非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) 是最常见的慢性肝病。然而, 由于其发病机制复杂, 目前尚无正式获批的治疗药物, 寻找安全、有效的抗NAFLD药物迫在眉睫。在现代医学中, NAFLD治疗以降脂药物作为主要治疗手段, 但是, 化学药物的临床疗效也十分有限, 且存在明显的不良反应。中药以其多途径、多靶点、不良反应少等特点在NAFLD的治疗中越来越受到关注。近年来, 大量研究证据表明肠道菌群失衡在NAFLD的发生发展中起重要作用。本综述系统汇总了近些年涉及到中药复方和中药活性化合物通过调节肠道菌群治疗NAFLD的研究情况, 为进一步探索NAFLD的发病机制和运用中医药治疗NAFLD的理念提供新的参考方向。

口服中药在吸收入血前与肠道菌群的互作是中药发挥整体作用的重要机制, 也使得对中药的研究有别于以系统暴露(入血水平) 为起点和核心的西药的研发。肠道菌群与宿主代谢互补, 共同参与众多内源性生物活性分子的代谢平衡及外源成分的体内处置。其中, 肠道菌群中广泛分布的β-葡萄糖醛酸苷酶(gut bacterial β-glucuronidases, BGUSs) 与宿主尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyltransferases, UGTs) 协调互作, 调节内外源化合物肝肠循环, 通过影响葡萄糖醛酸化稳态, 改变其肠道局部和/或系统暴露, 对疾病的发生及干预发挥作用。一方面, 许多中草药(Chinese herbal medicines, CHMs) 成分发生肝肠循环; 另一方面, CHMs可直接作用于BGUSs或通过对肠道菌群结构的广泛影响间接改变其分布和功能。BGUSs和CHMs之间的多重互作可能在CHMs的整体治疗益处中发挥重要作用。本综述首先概括了BGUSs的最新研究进展; 进而根据BGUSs的底物谱从营养利用、代谢稳态、治疗响应等多层面解读BGUSs介导内外源化合物代谢的生理、病理及药理意义; 最后, 整合文献, 总结BGUSs与CHMs的多重互作关系。

汤剂为中药传统用药方式。汤剂中除小分子组分外, 亦包含多糖等大分子组分。以往中药新药研发过程中常采用“醇沉除杂”工艺, 去除多糖等口服不吸收“无效组分”, 富集小分子“有效组分”, 以改善制剂成型性。近年来, 随着人们对肠道菌群与宿主健康/疾病的密切关系及中药多糖潜在益生元作用的认识不断加深, 汤剂中多糖组分存在的价值越发值得关注。结合本课题组及文献研究进展, 本综述在简述肠道菌群与健康/疾病关系的基础上, 概述中药多糖通过调节肠道菌群干预机体代谢、肠功能、免疫、炎症、情志及肿瘤等疾病状态, 通过肠道菌群介导影响共存小分子组分吸收、代谢和转运, 以及肠道菌群调节作用的结构特异性, 以此从肠道菌群调控角度探讨多糖组分在中药汤剂中存在的重要价值, 为基于经典名方和临床验方的创新药物研发过程中重视多糖组分的存在提供启示。

研究发现肠道菌群可直接或通过细胞核作用间接对肠道上皮细胞线粒体产生调控作用。这种调控作用与短链脂肪酸(SCFAs)、硫化氢(H₂S) 和一氧化氮(NO) 等菌群代谢产物有关。这些代谢物参与线粒体相关的能量代谢过程和线粒体活性氧(mtROS) 的产生, 甚至整个机体的免疫反应。大量研究也显示, 肠道菌群代谢物和线粒体已成为中药作用机制研究的热点, 但二者的关联机制研究尚不深入。本综述就肠道菌群代谢物对肠道上皮细胞线粒体调控机制研究及中药干预进行总结, 为中药靶向作用于肠道微生物与线粒体进而整体调控作用提供理论依据和启示。

