中药质量评价是关乎中药现代化发展进程的关键问题之一, 中药质量评价技术体系主要包括传统评价(性状、显微和理化)、化学评价和生物评价。由于中药组成复杂, 上述评价技术体系中的单一检测手段通常无法获得足够的质量信息, 信息融合策略可有机整合来自多个分析检测技术的数据, 获取样本更全面的信息, 提高质量评价效果。目前, 信息融合策略已广泛应用于军事、工业和食品等领域, 在中药质量评价领域尚处于起步阶段。本文介绍了多源信息融合的定义、结构、方法及融合层次, 综述了其在中药产地溯源、品种鉴别和制药分析中的研究进展, 并整理了各篇文献中数据融合的具体方法, 最后对信息融合技术及其在中药质量评价方面的应用、发展及存在问题进行总结、展望和讨论, 以期为拓宽该技术在中医药领域的应用范围提供参考。

中药复方临床疗效关联的关键质量属性(critical quality attributes, CQAs) 测量是中药制造亟待攻克的关键难题之一。为此, 以同仁牛黄清心丸为载体, 提出生物传感结合超高效液相色谱/串联质谱(ultra-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS) 的集成策略。首先, 以干预缺血性脑卒中的潜在关键靶点巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibitory factor, MIF) 为视角, 采用高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT), 创建了MIF-HEMT生物传感, 开展了同仁牛黄清心丸不同柱分离组分干预脑卒中作用的测量研究, 发现其3段组分均具有较强的脑卒中治疗作用, 尤其A段, 作用强度达8.722×10^-10 g·mL^-1。进一步采用MIF-HEMT生物传感集成UPLC-MS/MS, 实现了同仁牛黄清心丸不同组分干预脑卒中的CQAs分离和鉴定研究。测量得到了芍药内酯苷(albiflorin)、芍药苷(paeoniflorin)、升麻素苷(prim-O-glucosylcimifugin)等19个干预MIF发挥脑卒中治疗作用的潜在CQAs。这为同仁牛黄清心丸干预MIF产生脑卒中治疗作用的CQAs研究提供了关键测量技术与方法借鉴, 为优质名方高效利用和质量控制测量提供了重要参考。

本研究采用UPLC-Q-TOF/MS^E技术结合UNIFI数据库开发了快速、全面、准确、高效的血脂康胶囊化学成分定性分析方法。利用化合物名称、分子量、分子式、结构式等信息建立UNIFI数据库, 并依据高分辨质量数、同位素分布、质量偏差、碎片离子匹配度、色谱保留行为等信息进行数据库自动检索, 实现药材和制剂中天然产物的定性鉴定。结合手动确证, 在血脂康胶囊及红曲药材中鉴定到82种化学成分, 对于其中的有机酸类、黄酮类、莫纳克林类、红曲色素类主要成分进行了质谱裂解规律分析, 确保鉴定准确度, 多种莫纳可林类化合物为首次采用LC-MS工作流程实现定性分析。综上, 本研究通过LC-MS技术阐明了血脂康胶囊的化学物质基础, 为血脂康胶囊中药制造过程中的关键质量属性控制和一致性评价提供了扎实的实验数据支持, 为基于血脂康胶囊的药效物质基础研究提供支撑。

本研究主要针对中药制造口服制剂滋味关键质量属性不明确导致口感不良的科学问题, 以小儿清热宁颗粒为范例, 成功建立了滋味关键质量属性辨识方法、电子舌与人感官结合的口感改进方法, 确定最优口感配方, 以提升患者口服用药依从性, 研究获得了北京中医药大学医学伦理委员会的伦理批准。结果显示, 小儿清热宁颗粒苦味分值占比为61.8%, 其苦味级别为3.70, 确定苦味是导致小儿清热宁颗粒口感不良的滋味关键质量属性; 另外, 以最大允许摄入量、溶解度、甜度等为限定条件确定每毫升小儿清热宁无糖中间体的最优口感配方为羟丙基-β-环糊精40 mg、海藻糖180 mg和安赛蜜1.5 mg, 该配方的感官评价得分相比于小儿清热宁颗粒提升了37.5分。综上所述, 本研究实现了小儿清热宁颗粒的口感改善, 形成了一套包括滋味关键质量属性辨识、矫味剂种类和添加量筛选及配方优化的口感改善策略, 为其他口服制剂不良口感改进研究提供思路参考, 为中药智能制造质量控制提供新视角。

采用超高效液相色谱-线性离子阱-串联静电场轨道阱质谱(UHPLC-LTQ-Orbitrap MSⁿ) 联合BitterX数据库对真实生产世界小儿感冒口服液无糖中间体的潜在苦味关键质量属性进行辨识。采用Acquity UPLC BEH C₁₈色谱柱(100 mm × 2.1 mm, 1.7 μm); 流动相为0.1%甲酸-水溶液(A)-乙腈(B), 梯度洗脱, 分别在正、负离子模式下对小儿感冒口服液无糖中间体进行数据采集。根据高分辨质谱提供的准分子离子峰和多级质谱碎片, 获取目标化合物的精确分子量和结构信息, 结合保留时间, 参照对照品、文献报道等相关数据对化合物进行分析, 共鉴定包括黄酮类、生物碱类、苯丙素类等共57个化学成分。进一步, 采用BitterX数据库预测化学成分与苦味受体结合的概率, 辨识潜在苦味关键质量属性, 最终预测得到其中包括地骨皮甲素、蒙花苷在内的33个潜在苦味化学成分。该研究较为全面地表征了小儿感冒口服液无糖中间体的化学物质基础, 为筛选苦味化合物提供了有效的方法, 为进一步改善小儿感冒口服液的苦味等不良口感提供了科学依据。

