆碱受体M1、乙酰胆碱酯酶、β2肾上腺素能受体、前列腺素内过氧化物合酶2、肿瘤坏死因子、表皮生长因子受体等关键基因靶点以及神经活性配体-受体相互作用、胆碱能突触、Ca2+信号通路、NF-kappa B信号通路、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路等重要生物通路来发挥止咳、平喘、化痰的作用。本课题分析得到橘红痰咳液发挥功效可能的药效物质基础及其作用机制,为该方提升质量控制标准奠定了研究基础,为其进一步二次开发、在临床上扩大使用范围的潜在可能提供了参考依据。
胰高血糖素样多肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)通过提高细胞内环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)水平刺激胰岛β细胞分泌胰岛素。GLP-1受体(GLP-1 receptor,GLP-1R)是2型糖尿病药物研发的重要靶点,其激动剂也已成为新型抗高血糖药物。本研究基于稳定表达GLP-1受体的GLP-1R-GFP(green fluorescent protein)-HEK293A细胞,通过均相时间分辨荧光法建立了一套适合GLP-1类似物的体外活性检测方法。通过对细胞活性、细胞密度、是否避光等检测条件进行优化后,利用该方法检测了利拉鲁肽等4个GLP-1类似物刺激GLP-1R-GFP-HEK293A细胞后所产生的cAMP含量变化,通过cAMP量效曲线计算其半数有效剂量值(concentration for 50% of maximal effect,EC50),对药物的体外活性进行评价。本研究还利用酶联免疫吸附实验和定量实时聚合酶链式反应实验分别测定了GLP-1类似物宿主细胞蛋白和宿主残留DNA含量,为高通量筛选GLP-1类似物提供了稳定、可靠和灵敏的体外活性分析和宿主杂质检测方法。
本研究考察了小白菊内酯(parthenolide,PTL)与组蛋白去乙酰化酶抑制剂伏立诺他(vorinostat,suberoylanilide hydroxamic acid,SAHA)对非小细胞肺癌A549增殖的协同作用及作用机制。采用CCK-8(cell counting kit-8)和集落形成实验检测PTL和SAHA的协同作用和细胞增殖情况;细胞划痕实验检测A549细胞的迁移能力;Annexin V-FITC/PI(fluorescein isothiocyanate isomer/propidium iodide)流式细胞术实验和Western blot实验检测细胞凋亡情况并探索抗肿瘤作用机制。结果表明,PTL和SAHA通过协同作用增强了对A549细胞的增殖和迁移的抑制作用,且联合用药组抑制作用明显强于单药组。PTL协同SAHA通过调节p53和c-myc通路诱导细胞凋亡,影响凋亡相关蛋白PARP(poly ADP-ribose polymerase)、caspase-9(cysteinyl aspartate specific proteinase-9)和caspase-3的表达。上述研究结果表明,PTL与SAHA联合用药具有协同作用,可诱导A549细胞凋亡并抑制细胞的增殖,对非小细胞肺癌治疗新方法的研究具有潜在价值。
基于多靶点药物设计思路以及双氢青蒿素和氟喹诺酮药物分子的活性优势,采用活性片段拼接思路,设计合成了18个未见文献报道的L-高丝氨酸连接的双氢青蒿素及氟喹诺酮缀合物,测试了抗结核分支杆菌和降血脂靶点PCSK9的体外活性。生物活性测试结果表明,大多数目标分子具有抗结核活性,其中5个化合物对于复制状态的结核分枝杆菌的抑制率在80%以上,3个化合物对于非复制状态的结核分枝杆菌(H37Rv)的抑制率高于50%;构效关系分析发现TM2(Boc保护)较TM1(Cbz保护)系列化合物具有更好的抗结核活性。13个目标分子的PCSK9抑制活性高于72%,且TM1-3达到了92.30%,显示良好的抑制活性。物理参数计算表明,所有分子几乎无毒;构毒关系分析可知,TM2系列分子的安全性几乎都高于TM1,可能与目标分子中氨基酸保护基有关,这对后续分子的设计和改构有一定的参考意义。本研究开创了L-高丝氨酸残基作为多靶点药物分子联结结构的先例。
为发现氟喹诺酮有效结构修饰方法以提高其抗肿瘤活性,基于片段药物分子设计策略,芳苄叉基作为C-3羧基的生物电子排体,并与4-羰基共同构建α,β-不饱和酮骨架,进而设计合成了1-环丙基-6-氟-7-(4-甲基哌嗪-1-基)-3-芳苄叉基-喹啉-4(1H)-酮(4a~4p)目标化合物,其结构经元素分析和光谱数据确证。体外抗肿瘤实验结果表明,目标化合物对Hep-3B、Capan-1和HL60三种实验癌细胞株的活性显著高于母体环丙沙星,其中,卤代苯基或芳香杂环基化合物的活性强于其他取代的活性,尤其是氯苯基化合物(4j、4k)对Capan-1的IC50与对照药多柔比星相当。为此,芳叉苄基替代C-3羧基所构建的氟喹诺酮不饱和酮有利于提高其抗肿瘤活性,提示α,β-不饱和酮结构或其片段作为C-3羧基的潜在等排体有待进一步发展。