抑郁症是一种常见的情感性精神障碍, 患者不仅在情绪上表现出持续的低落、悲观、冷漠等, 同时在躯体上常伴有食欲不振、便秘等胃肠道症状。肠道菌群在抑郁症发病机制中潜在的生物学作用已受到广泛关注, 其在肠与脑相互作用中扮演着重要角色, 不仅影响肠道屏障功能, 还可以通过调控肠道微生物-肠-脑轴维持宿主机体的稳态。近年来, 中药在预防和治疗抑郁症等神经精神系统疾病时, 具有效果显著且不良反应较小的特点, 且中药通过调节肠道菌群结构、减少移位以及维持菌群正常功能等方面发挥抗抑郁作用的研究已被广泛关注。本综述主要通过调研近年来相关文献资料, 从中药单体、单味药及复方多种角度探讨中药对肠道菌群的改善作用, 从中药对肠道菌群结构的矫正作用、调节免疫作用、进行菌群移植以及对其代谢物调节等不同层次发挥抗抑郁的作用及其机制进行由浅入深的总结。本综述将为深入阐释肠道菌群在抑郁症的发生机制及中药抗抑郁的作用机制研究提供依据。

四妙方能够改善高糖高脂饮食诱导的糖代谢紊乱, 并调控肠道菌群组成, 特别是增加肠道Akkermansia muciniphila (A. muciniphila) 的丰度。但是, 肠道菌群和A. muciniphila在四妙方改善糖代谢中的确切作用, 以及四妙方上调A. muciniphila的机制尚不清楚。本研究将通过体内外实验探讨四妙方改善胰岛素抵抗与A. muciniphila的相关性及四妙方升高A. muciniphila的作用机制。利用肠道菌群移植及抗生素干扰等方法, 研究肠道菌群组成和A. muciniphila丰度变化对四妙方改善高糖高脂诱导的小鼠胰岛素抵抗的作用; 通过四妙方拆方动物实验和药效评价, 明确升高A. muciniphila的关键药味和组分; 利用体外厌氧培养系统结合细胞动物实验, 探索四妙方关键组分增加A. muciniphila含量的作用机制。动物福利和实验过程均遵循上海中医药大学动物伦理委员会的规定。结果显示, 四妙方改变的肠道菌群可在受体小鼠中发挥改善高糖高脂饮食诱导的胰岛素抵抗的作用, 且改善效果与A. muciniphila丰度呈正相关; 君药黄柏是四妙方中调控肠道菌群组成并增加A. muciniphila的关键药物, 而黄柏中主要活性成分小檗碱与黄柏在上调A. muciniphila丰度上作用相近。体外机制研究发现, 小檗碱不能直接促进A. muciniphila的生长, 但能通过激活肠细胞黏蛋白的表达, 间接促进A. muciniphila的增殖。上述结果表明, 四妙方改善胰岛素抵抗的作用很可能依赖于增加肠道A. muciniphila数量, 且四妙方升高A. muciniphila的作用很可能与君药黄柏中小檗碱激活肠细胞黏蛋白的表达有关。

本研究考察了陈皮酵素对小鼠急性结肠炎的保护作用及机制。动物实验遵循南方医科大学动物伦理委员会规定。C57BL/6小鼠自由饮用3%右旋葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate, DSS) 6天诱导急性溃疡性结肠炎, 期间灌胃陈皮酵素、陈皮水煎液(均以粗多糖300 mg·kg^-1·d^-1计) 或阳性药5-氨基水杨酸(100 mg·kg^-1·d^-1), 连续9天。收集盲肠内容物进行16S rRNA测序分析; RT-PCR、免疫荧光及Western blot法检测结肠炎症因子、紧密连接蛋白及核因子E2相关因子2/Nod样受体蛋白3 (nuclear factor erythroid 2 related factor 2/Nod-like receptor protein 3, Nrf2/NLRP3) 通路相关蛋白水平。结果显示: 陈皮酵素及陈皮水煎液均能明显改善急性结肠炎小鼠的体重下降、腹泻、血便和结肠缩短; 且陈皮酵素显著降低结肠促炎因子, 如白介素6 (interleukin 6, Il-6)、CXC趋化因子配体10 (CXC chemokine ligand 10, Cxcl10) 及NLRP3炎症小体相关基因或蛋白表达; 同时显著增加结肠抗炎因子(Il-10)、紧密连接蛋白[Zo-1 (zonula occludens-1)、occludin、claudin-1]、黏蛋白(mucin 2, Muc2) 及Nrf2的基因表达, 以及醌氧化还原酶1 [NAD(P)H quinine oxidoreductase 1, NQO1] 和血红素氧合酶1 (heme oxygenase 1, HO-1) 的基因和蛋白表达。此外, 陈皮酵素显著富集Akkermansia并降低Enterococcus、Streptococcus等有害菌丰度; 关联分析结果显示, Akkermansia丰度与结肠抗炎因子、紧密连接蛋白水平和Nrf2信号通路呈显著正相关。综上, 陈皮酵素可通过调节肠菌稳态及Nrf2/NLRP3通路修复肠黏膜改善小鼠急性溃疡性结肠炎。