针对中药制造过程原料单元蜜炙饮片水分含量关键质量属性离线静态检测具有滞后性及破坏性等问题, 以蜜炙款冬、蜜炙黄芪、蜜炙甘草为载体, 采用烘干法测定水分含量作为参考值, 采用运动载物台模拟实际现场传输带生产过程样品运动过程, 采集近红外(near infrared, NIR) 光谱, 结合机器学习方法, 建立多品种蜜炙饮片水分含量NIR现场动态检测模型。结果表明, 采用二阶导数法对光谱进行预处理, 决策树数量(ntree)、随机特征数量(max feature)、生成叶节点的最小样本数(node size) 分别选择46、76、8时, 建立的水分含量定量分析模型效果最优。模型的预测决定系数(the prediction coefficient of determination, R_pre²) 及预测均方根误差(root mean square error of prediction, RMSEP) 分别为0.903 2和0.330 2。本研究建立的多品种蜜炙饮片水分含量NIR通用定量模型具有良好的预测性能, 可实现同时对蜜炙款冬、蜜炙黄芪、蜜炙甘草水分含量的快速检测, 为中药制造过程原料单元蜜炙饮片的水分测定提供方法。

中药产业的现代化发展对中药产品质量提出了更高的要求, 提取过程作为中药生产的关键基础环节, 直接关系到产品的最终质量。然而, 目前提取工艺的质量保证主要依靠简单的湿化学分析, 无法达到提取过程的精准控制, 而且存在费时、耗力等诸多弊端。因此, 将近红外光谱技术应用于中药生产环节的过程监控对于中药产品质量控制具有重要意义。本研究以小儿消积止咳口服液的提取过程为研究对象, 利用傅里叶变换近红外光谱仪和便携式近红外光谱仪收集近红外光谱, 监测提取过程中药典规定的质控指标成分辛弗林的浓度变化, 实现提取过程的快速、准确检测。同时创新模型转移方法, 实现两种不同类别(分析级与便携式) 的近红外光谱仪间的模型转移, 解决了便携式仪器分辨率低、性能差、预测精度不足的问题, 以实现对小儿消积止咳口服液进行现场快速筛查和质量分析, 对中药生产过程质量监控具有指导意义。

本文建立了一种基于计算流体动力学技术的银杏叶滴丸滴制过程仿真模拟方法。以银杏叶滴丸为研究对象, 采用FLOW-3D软件, 对滴制过程进行仿真计算。通过控制方程的推导、模型的选择及仿真参数的筛选, 模拟了液滴滴落过程。首先仿真计算不同药液黏度下液滴滴落的形态及滴速, 发现随着药液黏度的增加, 液滴速度减小, 滴制难度逐渐增加, 该仿真结果与实验趋势相符。其次考察了不同滴速下液滴滴落的形态, 并采用实验进行验证, 发现仿真计算结果与实验结果具有较好的相关性。结果表明, 黏度为影响滴制过程的关键药液性质, 滴速则为影响滴制过程的关键工艺参数。综上所述, 该仿真模拟方法的建立不仅可加深对滴丸滴制工艺的理解, 而且可为滴丸原料的选择及工艺参数的调节提供参考。

当前滴丸生产过程数字化、智能化水平较低, 缺乏过程监控方法, 难以有效控制滴丸的质量。因此, 本文提出了一种基于激光检测技术和多变量数据分析(multivariate data analysis, MVDA) 技术的滴丸滴制过程在线监控方法。该方法首先通过激光检测器高频采集滴丸滴制过程中下落液滴的宽度数据, 其次基于宽度数据对每个液滴选取节点并提取特征指标, 然后基于正常工艺条件下的特征数据集建立主成分分析(principal component analysis, PCA) 模型, 选择Hotelling's T²或DModX统计量判断滴制过程的液滴是否异常, 并通过主成分得分图结合K近邻(K-nearest neighbor, KNN) 算法对异常进行分类和诊断。本文以银杏叶滴丸的滴制过程为例, 考察了该方法的可行性, 结果表明所得到的模型对滴头阀门开度异常、药液温度异常、药液量异常具有较好的检测和诊断能力, 该方法可为滴丸剂的工业生产提供一定的参考。