将淫羊藿黄酮次生代谢规律和高分辨质谱法相结合,推导验证淫羊藿新成分的化学结构。通过查阅淫羊藿化学相关文献,构建箭叶淫羊藿素的生源合成途径,推导可能存在的代谢产物,并将产物信息代入PeakView软件,将满足质量误差小于5 ppm、同位素分布正确且含有二级碎片的离子作为目标化合物,结合软件Formula Finder和Mass Calculators等功能、在线数据库(ChemSpider,Metlin和HMDB等)及二级碎片裂解规律,鉴定验证新化合物的化学结构。本实验共推导出22个代谢产物化学结构,结合高分辨质谱法在15个品种54批次淫羊藿样品中分析鉴定出了1个新成分及8个新化合物。本研究方法精简了长时间、繁琐的植化分离步骤,节约了实验成本,为具有药效活性次生代谢产物分析鉴定提供了一种新的思路和方法。
运用代谢组学技术探究蒙古扁桃总提物抗大鼠肾纤维化可能的作用机制及代谢通路。将大鼠按体重随机分为模型组(MOD)、假手术组(SDG)、盐酸贝那普利组(benazepril hydrochloride,BHT)和蒙古扁桃总提物低(TOT-L)、中(TOT-M)、高(TOT-H)剂量组,每组10只,造模成功后连续灌胃给药3周后取大鼠肾脏及血样,样本处理后进行药效学研究及超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)分析。结果显示,蒙古扁桃总提物具有抗大鼠肾纤维化的作用;与模型组相比,蒙古扁桃总提物低、中、高剂量组可分别回调67、69、70个差异代谢物,共同回调62个差异代谢物,其中可通过回调S-腺苷甲硫氨酸、鸟氨酸和二酮古龙酸等7个与肾纤维化相关的关键生物标志物,进而参与精氨酸和脯氨酸代谢与戊糖和葡萄糖合成等5条代谢通路,发挥其抗肾纤维化的作用。本研究从代谢物角度阐述了蒙古扁桃药材抗大鼠肾纤维化的作用机制。动物实验经内蒙古科技大学包头医学院医学伦理委员会批准(批准号:20190314)。
体循环中的代谢产物常与药物的安全性或有效性密切相关,因此在开展创新药物的人体药动学研究时,除原形药物外也常测定血浆中的主要代谢产物。倍赛诺他为新型的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,目前正处于临床开发阶段。本文建立了LC-MS/MS法同时测定人血浆中倍赛诺他和N-羟基酰胺水解代谢物M351,以评价其药动学特征。血浆样品经乙腈沉淀蛋白处理后,待测物与内源性物质在Waters ACQUITY UPLC® BEH C18柱(2.1 mm×50 mm,1.7 μm)色谱分离,以乙腈-含0.2%甲酸的5 mmol·L-1醋酸铵溶液作为流动相进行梯度洗脱。采用电喷雾电离源(ESI源),以多反应监测正离子模式检测,用于倍赛诺他和M351定量的离子对分别为m/z 367.1→235.0和m/z 352.1→207.0,同位素标记内标定量的离子对分别为m/z 371.1→235.0(d4-倍赛诺他)和357.1→208.0(d5-M351)。本方法测定血浆中倍赛诺他和M351的线性范围分别为2.00~2 000 ng·mL-1和4.00~4 000 ng·mL-1。质控样品结果显示,倍赛诺他的日内、日间精密度均不大于6.2%,准确度在-1.1%~4.3%之间;代谢物M351日内、日间精密度均不大于6.8%,准确度在-0.5%~4.9%之间。药动学结果表明,3名肿瘤患者口服100 mg倍赛诺他后,代谢物M351血浆达峰时间明显滞后于原形药物(tmax分别为4.00 h和0.67 h),达峰浓度和血浆暴露量分别约为原形药物的1.7倍和11倍,提示倍赛诺他临床研究中应关注代谢物对药物有效性和安全性的影响。本文临床实验经上海交通大学医学院附属仁济医院伦理委员会批准,并在该医院进行。