本研究旨在探讨灯盏生脉(Dengzhan Shengmai, DZSM) 对高脂饮食引起的非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver diseases, NAFLD) 的改善作用及机制。动物实验方案由中国医学科学院药物研究所伦理委员会审核并批准。高脂饮食建立叙利亚金黄地鼠的NAFLD模型, DZSM治疗6周后测定各组动物的血脂、肝脂、肝功能、炎症反应等指标; 采用16S rRNA基因测序技术和气相-质谱联用技术检测给药后对肠道菌群及短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs) 的调节作用; 采用ELISA (enzyme linked immunosorbent assay)、RT-qPCR (reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction)、Western blot及组织病理学方法检测肠屏障功能; 并在体外HepG2细胞中进行验证和机制研究。结果发现, DZSM改善NAFLD的作用在抗生素处理杀灭肠道菌群后明显减弱。进一步的机制研究表明, DZSM可明显调节肠道菌群结构和组成, 促进肠道内SCFAs产生和吸收进入肝脏, 从而减轻肝细胞内的脂质堆积; 而且DZSM通过改善肠屏障功能减少肠内毒素脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 进入机体, 抑制LPS激活的Toll样受体4 (Toll like receptor 4, TLR4)-核因子KB (nuclear factor kappa B, NFKB) 信号通路, 减轻肝脏炎症反应。以上结果表明, DZSM可通过调节肠道微环境改善NAFLD进程。

伴随着衰老的进程, 机体内多个组织、器官功能发生退行性改变。肠道功能失调及菌群稳态失衡是老年人常见表现。本研究旨在探讨黄芪对自然衰老小鼠肠道功能及菌群稳态的影响, 为进一步的抗衰老机制研究提供依据。采用自然衰老小鼠模型, 动物实验遵循南京中医药大学动物伦理委员会规定。首先采用“虚弱指数”综合评分对小鼠衰老表型进行整体评价。检测小鼠肠道葡萄糖吸收能力、肠道运输时间、肠道脂肪酶以及淀粉酶的活性, 评估肠道吸收和运输功能, 酶联免疫吸附法(ELISA) 检测结肠炎症因子水平, 苏木精-伊红(H & E) 染色评价肠道绒毛长度, 阿立新蓝(AB) 染色评价肠道黏膜厚度及杯状细胞数量, 利用qRT-PCR方法检测肠道干细胞增殖与分化相关基因的转录水平, 16S rDNA测序分析肠道菌群组成。结果显示, 在衰老整体表型方面, 黄芪具有降低衰老小鼠“虚弱指数”的趋势, 但并没有显著性差异。在衰老表型的某些指标上, 黄芪对衰老小鼠毛发以及体能的改善作用最为显著。在肠道功能方面, 黄芪可增加衰老小鼠肠道葡萄糖吸收能力, 缩短肠道运输时间, 促进脂肪酶分泌。黄芪可降低衰老小鼠肠道组织中炎症因子如肿瘤坏死因子α (TNF-α)、白介素6 (IL-6) 水平; 增加小肠绒毛长度、结肠黏膜厚度以及杯状细胞数量, 促进肠干细胞的增殖与分化, 改善肠道屏障功能。此外, 黄芪能增加小鼠肠道菌群多样性, 恢复肠道菌群稳态, 恢复毛螺菌科等多种细菌的丰度。上述研究结果提示, 黄芪可改善自然衰老小鼠的某些表型, 对小鼠肠道功能及菌群稳态的改善作用尤其显著。