本研究聚焦中药饮片微生物质量控制, 针对传统培养法检测速度慢和无法检测不可培养微生物等缺陷, 建立一个基于ATP生物发光技术结合统计分析方法快速预判和定量检测柴胡饮片中污染需氧菌总数(TAMC) 和霉菌酵母菌总数(TYMC) 的新方法。基于优化的ATP生物发光检测体系, 可实现对大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌和金葡菌纯菌菌液的准确检测, 检测限分别为47.86、89.13和1 862.09 CFU·mL^-1, 检测时间为6.5 h, 检测成本低。分别以10%和20%误判率划定TAMC预警上限和预警下限, 以20%误判率划定TYMC预警限, 提出的十字交叉法可对柴胡饮片微生物污染数量进行快速预判。构建的偏最小二乘回归(PLSR) 模型可以对柴胡饮片微生物污染数量进行准确定量, 其中, 对TAMC总量的最优PLSR预测模型的校正系数(R²) 为0.826, 校正集均方根误差(RMSE_E) 为0.468, 交叉验证集均方根误差(RMSE_CV) 为0.465, 对TYMC总量的预测模型中R²为0.778, RMSE_E为0.543, RMSE_CV为0.541。本研究旨在建立一套中药材和中药饮片微生物限度快速检测方法和预测模型, 为中药产品微生物质量过程控制提供一项更为便捷和灵敏的检测技术。

人工智能辅助药物发现(AIDD) 是计算机辅助药物发现(CADD) 的新版本, 现代AI的学习能力极大地提升了CADD的能力。20世纪中叶, QSAR开拓了计算机辅助药物研究。在药物靶标结构信息未知的情况下, 用回归的方法揭示具有相似骨架结构的化合物中子结构与活性之间的定量关系, 以指导药物分子的设计。经过几十年的发展, CADD技术在基于靶标结构的药物发现(SBDD)、基于片段的药物发现(FBDD)、基于靶标结构的虚拟筛选(SBVS) 等方面获得了广泛的应用。而AIDD的重大变革, 将显著提升计算机辅助药物设计、虚拟筛选和药物靶标发现的能力。本文从药物化学实践的角度, 以实例解读CADD和AIDD的关系。

银屑病是一种由多因素诱发的慢性、复发性和炎症性皮肤病, 典型临床表现为鳞屑性红斑或斑块, 并可引起代谢综合征、心血管疾病和炎症性关节炎等多种并发症, 严重影响患者生活质量。对银屑病发病机制的深入了解有助于发现新的治疗靶点及研发有效的新型治疗药物, 因此具有重要的临床意义。本文综述了近年来银屑病发病机制及治疗药物研究的新进展。

二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase, DHFR) 是治疗肿瘤、细菌感染和寄生虫感染的广为人知的关键靶点。DHFR在细胞DNA生物合成中发挥重要作用, 其抑制剂通过抑制底物与DHFR结合, 干扰一碳代谢, 从而抑制细胞增殖。DHFR抑制剂的研究从20世纪40年代持续至今, 已有多种DHFR抑制剂上市, 主要用于抗肿瘤、抗菌、抗寄生虫和抗炎的治疗。本文以单靶点和双靶点为分类依据综述了近年来具有抗肿瘤或抗菌作用的DHFR抑制剂的研究进展, 并展望了该领域研究所面临的机遇与挑战。

肺纤维化是以炎症损伤和组织结构破坏为特征的间质性肺疾病, 目前临床有效治疗肺纤维化的药物仍非常缺乏, 且机制尚有较多不明之处, 因此寻求新靶点有效药物非常迫切。在肺纤维化中, 支气管肺泡液中的自分泌运动因子(autotaxin, ATX) 水平升高并刺激溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA) 的产生, 其受体参与激活多种G蛋白介导的信号转导途径而导致一系列相关的生理效应, 包括产生上皮细胞促炎信号, 激活转化生长因子信号和刺激成纤维细胞累积等。LPA受体拮抗剂及ATX抑制剂作为肺纤维治疗的靶点受到广泛关注, 目前已有相关药物进入临床试验。本文将综述LPA及ATX在肺纤维化疾病发展进程中的病理生理作用和相关药物研发进展, 为基于ATX-LPA轴为靶点的肺纤维化新药研发提供参考。

肌醇需求酶1α (inositol requiring enzyme 1 alpha, IRE1α) 是一种内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ER stress) 感受器, 广泛表达于哺乳动物中。IRE1α通路在未折叠蛋白反应(unfoided protein response, UPR) 的3条信号通路中是最保守的。研究表明, IRE1α过表达与肿瘤的发生、发展有着密切的联系, 因此, IRE1α抑制剂的研究对新型抗肿瘤药物的发现有着重要的意义。本文综述了具有抗肿瘤活性的IRE1α抑制剂, 并从作用机制、结构特点、抑制活性等方面进行了总结, 希望为靶向IRE1α治疗肿瘤的研究提供思路。

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV) 对人类生命健康造成严重危害。虽然目前已有多种治疗乙肝的上市药物, 但由于共价闭合环状DNA (covalently closed circular DNA, cccDNA) 的持续存在, 导致出现停药后容易复发的问题, 这也是乙肝难以治愈的根源。本文对cccDNA生成、转录和复制的调控机制进行综述, 并从药物化学的视角对相关小分子调控剂的研究进展进行了总结。

