冠心病和脑卒中是最常见的心脑血管疾病, 具有诸多共同的病理基础。银丹心脑通软胶囊(YDXNT) 是治疗脑卒中和冠心病的常用药, 但其治疗二者的共同机制尚不十分清楚。运用网络药理、实验验证、分子对接等手段探究YDXNT基于“异病同治”理论治疗脑卒中和冠心病的共同机制。通过文献挖掘并利用IPA、ETCM、HERB、Swiss Target Prediction、OMIM和GeneCards等网络数据库筛选并预测YDXNT治疗冠心病和脑卒中的潜在共同靶点。通过IPA软件进行PPI、GO和KEGG分析, 得到YDXNT治疗脑卒中和冠心病共同的核心靶点、通路和功能。通过免疫荧光验证YDXNT对核心靶点的作用。应用UPLC-QTOF/MS和分子对接筛选和预测YDXNT主要活性成分及其和核心靶点的相互作用。网络分析共得到YDXNT治疗脑卒中和冠心病的151个共同靶点, 缺氧诱导因子1α (hypoxia-inducible factor-1α, HIF1α)-基质金属蛋白酶9 (matrix metalloproteinase-9, MMP9) 介导的HIF1α信号通路为其共同机制之一。YDXNT可呈剂量依赖性地降低氧糖剥夺/复氧诱导的心肌细胞(HL-1) 和星形胶质细胞(HA) 中线粒体质量的增加及HIF1α和MMP9蛋白的表达。野黄芩苷可能为YDXNT治疗缺血性脑卒中和冠心病的主要活性物质。综上, HIF1α-MMP9介导的HIF1α信号通路为YDXNT治疗缺血性心脑疾病的共同机制之一, 为中医药“异病同治”理论科学内涵的深入研究提供支撑和依据。

祛风骨痛巴布膏具有显著的镇痛效果, 但其临床定位与作用机制尚不明确, 采用“证症结合”的诊疗模式有利于突出中医药治疗的优势定位及疗效特点。因此, 本研究基于“病-证-症-方”关联网络分析策略, 整合临床表型组、转录组和生物网络挖掘技术, 探析祛风骨痛巴布膏干预骨性关节炎(OA)、神经病理性疼痛(NP)、慢性炎症性疼痛(CIP) 和肌筋膜疼痛综合征(MPS) 的功效特点和作用机制。网络分析结果表明, 祛风骨痛巴布膏所含3个功效组均与其减轻疼痛症状的作用环节相关, 祛风散寒组、舒筋活血组与消肿止痛组的作用可分别概括为散寒止痛、活血止痛、消肿止痛, 三组共同发挥祛邪止痛之效; 在纠正机体代谢水平紊乱方面, 祛风散寒组与消肿止痛组的作用分别概括为祛风散寒除湿和行气消肿止痛; 在矫正机体“免疫-炎症-血管轴”失衡方面, 舒筋活血组的作用概括为疏肝行气、活血化瘀。进一步基于“病-证-症-方”关联网络分析策略, 祛风骨痛巴布膏干预OA、NP、CIP与MPS致病基因互作网络的关键网络靶标可能通过矫正疾病发生和进展中的“神经-内分泌-免疫”失衡系统, 发挥缓解痛觉过敏和感觉异常等症状的治疗作用。综上所述, 祛风骨痛巴布膏可改善风寒湿痹证典型关联疾病的疼痛等相关症状, 其作用机制可能与其通过调节机体“神经-内分泌-免疫”系统, 发挥中枢镇痛、纠正内分泌紊乱、矫正“免疫-炎症”失衡的药理作用相关。相关结果将为祛风骨痛巴布膏的临床合理定位提供网络分析依据, 也为进一步的临床和实验验证提供基础和方向。

黄芩清热除痹胶囊(Huangqin Qingre Chubi capsule, HQC) 作为临床治疗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA) 的有效方剂, 质量控制尚属空白。本研究拟通过网络药理学、药动学结合实验验证探究HQC治疗RA的质量标志物(quality markers, Q-marker)。通过构建“药效成分-靶点-通路”可视化网络, 初步预测HQC治疗RA潜在质量标志物。建立风湿热痹证胶原诱导性关节炎(collagen-induced arthritis, CIA) 大鼠模型, 阐明HQC药效成分在大鼠疾病状态下的动态量化规律。建立肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α) 诱导的RA成纤维样滑膜细胞(MH7A) 体外炎症模型, 检测活性成分对鞘氨醇激酶1 (sphingosin kinase-1, Sphk1)、p-SphK1蛋白表达影响。网络药理学结果显示, 黄芩苷、栀子苷、木犀草素、薏苡素和苦杏仁苷为HQC治疗RA的重要活性成分。定量分析结果进一步验证这5种成分的可测性。蛋白免疫印迹证实栀子苷和黄芩苷显著抑制Sphk1和p-SphK1蛋白表达。以上研究确定上述5种成分可作为HQC治疗RA的质量标志物。本实验经安徽中医药大学实验动物伦理委员会审核通过(批准号: AHUCM-rats-2021049), 所有程序均严格按照动物使用和护理的原则进行。