本研究旨在探讨黄蜀葵花对慢性炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD) 模型小鼠的改善作用, 并分析其对IBD模型小鼠肠道菌群结构及粪便中脂质轮廓的影响。所有动物福利和实验过程均遵循南京中医药大学动物伦理委员会的规定。采用葡聚糖硫酸钠(DSS) 诱导慢性IBD小鼠模型, 评价小鼠体重变化、疾病活动指数、结肠组织病理损伤以及结肠中炎症因子的基因表达水平。采集各组小鼠的粪便样品, 进行Illumina高通量测序, 检测肠道菌群丰度; 采用基于超高效液相色谱-高分辨串联质谱的非靶向脂质组学, 检测粪便中脂质含量。结果显示, IBD模型小鼠体重显著降低, 结肠出现明显炎症反应, 主要表现为结肠组织病理损伤及炎症因子的基因表达上调。黄蜀葵花给药后可显著恢复IBD模型小鼠的体重, 改善结肠组织病理损伤, 降低结肠中炎症因子的基因水平。肠道菌群测序结果显示, IBD模型小鼠肠道菌群的物种多样性和丰富度降低, 疣微菌门细菌丰度显著增加, 拟杆菌门细菌丰度显著降低; 黄蜀葵花可恢复IBD模型小鼠肠道菌群的丰富度及多样性, 增加各级类群物种数量, 恢复拟杆菌门细菌丰度。粪便非靶向脂质组学分析结果发现, IBD模型小鼠的鞘脂及甘油磷脂代谢通路变化最为显著。黄蜀葵花可抑制鞘脂代谢通路中神经酰胺及鞘磷脂的合成, 显著抑制甘油磷脂代谢通路中醚键连接的磷脂酰胆碱及醚键连接的磷脂酰乙醇胺的合成, 增加磷脂酰乙醇胺的含量。综上所述, 黄蜀葵花可有效改善慢性IBD模型小鼠的疾病状况, 具有调控肠道菌群稳态及脂质代谢的作用, 两者之间的相关机制有待深入探讨。

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase, HDAC) 通常异常过表达, 导致肿瘤抑制基因的转录抑制。作为具有巨大潜力的抗癌药物, 组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitors, HDIs) 可以通过调节核小体结构, 抑制HDAC活性, 调控抑癌基因表达而发挥抗肿瘤效应。目前, 已上市的5个HDAC抑制剂适应症局限于外周T细胞淋巴瘤和皮肤T细胞淋巴瘤, 而在实体瘤方面, 大多数作为单一药物使用的HDAC抑制剂未能得到有效的治疗效果。磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K) 是PI3K-AKT-mTOR信号通路的起始节点, 在肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、分化等过程中起着十分重要的作用, 该通路的异常激活与肿瘤的发生发展有着密切关系, 将HDAC抑制剂和PI3K抑制剂的联合使用以及HDAC/PI3K双靶点抑制剂能够改善单独用药时存在的问题。本综述介绍了具有代表性的HDIs和PI3K抑制剂, 以及HDAC/PI3K抑制剂联用及双靶点抑制剂的抗肿瘤临床和临床前研究进展。

苯并氮杂䓬是一类由苯环和含氮七元环并联的稠环结构, 引入分子中可调节化合物的理化性质, 保持或增强化合物的生物活性, 还可改善化合物药代性质, 提高脑透过性, 降低hERG毒性, 是药物分子合理设计和结构优化的重要优势骨架。苯并氮杂䓬结构可通过Dickmann缩合反应、Mitsunobu反应、Pictet-Spengler反应、CMD反应、多组分反应(MCRs)、金属催化、不对称催化等多种方法进行构建, 在丰富药物分子结构多样性中发挥重要作用。

胆汁酸(bile acids, BAs) 是胆汁的主要成分之一, 在人体的脂肪代谢过程中起到重要作用。人体中95%的胆汁酸中通过肠肝循环而维持, 在肠肝循环过程中, 存在4个主要介导胆汁酸进行跨膜转运的转运体, 每一个转运体都发挥着不可或缺的作用。已有病例报道, 胆汁酸转运体的基因缺陷会导致肠肝循环被破坏, 引发严重的代谢性疾病, 甚至威胁到患者生存。另一方面, 代谢性疾病状态下的患者胆汁酸转运体表达也会发生改变, 这提示胆汁酸转运体的改变或许是某些代谢性疾病发生的重要病理机制。因此, 以胆汁酸转运体为靶点的新药研发正在成为研究热点。本综述探讨了不同胆汁酸转运体与疾病发生的关系, 并对胆汁酸转运体靶点药物研发的最新进展进行总结, 为后续针对胆汁酸转运体的研究提供指导。