目前, 一线抗结核药物的耐药问题使得对结核病的防治日益困难, 这对全球公共卫生造成了严重威胁。研究表明, 外排泵是导致细菌产生多药耐药和广泛耐药的重要原因之一, 而外排泵抑制剂可以抑制细菌外排抗菌药物, 从而降低细菌耐药性。目前有大量天然产物和化学合成物质被报道具有外排泵抑制活性, 但因毒性和药代动力学性质等原因至今未运用于临床。因此, 本文对近年来报道的结核分枝杆菌外排泵抑制剂的外排泵抑制活性、抗菌活性以及构效关系进行了总结, 为研发活性更好、毒性更小的新型外排泵抑制剂提供参考。

癌症是导致全世界死亡的主要原因之一, 2020年约1 000万死亡病例由癌症导致。原位凝胶给药系统具有良好的组织相容性、优良的可注射性、高载药量、可缓释给药及受体内环境影响较小等优点, 在药剂学与生物技术领域备受关注。原位凝胶可以结合化疗、光热治疗、化学动力学治疗、免疫治疗等多种治疗方法, 可在无需外科手术的情况下, 以较小的侵入方式将药物递送进肿瘤部位, 形成半固体凝胶状态的药物贮库, 实现肿瘤原位联合治疗。本文汇总了近10年来抗肿瘤原位凝胶给药系统的研究进展, 介绍了其常用高分子材料、分类原理及具体应用实例, 最后对关键性问题进行了总结和讨论, 以期为未来新型抗肿瘤给药系统的开发提供参考。

黄嘌呤氧化还原酶(xanthine oxidoreductase, XOR) 是体内催化嘌呤生成尿酸的关键酶, 以两种可以相互转化的亚型存在, 分别是黄嘌呤脱氢酶(xanthine dehydrogenase, XDH) 和黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase, XO)。本研究首先通过两亚型酶在催化过程中使用电子受体不同的原理, 在牛奶来源纯酶中建立了XOR及亚型XO、XDH的活性测定方法, 明确了测定体系中最适底物xanthine浓度为50 μmol·L^-1, 最适电子受体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD⁺) 浓度为50 μmol·L^-1, 最适pH值为7.80, XOR、XO、XDH的可测定范围分别为0.97~17.5 U·L^-1、1~9 U·L^-1、66~1 191 mU·L^-1。随后在纯酶体系测定方法的基础上, 建立了小鼠肝组织XOR及亚型XO、XDH的活性测定方法, 明确了组织制样方法、测定体系中最适xanthine浓度为100 μmol·L^-1、最适NAD⁺浓度为100 μmol·L^-1, XOR、XO、XDH的可测定范围分别为0.67~3.98、0.19~1.08、0.52~3.55 U·gprot^-1。应用已建立的方法, 测定了经典的XOR抑制剂别嘌呤醇(allopurinal, Allo) 对牛奶及小鼠肝组织来源XOR、XO及XDH活性的抑制作用。所有动物实验经过中国医学科学院药物研究所实验动物管理与动物福利委员会审核并批准(00003346), 符合实验动物伦理相关规范。本研究分别建立了牛奶来源纯酶体系中及小鼠肝脏中XOR及其亚型XO、XDH的活性测定方法, 该方法准确、便捷, 对探究XOR在机体中不同的病理生理作用、研发新型XOR抑制剂等奠定了实验基础。

本研究旨在探讨松油烯-4-醇(terpinen-4-ol, T4O) 对高糖(high glucose, HG) 诱导的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC) 钙化的作用及机制。研究T4O对HG诱导的VSMC钙质沉积、成骨表型转化及线粒体动力学的作用。采用线粒体动力相关蛋白Drp-1 (dynamin-related protein 1, Drp-1) 抑制剂Mdivi-1分析线粒体动力学和VSMC钙化之间的相关性以及T4O的作用。采用茜素红S染色观察钙盐沉积, 流式细胞术检测细胞内Ca²⁺含量; Western blot、免疫荧光检测表型转化相关标志物[α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)、骨形态发生蛋白-2 (bone morphogenetic protein 2, BMP2) 和Runt相关转录因子2 (Runt related transcription factor 2, Runx2) 和线粒体动力学相关标志物[线粒体融合蛋白1 (mitofusin 1，MFN1)、线粒体融合蛋白2 (mitofusin 2，MFN2) 和Drp-1] 的表达。结果显示, T4O低、高剂量能够不同程度抑制HG诱导的α-SMA、MFN1、MFN2表达水平的下调, 抑制BMP2、Runx2、Drp-1表达水平的上调, 减少细胞内Ca²⁺含量和钙盐沉积, 有效抑制HG诱导的VSMC钙化和线粒体动力学紊乱。T4O组、Mdivi-1组、T4O+Mdivi-1组能够上调HG诱导的α-SMA、MFN1、MFN2的表达水平, 下调BMP2、Runx2、Drp-1的蛋白表达水平, 抑制钙盐沉积, 且T4O组与T4O+Mdivi-1组上述指标无明显差异。上述研究结果表明, 松油烯-4-醇能够抑制Drp-1的表达水平, 调节线粒体动力学紊乱, 抑制HG诱导的VSMC钙化。