建立大鼠血液和脑组织液中游离型青藤碱、川芎嗪、加巴喷丁、扑热息痛、普瑞巴林和阿米替林的微透析液取样及HPLC-MS/MS检测方法。大鼠的颈静脉和脑纹状体植入微透析探针,分别以枸橼酸缓冲溶液和林格氏液为灌流液,以1.5μL·min-1的灌流速度,以20 min的间隔收集血液和脑组织液微透析液样品,连续收集至给药后24 h。液相色谱分离采用C18反相色谱柱(HSS T3 2.5 μm,2.1 mm×50 mm),流动相为甲醇/水(含0.05‰甲酸),流速为0.3 mL·min-1梯度洗脱;质谱检测采用电喷雾离子源,正离子模式,多反应监测方式。定量离子对青藤碱、川芎嗪、加巴喷丁、扑热息痛、普瑞巴林、阿米替林和内标纳洛酮分别为330/181、137/80、172/154、152/110、160/142、278/233和328/310。方法经选择性、线性范围、基质效应、准确度、精密度、稳定性和探针回收率等考察确证适合大鼠血液和脑组织液微透析液中以上药物的测定。计算的微透析探针体内回收率在19.38%~25.88%之间。以40~50 mg·kg-1的剂量大鼠股静脉注射给药,测定的血液微透析液中峰浓度在0.2~10 μg·mL-1内;脑组织液微透析液峰浓度在0.1~6 μg·mL-1内,但各时间点浓度水平均低于血液微透析液。总之,该方法成功用于大鼠给药青藤碱、川芎嗪、加巴喷丁、扑热息痛、普瑞巴林和阿米替林的微透析液取样和游离型药物浓度定量研究。
查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是催化甘草黄酮类化合物生物合成的第一个限速酶,具有重要调控作用。本文以X射线辐照处理的黄酮高含量甘草以及未经辐照处理的黄酮低含量甘草为实验材料,分析黄酮高/低含量组甘草的CHS基因多态性,筛选其主流单倍型,并解析其功能。6株样品共克隆得到109条长度均为1 170 bp的CHS cDNA序列,存在220个变异位点(错义突变位点116个),可分为85种单倍型,编码65种氨基酸序列类型,存在96个变异位点。黄酮高含量组主流氨基酸序列类型为aa-20和aa-45,低含量组主流氨基酸序列类型为aa-11,结合靶点预测结果显示aa-20的383位点和aa-45的229位点位于结合位点区域,与底物结合相关,而aa-11的229位点和383位点均与底物结合无关,因此推测CHS的229位点和383位点对其功能具有重要影响。本文对丰富的CHS基因型进行序列分析,找到了影响其活性的重要位点,为解析其功能奠定了基础,也为进一步阐述甘草黄酮类化合物生物合成的分子调控机制提供了思路。
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PDH)是戊糖磷酸途径的关键酶,在植物响应胁迫方面发挥重要作用。本研究对白木香转录组数据进行分析,设计特异性引物,首次从白木香中克隆得到3条AsG6PDHs基因的cDNA序列,分别命名为AsG6PDH1、AsG6PDH2和AsG6PDH3,其开放阅读框(ORF)分别为1 809、1 767、1 548 bp,编码蛋白分别含有602、588、516个氨基酸,蛋白分子质量分别为68.02、67.02、59.35 kDa。3个G6PDH蛋白的氨基酸序列与其他植物G6PDH的氨基酸序列相似性比较高,都含有G6PDH蛋白的3个特征性序列。系统进化树显示AsG6PDH1和AsG6PDH2属于质体G6PDH,AsG6PDH3属于胞质G6PDH。组织特异性分析结果表明,AsG6PDH1和AsG6PDH2主要在根中表达,AsG6PDH3在各组织中表达量都比较高,茎中表达量最高。实时荧光定量PCR结果显示盐、干旱、低温和重金属胁迫都能够诱导白木香中3个AsG6PDHs基因表达,其中干旱胁迫对AsG6PDH1和AsG6PDH2的转录水平影响最显著,重金属胁迫对AsG6PDH3的表达水平影响最显著。同时,盐、干旱、低温和重金属胁迫都能够提高愈伤组织中G6PDH酶活性,其中干旱胁迫对白木香愈伤组织中G6PDH酶活性影响最显著。本研究为进一步阐明G6PDH基因在白木香防御反应中的作用和沉香结香机制奠定基础。
2-酮戊二酸依赖性双加氧酶(2-oxoglutarate-dependent dioxygenase,2-ODD)是芳基萘类木脂素-鬼臼毒素合成途径的关键酶。为深入解析Sc2-ODD基因的表达及其功能,本研究克隆了五味子Sc2-ODD基因,并进行生物信息学分析、果实发育期基因表达特征分析、原核表达载体构建、蛋白诱导与纯化研究。五味子Sc2-ODD基因ORF全长1 077 bp,编码358个氨基酸,蛋白分子质量40.16 kD,具2OG-FeII_Oxy结构域;系统进化显示Sc2-ODD与长蒴黄麻2-ODD亲缘关系较近;qRT-PCR结果显示Sc2-ODD表达量呈现果实膨大期快速增加而进入着色期迅速降低的变化趋势;将Sc2-ODD基因插入到原核表达载体,并构建pGS21T-Sc2-ODD重组表达载体,转化Rosetta(DE3),经诱导表达获得大量融合蛋白,利用GST融合蛋白纯化技术对融合蛋白进行纯化,获得高纯度可溶性重组蛋白。研究结果为进一步研究Sc2-ODD基因在五味子芳基萘类木脂素代谢中的分子调控机制提供依据,从而为利用基因工程提高五味子芳基萘类木脂素含量并最终提升五味子药材品质奠定基础。