急性肺损伤(acute lung injury, ALI) 是一种以过度炎症反应为主的肺部疾病, 临床上缺乏有效的治疗药物。本研究旨在探究三七总皂苷(Panax notoginseng saponins, PNS) 对ALI的改善作用及潜在的作用机制。野生型C57BL/6J小鼠经气道滴注50 μL 25 mg·mL^-1脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 溶液进行模型构建。24 h后, 分别灌胃给予200和400 mg·kg^-1 PNS。给药24 h后通过检测肺功能、肺组织湿重干重比(W/D)、肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF) 总蛋白浓度、白介素6 (interleukin 6, IL6) 和肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor α, TNFα) 的含量、肺组织Il6和Tnfα基因表达水平、肺组织病理学变化及BALF中炎性细胞的表达情况评价PNS对ALI小鼠的改善作用。进一步检测PNS在Raw264.7细胞和ALI小鼠肺组织中NF-κB及其上游激酶的蛋白表达水平, 评价PNS改善ALI小鼠的潜在机制。实验方案经由上海中医药大学动物实验伦理委员会审查通过。本实验发现400 mg·kg^-1 PNS可以显著改善ALI小鼠肺功能, 降低W/D、BALF中总蛋白、IL6和TNFα的含量, 降低BALF中中性粒细胞的表达, 减少肺组织炎性细胞浸润。在Raw264.7细胞和ALI小鼠肺组织中, PNS都能显著降低Nf-κb的基因表达, 降低NF-κB的蛋白表达和磷酸化水平, 促进IκBα的表达, 抑制炎症反应。本研究表明, PNS可以抑制ALI小鼠肺组织NF-κB的活性, 抑制炎症因子的释放和炎性细胞浸润, 减轻肺部炎症, 发挥改善ALI的作用。

采用MCI柱色谱、硅胶柱色谱、制备高效液相色谱等对北栽秧花(Hypericum pseudohenryi N. Robson) 95%乙醇提取物中间苯三酚类成分进行分离纯化, 从中分离得到8个多环多异戊烯基酰基化间苯三酚化合物, 分别鉴定为hypseudohenrin L (1)、hyperbeanin P (2)、furohyperforin (3)、furoadhyperforin (4)、ascyronone F (5)、attenuatumione E (6)、hyphenrone T (7) 和hyperforatone N (8), 其中化合物1为新间苯三酚类成分。利用MTT法探究8个化合物对脂多糖(LPS) 诱导的原代小鼠腹腔巨噬细胞一氧化氮(NO) 生成的影响, 结果表明, 化合物1、3、5和7对LPS诱导巨噬细胞NO生成具有显著的抑制作用, 说明其具有潜在的抗炎活性。

采用硅胶柱色谱、中压液相色谱、半制备高效液相色谱等分离技术, 从姜黄95%乙醇提取物中分离得到1个新化合物。结合质谱、核磁、计算ECD等手段确定了化合物的结构及绝对构型, 发现化合物为一个结构新颖的倍半萜类成分, 将其命名为isoturmeronol B (1)。化合物1的骨架与没药烷型倍半萜相似, 唯一区别在于化合物1在没药烷型倍半萜骨架的基础上, C-4位的甲基迁移至C-5位。对化合物1的抗炎和抗氧化活性进行了评价, 结果表明化合物1无抗炎及抗氧化活性。

采用Toyopearl HW-40C、Sephadex LH-20、硅胶和半制备液相等多种色谱学技术从山茱萸果实中分离得到15个化合物。根据理化性质与波谱数据鉴定了其结构, 分别为新木脂素A (1)、咖啡酸(2)、反式对羟基桂皮酸(3)、马栗树皮素(4)、东莨菪素(5)、benzyl-7-O-β-D-glucopyranoside (6)、它乔糖苷(7)、6-O-(4-hydroxybenzoyl) arbutin (8)、2-(3′, 4′-二羟苯基)-1, 3-胡椒环-5-醛(9)、(-)-松脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(10)、(7S, 8R)-二氢去氢二愈创木基醇-9-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(11)、(7S, 8R)-二氢去氢二松柏醇-9′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(12)、(+)-南烛木树脂酚(13)、(+)-异落叶松树脂醇-9-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(14)、异落叶松树脂醇-9′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(15)。化合物1为新化合物, 命名为新木脂素A, 化合物6~9和14首次从山茱萸中分离得到。化合物2、3和15可以有效缓解Aβ_25-35诱导的PC12细胞损伤, 表明具有潜在的抗阿尔茨海默症活性。