本文通过探究京尼平闭环原型、开环异构体及其与氨基酸结合而成的栀子蓝的HepaRG肝细胞毒性, 阐明京尼平所致肝细胞毒性的物质基础。考察不同温度、pH值及氨基酸对京尼平结构互变及栀子蓝形成的影响, 明确可区分京尼平闭环和开环异构体的条件, 以及栀子蓝形成的条件并制备不同氨基酸类型的栀子蓝冷冻干燥粉末; CCK-8法测定京尼平原型、开环异构体以及不同类型栀子蓝的肝细胞毒性。结果显示, 酸性条件可抑制京尼平由闭环向开环的转化; 伯氨基和京尼平开环结构是生成栀子蓝的必要条件, 且两者最可能形成二氢吡啶环型的栀子蓝; 37与80 ℃合成的栀子蓝存在明显差异; pH = 5的酸性条件与正常培养条件(pH = 7.4) 相比, 京尼平原型浓度显著升高, 但细胞存活率并未明显降低; 栀子蓝的细胞毒性显著低于京尼平开环结构, 甚至部分类型栀子蓝呈现促进细胞生长的作用。研究结果表明, 京尼平开环结构可能是造成肝细胞毒性的重要物质基础, 为今后京尼平肝毒性机制等相关研究奠定了基础并提供了线索。

本研究采用摘除卵巢手术(ovariectomy, OVX), 建立原发性绝经后的骨质疏松小鼠模型, 研究知柏地黄汤对绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis, PMOP) 的药效作用及相关机制。实验方案经暨南大学动物实验伦理委员会批准(批准号: 20210315-03), 所有程序均严格按照动物使用和护理的伦理原则进行。实验分为正常组、OVX组、知柏地黄汤低剂量(32 g·kg^-1·day^-1) 和高剂量组(64 g·kg^-1·day^-1)、阳性药阿仑磷酸钠(9.9 mg·kg^-1·q3d) 组。C57BL/6小鼠造模且给予药物干预8周后, 取股骨和胫骨组织检测骨微结构、骨吸收和氧化应激等指标。实验结果显示, 给予知柏地黄汤干预后, OVX所致的骨微结构损伤得到缓解, 相关参数骨密度(bone mineral density, BMD)、骨体积分数(bone volume/total volume, BV/TV)、骨小梁数目(trabecular number, Tb. N)、骨小梁连接密度(connectivity density, Conn. D) 均明显增加。同时, TRAP阳性破骨细胞数量明显降低, 破骨分化相关蛋白及基因水平降低, 说明知柏地黄汤能抑制OVX后增强的破骨细胞活性。之后, 利用网络药理学构建知柏地黄汤活性化合物-作用靶点网络, 发现其活性成分的靶点基因与氧化应激通路密切相关。最后, 骨组织中氧化应激水平检测结果显示, 知柏地黄汤治疗后小鼠骨组织氧化应激产物4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal, 4-HNE) 和丙二醛(malondialdehyde, MDA) 水平显著降低, 而抗氧化应激物谷胱甘肽(L-glutathione, GSH) 的水平升高。以上结果显示, 知柏地黄汤能够调控体内氧化应激水平抑制破骨活性而起到治疗PMOP的作用, 将为中医药防治PMOP提供理论依据。

基于网络药理学及计算机辅助药物设计探讨慈菇消脂方(Cigu Xiaozhi Formula) 对缺氧微环境下肝星状细胞(hepatic stellate cells, HSCs) HSC-T6活性的影响, 预测并验证其可能作用的靶点及相关信号通路。通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP)、中医药百科全书在线数据库(Encyclopaedia of Traditional Chinese Medicine, ETCM) 及中药分子机制的生物信息学分析工具(Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine, BATMAN-TCM) 数据库检索筛选出慈菇消脂方的潜在活性成分及作用靶点, 并借助Gene Cards和Pharm GK数据库检索到的肝纤维化相关靶点进行交集整合, 获得慈菇消脂方治疗肝纤维化的潜在作用靶点。在Omic Share平台进行GO (gene ontology) 富集分析和KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes) 信号通路富集分析, 利用Cytoscape软件构建出“潜在活性成分-关键靶点-通路”网络。利用Auto Dock软件对活性成分和靶点蛋白进行分子对接分析, 根据分子动力学模拟和结合自由能计算结果, 将degree值排名前5的活性成分进行对接打分, 对君药山慈菇活性成分豆甾醇和β-谷甾醇进行分子对接。体外实验应用氯化钴(CoCl₂) 诱导HSC-T6细胞构建缺氧模型, 通过CCK-8实验检测细胞活力, 确定100 µmol·L^-1 CoCl₂作用24 h为构建HSC-T6细胞缺氧模型的最佳作用时间和浓度。细胞划痕愈合实验和免疫荧光检测发现, 在缺氧状态下HSC-T6细胞被活化, 划痕愈合率显著升高, 活化标志蛋白α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA) 荧光信号显著增强, 而6%含药血清能抑制HSC-T6细胞活化, 细胞划痕愈合率显著降低, α-SMA荧光信号显著减弱。进一步研究发现, 在缺氧状态下HSC-T6细胞中缺氧诱导因子-1α (hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)、α-SMA和刺猬信号通路(hedgehog, Hh) 关键蛋白Patched-1 (Ptch-1)、脑胶质瘤相关癌基因1 (glioma related oncogene homology-1, Gli-1) 表达上调, 而6%含药血清可下调HIF-1α、α-SMA、Ptch-1和Gli-1蛋白表达; HIF-1α特异性阻断剂YC-1组和Hh信号通路特异性阻断剂环巴胺组HIF-1α、α-SMA、Ptch-1和Gli-1蛋白表达均显著下调。以上研究结果表明, HIF-1α和Hh信号通路参与HSC-T6细胞活化, 中药慈菇消脂方可抑制HSC-T6细胞活化, 其机制可能与抑制HIF-1α表达和阻断Hh信号通路有关。综上所述, 中药慈菇消脂方通过直接作用于HIF-1α和Hh信号通路抑制HSC-T6细胞活化, 从而发挥抗肝纤维化作用。实验方案经甘肃中医药大学动物实验伦理委员会批准, 所有程序均严格按照动物使用和护理的伦理原则进行。