本文旨在探讨泽泻(Alisma plantago-aquatica Linn., ApL) 对慢性肾小球肾炎(chronic glomerulonephritis, CGN) 小鼠的改善作用及其机制。动物实验过程均遵循上海中医药大学动物实验伦理委员会的规定。运用一次性尾静脉注射多柔比星(doxorubicin, Dox, 20 mg·kg^-1) 方法建立CGN小鼠模型, 造模1周后每天灌胃给药ApL水提物(85和255 mg·kg^-1), 两周后结束实验。检测小鼠尿白蛋白与肌酐的比值(urine albumin-to-creatinine ratio, ACR)、血清白蛋白(serum albumin, ALB)、尿素氮(blood urea nitrogen, BUN) 和血清肌酐(serum creatinine, SCr) 含量, 利用HE (hematoxylin-eosin staining, H&E) 染色观察肾组织中病理损伤情况。根据TCMSP数据库获取ApL的化学成分及作用靶点, 并通过Genecards数据库获取CGN相关靶点。运用String及Metascape数据库进行蛋白互作、GO功能和KEGG通路富集分析。研究结果发现, ApL (85和255 mg·kg^-1) 可以明显降低CGN小鼠ACR以及SCr和BUN含量, 并使ALB含量上升。网络药理学结果发现, 核因子-κB (nuclear factor kappa-B, NF-κB) 相关通路以及氧化还原酶活性调节的生物过程可能是ApL改善CGN的关键因素。验证实验发现, ApL (85和255 mg·kg^-1) 可以抑制CGN小鼠NF-κB的激活和其下游炎症因子的表达, 降低肾脏髓过氧化物酶(myeloperoxidase, MPO) 活力; 并促进核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2) 的激活, 增加其下游基因表达, 降低肾脏丙二醛(malondialdehyde, MDA) 及活性氧(reactive oxygen species, ROS) 水平, 提升谷胱甘肽(glutathione, GSH) 水平。本研究基于网络药理学结合实验验证发现ApL可能通过多靶点、多通路发挥改善小鼠CGN的作用, 其中对NF-κB信号的抑制和Nrf2信号的激活可能是重要的作用机制。

利用网络药理学方法预测加味甘草附子汤(modified Gan Cao Fu Zi Decoction, GCFZ) 治疗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA) 的作用机制, 通过动物实验验证分析结果并探讨GCFZ的药效学效果。首先利用TCMID、SymMap、HERB、STITCH和GEO数据库获取GCFZ治疗RA的靶基因, 共筛选得到RA差异表达基因1 250个, GCFZ靶点基因534个, 交集基因83个。随后通过GO和KEGG数据库对交集基因进行功能富集分析, 发现GCFZ及其活性成分主要通过细胞因子通路发挥作用, 其中趋化因子信号通路、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF) 信号通路富集基因数较多。接着使用Cytoscape3.8.0软件构建药物-靶点-疾病网络并筛选到TNF、趋化因子8 (C-X-C chemokine ligand 8, CXCL8)、趋化因子10 (C-X-C chemokine ligand 10, CXCL10)、趋化因子配体5 (C-C chemokine ligand 5, CCL5)、趋化因子2 (C-X-C chemokine ligand 2, CXCL2)、趋化因子受体4 (C-X-C chemokine receptor type 4, CXCR4) 等6个核心蛋白, 并通过分子对接技术验证GCFZ主要活性成分与核心蛋白结合能力。通过构建胶原诱导性关节炎(collagen-induced arthritis, CIA) 大鼠模型探讨GCFZ低、中、高(4、8、16 g·kg^-1) 剂量组的治疗效果, X射线影像学方法、HE染色、番红O-固绿染色结果显示, GCFZ干预能显著改善CIA大鼠骨质破坏、滑膜增生和软骨损伤, 免疫荧光结果显示GCFZ治疗能够调节TNF、CXCL8、CCL5的表达。综上, 本研究结果表明GCFZ含有多种小分子药效物质, 能够通过多靶点、多通路发挥治疗作用, 明显减轻CIA大鼠的关节炎症状。本研究动物实验获得蚌埠医学院实验动物管理和伦理委员会批准。