研究茄科山莨菪属植物山莨菪的化学成分。采用硅胶柱层析、凝胶柱层析、制备薄层色谱和半制备高效液相色谱等方法对山莨菪提取物进行化学成分分离纯化, 运用现代波谱技术HRMS、IR、2D NMR确定其平面结构, 再通过NOESY、偶合常数分析、圆二色谱法和Mo₂(OAc)₄试剂诱导圆二色谱法等确定其绝对构型。从山莨菪提取物中分离得到了一个新的anisotane型倍半萜化合物, 鉴定为(1R, 2S, 3R, 4R, 6R, 7R, 9R)-anisotane型-11(13)-烯-3, 4, 9-三醇, 命名为anisotanol F (1)。Anisotane型倍半萜为此前本课题组报道的新颖骨架倍半萜, 此次是该类型倍半萜的第二次报道。进一步对新化合物1进行活性评价, 结果显示其对HUVECs细胞无细胞毒作用, 对LPS诱导RAW264.7细胞的NO释放无抑制作用。化合物1为从山莨菪植物中获得的新颖化合物, 属于罕见的anisotane型倍半萜, 本研究丰富了山莨菪的化学组成。

建立了亲水作用色谱串联三重四极杆质谱测定熊胆粉中7种氨基糖苷类抗生素的方法。采用混合型弱阳离子交换反相吸附固相萃取净化样品, Waters ACQUITY UPLC BEH Amide色谱柱(100 mm × 3.0 mm, 1.7 μm), 以0.2%甲酸水溶液-0.2%甲酸乙腈溶液为流动相, 梯度洗脱, 在电喷雾离子化正离子模式下, 以多反应监测方式(MRM) 检测。大观霉素、链霉素、丁胺卡那霉素、卡那霉素、妥布霉素、安普霉素、新霉素在各自浓度范围内均呈良好线性关系, 相关系数均在0.99以上; 三水平平均加样回收率为61.3%~127.3%, 相对标准偏差(RSD) 为0.1%~1.9%; 定量限为0.2~1.0 mg·kg^-1。本方法已应用于实际样品的测定。

菊三七含千里光碱(senecionine, SEN) 等大量吡咯里西啶生物碱(pyrrolizidine alkaloids, PAs), 其所导致的肝毒性问题成为最受关注的中药药源性肝损伤之一, 但尚无有效的临床治疗药物。本课题组前期研究表明CYP3A4抑制剂利托那韦可有效抑制SEN代谢活化并降低其肝毒性。保肝中药五味子含大量木脂素类活性成分, 可通过影响药物代谢酶改善药源性肝损伤。因此, 本研究探讨了五味子主要木脂素类化合物五味子醇甲(schisandrol A, SoA) 对SEN致小鼠肝损伤的改善作用, 并初步探讨其对千里光碱代谢的影响。所有动物实验经上海中医药大学实验动物伦理委员会审查(PZSHUTCM210604002), 符合实验动物伦理相关规范。小鼠单次灌胃SEN (150 μmol·kg^-1) 造成肝损伤模型, 并设SoA (116 μmol·kg^-1) 干预组、溶剂对照组和SoA对照组。结果表明, SoA可明显降低SEN致肝损伤小鼠血清转氨酶活性, 缓解肝细胞坏死、肝窦淤血等病理状态。进一步测定小鼠血清中SEN代谢产物的含量, 结合体外肝微粒体代谢研究, 发现SoA可抑制SEN代谢活化关键酶CYP3A4酶活性, 降低千里光碱代谢产物的含量。本研究表明, SoA可明显改善SEN致小鼠肝损伤, 与抑制SEN代谢活化密切相关。研究结果为基于药物代谢探讨SEN的减毒策略, 以及菊三七等含PAs中草药的临床合理应用提供理论依据。