细胞内钙激活通透单价阳离子的瞬时受体电位M4 (transient receptor potential melastatin 4, TRPM4) 通道在胰岛β细胞表达, 但是调节TRPM4的功能是否影响胰岛细胞的电活动尚需研究。本研究通过电生理方法, 探讨了TRPM4通道抑制剂9-菲酚对胰岛β细胞动作电位发放的影响。采用全细胞电流钳技术, 记录了不同浓度9-菲酚对胰岛β细胞放电频率、电位峰值及振幅的影响。结果显示, 9-菲酚对甲苯磺丁脲刺激胰岛β细胞产生的动作电位发放频率有显著的抑制作用, 且呈剂量依赖性, IC₅₀值为14.99 ± 7.93 μmol·L^-1。此外, 9-菲酚对电刺激胰岛β细胞产生的动作电位发放频率也有相似的剂量依赖性抑制作用; 对甲苯磺丁脲刺激胰岛β细胞产生的动作电位峰值和振幅也均有显著的抑制作用。本研究结果表明, TRPM4通道的功能能够影响胰岛β细胞动作电位的放电模式, 为TRPM4通道在胰岛β细胞的研究提供了药理学实验方法和理论依据。

运用大孔树脂、硅胶、ODS和Sephadex LH-20等柱色谱, 结合半制备液相、TLC等分离方法对红簕钩80%乙醇提取物的乙酸乙酯部位分离纯化得到8个三萜类化合物。通过1D/2D NMR、MS、UV、IR等波谱数据和与文献对比确定化合物的结构, 分别鉴定为悬钩子裂环三萜A (1)、悬钩子裂环三萜B (2)、号角树酸(3)、号角树酸-3-甲酯(4)、麦珠子酸(5)、白桦酯酸(6)、白桦脂醇(7)和obtusalin (8)。其中, 化合物1、2为新化合物, 化合物3~8为首次从该植物中分离得到。

为发现新结构苗头化合物, 基于吡唑与吡啶酮酸片段在药物分子中的重要性, 设计合成了一系列吡唑并[3,4-b]吡啶-4-酮-5-羧酸类新结构目标化合物(10a~10p), 其结构经光谱数据和元素分析确证。目标化合物体外对4种实验菌株显示出较弱的抗菌活性或抗菌活性消失, 而对4种癌细胞株的抗肿瘤活性强于对照氟喹诺酮药, 尤其是双-氟苯基(10d、10e、10f)、吡啶基(10j)、乙基(10k) 和环丙(10l) 等取代化合物对Capan-1和A549细胞株的IC₅₀值达到微摩尔浓度。为此, 吡唑并吡啶-4-酮-5-羧酸类化合物虽然抗菌活性不及氟喹诺酮类, 而其抗肿瘤活性显著强于对照氟喹诺酮药, 其中部分化合物抗肿瘤活性与多柔比星活性相当, 预示可作为新结构抗肿瘤苗头化合物值得进一步发展。

利用硅胶和高效液相等柱色谱方法对溶洞真菌Metarhizium anisopliae NHC-M3-2发酵产物进行分离纯化, 得到了7个化合物。通过紫外、红外、核磁共振谱与质谱方法分别鉴定为2,3-dehydroindigotide G (1)、(-)-regiolone (2)、萘吡喃酮(3)、indigotide G (4)、indigotide B (5)、破伤风毒素A (6) 和破伤风毒素B (7), 其中化合物1为新萘并吡喃酮糖苷类化合物。对分离得到的化合物进行抗乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV) 活性测试, 结果显示化合物3的抗HBV作用EC₅₀为4.5 μmol·L^-1, CC₅₀为92.3 μmol·L^-1, 这是首次报道化合物3的抗病毒活性。