“瓜蒌-薤白”药对(GX) 应用历史悠久, 为历代医家长期遣方用药的经验总结, 但其治疗痰瘀互结心血管疾病的作用机制尚未完全阐明。本研究采用网络药理学分析与动物实验验证相整合的研究策略, 探究经典药对GX治疗痰瘀互结心血管疾病的分子作用机制。动物实验过程均遵循安徽中医药大学实验动物伦理委员会的规定(批准号: AHUCM-rats-2021070)。基于前期HPLC-Q-TOF-MS分析结合数据库, 获取69个GX药对的化学成分及163个GX治疗痰瘀互结心血管疾病的靶点, 筛选出丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1 (Akt1)、肿瘤坏死因子(TNF)、白介素6 (IL6)、血管内皮生长因子A (VEGFA)、细胞肿瘤抗原p53 (Tp53) 等关键靶点, 富集分析表明GX治疗痰瘀互结心血管疾病的靶点主要参与PI3K/Akt信号通路、鞘脂代谢、血小板激活、缺氧诱导因子-1 (HIF-1)、ras相关蛋白1 (rap1) 等信号通路, 分子对接分析显示芹菜素、葫芦素D、亚麻酸、山柰酚等6个关键化学成分与Akt1、TNF、IL6、VEGFA和Tp53均具有潜在的结合能力。在动物实验验证中, 与痰瘀互结证大鼠模型相比, GX能显著降低模型大鼠的痰瘀互结证候积分, 改善血液流变学、血脂及血管内皮结构紊乱, 显著降低血清内皮素-1 (ET-1) 水平, 升高血清一氧化氮(NO) 和一氧化氮合成酶(eNOS) 水平, 恢复主动脉血管内皮功能; 并能显著减少主动脉中细胞间黏附分子-1 (ICAM-1) 及血管细胞黏附分子-1 (VCAM-1) 表达, 改善主动脉血管内皮损伤; Western blot实验显示GX显著降低主动脉磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K) 及Akt蛋白磷酸化水平。本研究揭示了GX治疗痰瘀互结心血管疾病的多成分、多靶点、多通路的作用特征, 并阐明GX逆转痰瘀互结大鼠模型病理变化, 改善血管内皮功能及炎性损伤, 可能与其抑制PI3K/Akt信号通路有关。

运用血浆非靶代谢组学探究制何首乌改善小鼠肾虚的作用机制。将35只ICR小鼠随机分为空白组(C)、模型组(M) 以及黑豆汁炖24 h (braising with black bean sauce for 24 h, BB24 h)、32 h (BB32 h)、40 h (BB40 h) 制何首乌给药组。造模后连续给药14天, 取血检测生化指标, 并通过超高效液相-线性离子阱-轨道阱串联质谱(UPLC-LTQ-orbitrap XL) 测定各组小鼠血浆中内源性代谢物的变化, 筛选差异代谢物。实验结果显示, 与模型组相比, 黑豆汁炖24 h给药组中雌激素(estradiol, E₂) 水平显著升高(P < 0.05); 黑豆汁炖32 h给药组中皮质醇(cortisol, Cort) 水平显著升高(P < 0.05), 制何首乌对肾虚小鼠的激素水平有明显改善。制何首乌干预治疗后, 小鼠血浆中共发现70个差异代谢物, 主要涉及甘油磷脂代谢、花生四烯酸代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、亚油酸代谢等5条通路。研究提示制何首乌可能是通过改善小鼠下丘脑—垂体—肾上腺轴的紊乱并调节脂质代谢的水平, 从而发挥补肝肾的作用。血浆中的差异代谢物与化学成分群的相关性分析发现二苯乙烯苷类及糖类成分可能是制何首乌发挥补肾作用的药效物质基础。本文为揭示制何首乌发挥补肾作用的潜在药效物质基础及补肝肾作用机制研究提供了新的参考和依据。本研究涉及的动物实验操作均遵循中国中医科学院中药研究所实验动物福利伦理委员会的规定并通过动物实验伦理审查[批准号: SYXK (京) 2019-0003]。