碳点的生物学行为, 特别是关于细胞摄取和细胞内分布机制研究, 是其生物医学应用的基础。本研究以茯苓多糖为原料, 采用水热法合成了蓝色荧光碳量子点, 探索碳点进入细胞的具体生物学行为, 以评估其生物学活性。利用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对其进行了表征; 以免疫细胞-RAW264.7细胞(小鼠单核巨噬细胞) 和癌细胞-4T₁细胞(小鼠乳腺癌细胞) 这两种不同的细胞系为研究对象, 研究茯苓多糖碳点在细胞内的摄取动力学过程及其摄取途径、分布和外排等过程。研究结果显示, 茯苓多糖衍生碳点的粒径分布范围为2~10 nm, 平均粒径为6.85 nm, 主要由C、O和N元素组成, 具有-OH、C=O、C-N、C=C等丰富的表面官能团, 荧光量子产率为4.72%。碳点进入细胞可呈现出一定的浓度和时间依赖性, 不同的细胞系, 摄取内吞途径不一。在RAW264.7细胞内主要以巨噬细胞特有的吞噬作用摄取进入细胞内, 少部分通过小窝蛋白介导的内吞作用, 而对于4T₁细胞主要是通过网格蛋白介导的内吞作用和巨胞饮过程。综上, 合成的中药衍生碳点具有良好的荧光特性、低细胞毒性和优异的生物相容性, 可用于细胞成像应用研究。

本研究整合组方配伍分析、生物信息学和代谢组学探讨肉桂-熟地黄(Cinnamomi Cortex-Rehmanniae Radix, CR) 防治骨质疏松(osteoporosis, OP) 的分子作用机制。建立大鼠OP模型, 进行Micro-CT指标和病理切片综合评价, 结果显示与模型组相比, CR干预后的骨密度、骨体积分数等指标显著回调(P < 0.05), 骨小梁排列成网状。UHPLC-Q-TOF/MS研究结果主要涉及氨基酸代谢、脂类代谢及雌激素代谢途径。整合生物信息学和代谢组学分析, 最终发现: ①肉桂酸、肉桂酸乙酯抑制TNF、IL-1β、IL-13等炎性因子, 进而防治OP; ② CR多个活性成分靶向作用于ESR2、PPARG、CYP19A1、GABRA1等靶点, 调节cAMP的合成、AMPK信号通路及脂类代谢, 从而调节雌激素水平来防治OP; ③油酸、花生四烯酸等作用于AR、VDR等靶点, 调控HIF-1、AGE-RAGE信号通路, 从而调控成骨、破骨细胞, 影响钙磷吸收, 维持骨稳态。本研究从炎症因子、雌激素及骨稳态多向调控的角度阐明了CR防治OP的分子机制, 为CR的临床应用及复方开发提供理论依据。本实验符合动物实验伦理学标准且得到陕西中医药大学实验动物伦理委员会批准(批号: SUCMDL20210309002)。

为研究新型合成大麻素3, 3-二甲基-2-[1-(4-氰基丁基)吲唑-3-甲酰氨基]丁酸甲酯(4CN-MDMB-BUTINACA) 的体外代谢产物, 本研究通过体外人肝微粒体孵育模型, 采用高效液相色谱串联Q exactive质谱检测合成大麻素原形药及其代谢产物。肝微粒体实验发现4CN-MDMB-BUTINACA通过羟基化、酯水解、酯水解加羟基化、戊烷氧化为戊酸反应代谢物和酯水解加戊烷氧化为戊酸反应代谢物等代谢途径共产生7种代谢产物。本研究解析了合成大麻素体外代谢途径及其代谢产物, 其中羟基化反应代谢产物(M1-a)、酯水解反应代谢产物(M2) 以及戊烷氧化为戊酸反应代谢物(M4) 为潜在的代谢标志物。研究结果为合成大麻素4CN-MDMB-BUTINACA的司法鉴定和吸食认定提供技术支撑。