测定氘代抗肿瘤新药甲苯磺酸多纳非尼中氘同位素杂质(包括非氘代和不完全氘代杂质) 的含量, 并计算氘原子百分比, 即氘代率。建立液相色谱-质谱(LC-MS) 法通过选择离子扫描模式测定各氘同位素杂质及氘代药物峰面积, 并根据ChemDraw软件给出的天然同位素分布对峰面积进行校正, 消除¹³C、³⁷Cl等天然同位素干扰, 通过校正后的峰面积计算各氘同位素杂质的相对含量, 继而计算药物氘代率; 并采用非氘代杂质对照品对该方法下天然同位素分布、氘同位素杂质与氘代药物的摩尔相对响应因子、基质效应等进行验证。另采用¹H定量核磁共振波谱技术(¹H qNMR), 以δ 8.63的总芳香¹H峰和δ 2.79的氘同位素杂质残留¹H峰为定量峰, 采用氘代二甲基亚砜-重水(10∶1) 混合溶剂, 改变活泼氢对残留¹H的偶合裂分, 使其以单峰的形式参与定量, 提高方法灵敏度, 并优化采集参数, 测定¹H原子百分比, 继而计算药物氘代率。结果表明, 在建立的LC-MS方法下, 天然同位素化合物相对丰度的实测值与理论值的相对偏差均小于15%; 氘同位素杂质与氘代药物的摩尔响应因子基本一致; 方法无基质效应。建立的¹H qNMR方法定量限低至0.1%。将建立的2种方法用于3批商业化样品的测定, 测定结果基本一致。建立的LC-MS法结合天然同位素校正和¹H NMR相对定量法2种方法均准确、快速、灵敏, 且无需准确称量, 无需任何对照品, 可用于甲苯磺酸多纳非尼氘代率的测定, 也为其他氘代药物氘代率的测定提供了新思路。

苦参为苦参Sophora flavescens Ait.的干燥根, 山豆根为越南槐Sophora tonkinensis Gagnep.的干燥根和根茎, 两者均来自豆科槐属, 成分和功效相似而有差异, 现有标准仅显示其生物碱类成分差异性难以体现, 不利于两味药材的质量控制。本研究利用高效薄层色谱技术多维度多层次分析优势, 对供试品制备方法和色谱参数进行优化, 整体展现苦参和山豆根共有和差异性特征成分。利用薄层色谱-电喷雾质谱(HPTLC-ESI-MS) 在线鉴定技术对特征条带中化学成分进行快速鉴定, 并导向分离获得部分单体成分。结果从苦参与山豆根中共发现17个主要特征条带, 除了3个已知成分, 采用HPTLC-ESI-MS鉴定出另12个未知成分, 包括1种生物碱和11种黄酮成分, 后采用对照品对照或分离后经核磁共振波谱解析对鉴定结果进行了验证。最后采用优化后的色谱方法, 为苦参和山豆根建立了同一的薄层色谱专属性鉴别方法。HPTLC-ESI-MS联用技术兼具薄层色谱简便、直观和整体性, 能快速鉴定目标成分结构。建立的特征图谱直观反映药材整体特征和特异性, 为其他同属、易混药材的分析鉴别提供了参考。

本文以黄连素(berberine, BBR) 为例, 研究其与藕粉(Nelumbo nucifera Gaertn, lotus root starch, LRS) 形成的多糖超分子水凝胶抑制金葡菌及生物膜清除能力。通过制备黄连素-藕粉超分子水凝胶(BBR@LRS gel), 运用红外光谱、流变仪对其化学结构和流变学性质表征。观察超分子水凝胶在pH 1.2和pH 7.4的体外释放情况。采用肉汤稀释法和生物膜清除实验分别观察其抑菌和生物膜清除能力。细胞毒性实验及体外溶血实验用于初步评价其生物安全性。结果表明: LRS多糖水凝胶能够包封BBR, 二者之间存在相互作用, 形成的BBR@LRS gel具良好的流变学性质和生物安全性, 并对BBR起到增溶和缓释作用, 较BBR单体抑制金葡菌生长和生物膜清除能力加强。该研究为天然多糖超分子水凝胶影响中药活性成分生物功能研究提供参考。

基于创伤救治中镇痛抗炎的双重需求, 本研究以对乙酰氨基酚、盐酸莫西沙星为模型药, 采用黏结剂喷射型3D打印技术开发具有双相释药系统的复方双层片。因3D打印工艺复杂, 各个参数之间存在相互影响, 通过对工艺的优化可以较为直观地确定关键工艺参数之间的关系。本研究通过对缓释层片剂工艺的优化以保持片剂机械性能的同时实现释放的调控, 利用三个中心点2³的全因子实验设计, 分析显著影响缓释层片剂质量属性的因子及因子之间的交互作用, 并通过响应优化器获得了最优的缓释工艺参数: 喷墨量为10 (约为13.8 pL), 厚度为180 μm, 运行速度为360 mm·s^-1。对3D打印复方双层片进行体外释放研究表明, 3D打印片剂和市售片剂的体外释放均符合Ritger-Peppas释药模型; 孔隙率结果表明该制剂的速释层孔隙多、孔径较大, 可实现速释层在15 min内的溶出度大于85%的要求, 缓释层内部孔径较大, 但仍能持续长达8 h的缓慢释放, 其机制可能与HPMC胶凝化延缓释放有关。本研究在验证3D打印复方双层片设计目标合理性的基础上, 也为3D打印复杂制剂的制备提供了理论依据。