青蒿琥酯具有干预脑胶质瘤的潜能, 但其药理作用机制尚不明确。本研究首先基于U87和U251两种人源脑胶质瘤细胞, 探究青蒿琥酯对细胞活性、增殖和凋亡的影响, 发现青蒿琥酯对U87细胞活性和增殖能力的抑制作用强于对U251细胞; Hoechst和TUNEL细胞凋亡染色实验也发现, 青蒿琥酯可以显著促进U87细胞的凋亡(P < 0.05), 而仅大剂量的青蒿琥酯可促进U251细胞的凋亡(P < 0.01)。接着, 利用青蒿琥酯处理前后的U87和U251细胞裂解液, 通过转录组测序检测和差异数据分析, 分别获得青蒿琥酯敏感性和非敏感性细胞株的差异基因集以及青蒿琥酯效应相关基因集, 旨在挖掘青蒿琥酯对两类细胞敏感性不一的分子机制。通过构建上述各对比组差异基因互作网络和计算网络拓扑特征值, 筛选药效相关的关键网络靶标; 生物功能富集分析结果表明, 上述关键网络靶标显著富集于多条与脑胶质瘤病理环节相关的信号通路, 其中, 与细胞凋亡相关的转录激活因子4 (ATF4)-DNA损伤诱导转录因子3 (DDIT3)-聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1 (PARP1) 信号轴的富集显著性最高。分子对接结果也表明, 青蒿琥酯与ATF4和DDIT3均具有较好的结合能力。本研究初步揭示了青蒿琥酯干预U87脑胶质瘤细胞的潜能与其抑制肿瘤细胞内异常活化的ATF4-DDIT3-PARP1信号轴, 进而诱导细胞凋亡有关; 同时也表明了PARP1可能是U251细胞对青蒿琥酯产生耐药的重要靶标。相关结果为青蒿琥酯治疗脑胶质瘤, 以及解决脑胶质瘤治疗药物耐药的现状提供了新的实验依据。

本研究拟通过网络药理学分析、分子对接结合体内实验验证, 探究九味补血口服液对失眠大鼠的睡眠改善机制。利用UPLC-Q-TOF-MS/MS分析结合数据库获取九味补血口服液的化学成分及其候选靶标, 并通过蛋白质互作和网络分析, 筛选九味补血口服液治疗失眠的关键网络靶标和潜在活性成分, 进行生物功能富集及通路分析。再采用分子对接技术对上述关键靶标和活性成分进行结合能力预测; 通过对氯苯丙氨酸(PCPA) 腹腔注射复制大鼠失眠模型, 给予九味补血口服液(2、4、8 mL·kg^-1) 干预7天, 开展戊巴比妥钠阈上剂量诱导睡眠实验, 考察九味补血口服液协同助眠作用。检测海马和下丘脑组织中谷氨酸(Glu)、γ-氨基丁酸(GABA) 含量, 比色法检测海马组织中谷氨酸脱羧酶1 (GAD67) 酶活力, qRT-PCR和免疫印迹法检测海马组织中GAD67、γ-氨基丁酸A受体α1 (GABRA1)、γ-氨基丁酸A受体β2 (GABRB2) mRNA和蛋白质表达水平。动物实验经广西壮族自治区中医药研究院实验动物伦理委员会批准(编号2022060802)。结果表明, 通过构建九味补血口服液中药-成分-失眠疾病靶点网络, 获得该品种治疗失眠的16个关键网络靶标和16个潜在活性成分。网络药理学和分子对接分析显示, 白术内酯Ⅲ等16个潜在活性成分与GABRA1、GABRB2蛋白质具有潜在的结合能力。在动物实验验证中, 与失眠大鼠模型组相比, 九味补血口服液显著缩短失眠大鼠睡眠潜伏期, 延长睡眠时长, 并明显提高其海马组织中GAD67酶活力及GABA生成量, 以及GAD67、GABA_A受体亚基GABRA1、GABRB2的mRNA和蛋白质表达水平, 而降低下丘脑组织中Glu含量, 最终降低下丘脑和海马中Glu/GABA比值, 保持脑内Glu、GABA动态平衡。综上表明, 九味补血口服液可以改善失眠大鼠症状, 促进海马、下丘脑内Glu和GABA平衡, 减轻失眠后脑内兴奋性神经毒性, 其机制可能与增强GAD67表达及酶活力, 促进海马GABA_A受体亚基GABRA1、GABRB2介导的抑制性神经活动有关。