本研究采用普通液相法制备黑磷纳米片(black phosphorus nanosheets, BP), 并经聚乙二醇修饰后将白藜芦醇负载于BP上, 得BP载药体系。采用荧光蛋白标记法考察BP的脑靶向性, 并通过TTC (2, 3, 5-triphenyltetrazolium chloride) 染色法、神经行为学评价、脑水肿考察等实验研究黑磷载药后抗脑缺血/再灌注脑损伤的作用。使用蛋白免疫印迹分析方法探究BP载药体系作用于缺血性脑损伤的分子机制, 采用溶血实验、苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, H & E) 染色实验评估其生物相容性。结果表明, BP载药能力优异, 其载药体系结构、粒径均一且释药曲线稳定, 具有优异的光热效应。通过对荧光强度的分析对比, 发现BP在近红外光辅助照射条件下可增加血脑屏障通透性, 使药物更多通过血脑屏障。此外, BP载药体系能明显改善造模后小鼠的神经行为障碍, 脑梗死面积及脑水肿程度显著下降。蛋白免疫印迹分析实验证明, 此载药体系可通过激活抗氧化信号通路蛋白核因子E2相关因子2 (nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2)、血红素氧合酶-1 (heme oxygenase-1, HO-1) 的表达, 从而发挥抗缺血性脑损伤作用。BP载药体系的溶血实验及H & E实验结果表明, 其不具有明显毒性, 安全性高。综上, 本研究制备的BP载药量高、光热性能良好、安全性高, 在近红外光条件下, 还具有一定的脑靶向能力, 可提高药物在脑部的治疗效果。动物福利和实验过程均遵循石河子大学一附院动物伦理委员会的规定。

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase, PAL) 可催化L-苯丙氨酸生成反式肉桂酸, 广泛应用在制药、食品和农业等领域中, 尤其来源于多变鱼腥藻(Anabaena variabilis) 的PAL (AvPAL) 是现有唯一治疗苯丙酮尿症的蛋白类药物。但较低的活性和较差的稳定性限制了PAL在工业中广泛的应用。本研究针对组成AvPAL底物结合腔的氨基酸, 通过点饱和突变文库筛选获得了活性提高的突变体, 并通过定点突变探讨了M222位点对活性的影响。研究发现突变体M222L和M222V的k_cat值相比于AvPAL提高90%和60%, 同时k_cat/K_m较AvPAL提高至1.4和1.5倍。结合分子对接结果显示, 突变体M222L和M222V通过增加底物结合腔的疏水性提高AvPAL的催化活性。本研究对于阐明AvPAL关键底物结合位点结构与活性的关系具有重要的意义。

α-酮戊二酸(2OG)/Fe(II) 依赖双加氧酶(2-ODD) 在植物初生和次生代谢过程中发挥着重要作用。本研究基于高通量测序技术平台Illumina NovaSeq 6000进行了白鼠尾草(Salvia apiana Jepson) 转录组测序, 对测序结果进行de novo拼接后, 共获得38 534个独立基因(unigenes)。将获得的独立基因进行基因功能注释, 有29 982个独立基因获得功能注释。通过生物信息学方法在白鼠尾草转录组数据中进行2-ODD基因家族鉴定, 并对鉴定得到的基因序列进行序列特征分析, 包括序列的同源性、理化特征、信号肽、跨膜结构域、亚细胞定位、二级结构和三级结构预测等, 另对它们的进化关系及表达模式进行分析。结果显示, 从白鼠尾草转录组中共鉴定得到39个具有完整序列结构的2-ODD家族基因, 这些基因编码蛋白质的平均长度为320个氨基酸, 分子质量约为36.00 kDa, 多为亲水性蛋白。系统进化分析将白鼠尾草2-ODD基因分为多个亚家族, 这些基因在白鼠尾草不同部位均有表达, 多数基因在根中的表达量明显高于叶中的表达量。本研究可为白鼠尾草2-ODD基因的深入研究奠定基础。

芳樟醇合酶[(3S)-linalool synthase, LIS] 是单萜合成途径上的关键酶。本课题组前期在甘草转录组研究中发现LIS基因与甘草酸(glycyrrhizic acid, GA) 的生物合成密切相关, 因此本研究拟利用甘草毛状根培养体系, 进一步解析LIS对甘草酸生物合成的调控作用。本研究克隆了甘草LIS基因(GenBank注册号: MZ169552); 采用基因融合法构建过表达LIS基因的植物双元表达载体pCA-LIS; 利用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes ATCC15834) 介导法诱导甘草毛状根系; 通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR) 进行LIS基因的表达水平分析; 最终采用UPLC法测定各甘草毛状根系中的甘草酸含量。结果显示, 过表达LIS基因的甘草毛状根系中, LIS基因的表达水平显著高于野生型, 而甘草酸含量则显著低于野生型和阴性对照组, 表明LIS基因的表达水平与甘草酸含量呈负相关。本研究首次克隆得到甘草LIS基因, 通过反向遗传学策略证实了LIS基因对甘草酸生物合成的负调控作用, 为进一步完善甘草酸生物合成的分子调控网络提供了依据。