本文对口服新冠病毒肺炎治疗药的主要抗病毒成分奈玛特韦进行了晶型和热稳定性研究。采用重结晶的方法进行奈玛特韦多晶型制备研究, 制备得到了四种晶型, 其中晶型1 (Form 1) 和奈玛特韦甲基叔丁基醚溶剂合物(Form 2) 为文献已报道的晶型, 奈玛特韦乙酸异丁酯溶剂合物(NMTW-IBAC) 和奈玛特韦乙酸乙酯溶剂合物(NMTW-EA) 为两种新的溶剂合物。采用单晶X射线衍射、多晶X射线衍射、热重分析和差示扫描量热法对奈玛特韦多晶型进行结构表征, 同时结合Hirshfeld表面分析和相互作用能分析研究了其热稳定性及相转变。结果表明, 奈玛特韦Form 1属于正交晶系, P2₁2₁2₁空间群, 其最小不对称单元中含有一个奈玛特韦分子, 不含溶剂分子, 和文献报道的晶型4 (Form 4) 属于同一种晶型, 只是其较大的热膨胀导致不同温度下的结晶学参数的差异。奈玛特韦三种溶剂合物属于同结构, 均为单斜晶系, P2₁空间群, 最小不对称单元由一个奈玛特韦分子和一个溶剂分子组成。热分析结果表明Form 1为不含溶剂的晶型, 其热稳定最好, 分子间氢键作用最强; 在三种溶剂合物中NMTW-EA的热稳定性最差, 奈玛特韦分子与溶剂分子间氢键最弱。能量框架可视化结果显示, 溶剂与奈玛特韦分子间排列越紧密, 溶剂分子与奈玛特韦分子总相互作用能越大。三种溶剂合物的相变研究表明, NMTW-IBAC和NMTW-EA分别在脱溶剂后转变为无定型, 而Form 2则在脱溶剂过程中发生油化。本研究为奈玛特韦多晶型的分析鉴别和质量控制提供理论指导。

细胞色素P450 (cytochrome P450 monooxygenases, CYP450) 是一类超基因家族编码的含有血红素的氧化酶类, 分布于各种需氧生物体内, 广泛参与萜类、生物碱、黄酮、脂肪酸等的生物合成。本研究依据课题组前期测得白木香转录组数据库中一个CYP450单加氧酶基因的部分转录本序列设计引物, 利用逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription-PCR, RT-PCR) 和cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends, RACE) 技术克隆该基因的全长cDNA序列; 并对其组织表达及亚细胞定位进行了研究。结果发现, 该基因全长cDNA序列为1 920 bp, 其中5′-非翻译区(untranslated region, UTR) 为88 bp, 3′-UTR为344 bp并具有21 bp的polyA尾, 开放阅读框为1 488 bp, 编码495个氨基酸。序列比对发现该蛋白属于CYP450家族的CYP71D家族成员, 命名为AsCYP71D1。组织表达分析的结果显示, AsCYP71D1基因主要在茎中表达。进一步洋葱表皮中亚细胞定位显示, AsCYP71D1编码的蛋白在细胞质、细胞核及细胞膜上都有表达。本研究为后续深入研究其在沉香倍半萜合成途径的功能奠定了基础。

分析人参种子休眠解除过程中基因表达谱的变化情况, 并筛选其差异基因, 为解析人参种子休眠解除机制提供依据。以低温沙藏不同时间的人参种子为研究材料, 利用转录组测序技术进行比较分析。转录组共获得80.97 Gb Raw reads和80.19 Gb Clean reads。主成分分析和相关性分析表明基因在不同发育时期具有不同的表达模式且存在显著差异。可视化集合图显示有46 248个unigenes在四个时期共表达, 有414、445、400和389个unigenes分别在低温沙藏0、8、14和28天特异表达。基于基因本体数据库功能注释显示差异表达基因主要参与不饱和脂肪酸生物合成进程、核质体和氧化还原酶活性等。基于京都基因与基因组百科全书数据库代谢途径显示差异表达基因主要参与过氧物酶体、蛋白激酶信号通路-植物、植物激素信号转导、核糖体、不饱和脂肪酸的生物合成、植物生理节律等代谢通路。人参种子休眠解除过程中需要不饱和脂肪酸生物合成和植物激素信号转导等多个生物过程的协同调控, 构成复杂的休眠解除调控网络。不同沙藏时间人参种子转录组分析及差异基因的筛选, 为解析人参种子休眠解除机制、开展人参分子育种奠定基础。

本研究以拟黑多刺蚁的CO Ⅰ基因序列为基础设计特异性引物, 优化基因组DNA提取方式和扩增条件, 建立了一种高效、专属性强、准确性高的拟黑多刺蚁药材DNA分子鉴定方法。在该方法下拟黑多刺蚁药材扩增出长度为294~308 bp的目的片段, 其他伪品均无目的条带。本文建立的拟黑多刺蚁药材基原专属性鉴定方法可准确鉴定拟黑多刺蚁药材。