基于整合药理学及实验验证探讨芒柄花黄素(formononetin, FMN) 对心肌缺血再灌后无复流(no-reflow, NR) 的心脏保护作用及其分子机制。首先, 采用人乳腺癌细胞(MCF-7) 和心肌NR大鼠证实FMN的雌激素活性和减轻NR的药效作用。将雄性Sprague-Dawley (SD) 大鼠分为Sham、NR、FMN (20 mg·kg^-1) 和硝普钠(sodium nitroprusside, SNP, 5.0 mg·kg^-1) 组, 给药1周, 每天1次, 本实验获得天津中医药大学伦理委员会批准(TCM-LAEC2019095)。再整合药理学分析和NR大鼠体内研究, 揭示FMN改善NR的作用机制。结果发现, FMN具有雌激素样作用, 且通过改善心脏结构和功能、减少无复流、缺血心肌面积和心肌细胞病理损伤, 起到减轻NR的作用。整合药理学预测FMN改善NR机制主要与磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B (phosphatidyinositol-3-kinase-protein kinase B, PI3K-Akt) 信号通路有关。植物雌激素主要通过上调G蛋白偶联雌激素受体(G protein-coupled estrogen receptor, GPER) 发挥保护心血管的作用, GPER也作为PI3K-Akt信号通路上游的重要调节因子, 本研究发现FMN能显著上调GPER、p-PI3K、p-Akt和磷酸化内皮型一氧化氮合酶(phospho-endothelial nitric oxide synthase, p-eNOS) 蛋白表达, 且与GPER及eNOS蛋白具有良好结合能力。本研究通过整合药理学和实验评估, 揭示FMN通过上调GPER激活PI3K/Akt/eNOS信号通路, 从而显著改善NR的机制。

游离脂肪酸受体1 (free fatty acid receptor 1, FFAR1) 属于G蛋白受体家族(G protein coupled-receptors, GPRs), 又称GPR40。研究发现FFAR1在多种组织器官中表达, 介导多种生物学功能, 不仅调控脂肪酸及葡萄糖等物质的代谢, 而且在免疫炎症反应中发挥重要作用, 可能成为多种慢性炎症性疾病的治疗靶点。本综述就FFAR1在病理生理过程的调控机制及药物研发对近年来取得的研究新进展作一总结, 并以多种化合物的发现为例, 展望FFAR1在慢性炎症性疾病中的应用前景。

高原空气稀薄, 属于低温、低氧、低压环境, 人脑对缺氧最敏感, 低压低氧会引发中枢神经系统功能障碍, 出现高原缺氧性脑病, 临床上包括高原头痛和严重的高原脑水肿。随着越来越多的人工作、生活在高原地区, 开发抗高原缺氧性脑病药物具有很大的经济价值和社会意义。非临床药效学评价是药物开发的基础环节, 对提高临床转化成功率和降低临床研究风险起到了关键作用。本文总结了高原缺氧性脑病的细胞模型和动物模型, 以及用于评价药物药效的检测指标, 旨在建立起规范的抗高原缺氧性脑病的非临床药效学评价体系, 以期为广大药物研发人员提供参考, 提高创新药物的临床转化的成功率。

传统的溶栓药多为纤溶酶原激活剂类药物, 严重依赖于患者本身的纤溶酶原水平, 溶栓效果受到限制。与之不同的是, 纤溶药物具有直接纤维蛋白水解活性, 能够直接溶解血栓, 是一种新型的具有“直接疗效”的溶栓药物, 具有更高的溶栓效率和安全性, 是目前的研究热点之一。虽然能作为纤溶药物的纤溶物质不断被发现研究, 但真正开发成新药、成功运用于临床的却很少, 主要是其出血风险限制了发展。本文综合国内外有关纤溶药物的最新研究进展, 就其出血机制及应对策略进行系统综述, 总结了纤溶药物的5类出血机制, 提出了3类应对策略, 为研发更安全、高效的纤溶药物提供理论依据。

目前, SARS-CoV-2所致的新型冠状病毒肺炎(COVID-19) 疫情仍在全球范围内持续蔓延, 急需开发更多安全有效的新型药物。由于用于直接筛选传染性强的烈性病毒抑制剂的P3实验室有限, 因此有必要针对病毒蛋白酶等相关靶标开发快速、高效的筛选方法。在病毒复制周期中起关键作用的主蛋白酶(main protease, M^pro) 因具有高度保守性且在人体内无同源酶, 成为药物设计的理想靶标。本文从分子水平和细胞水平两个层面, 综述了已报道的SARS-CoV-2 M^pro抑制剂筛选方法与应用实例, 期望对SARS-CoV-2 M^pro抑制剂的研发提供参考。

ProTide技术是由Christopher McGuigan团队开发的一种前药设计策略, 其特征是将核苷类似物以磷(膦) 酰化的方式引入芳氧基和氨基酸酯, 形成芳氧基磷(膦) 酰胺酯前药。ProTide技术能够使核苷类似物高效透过细胞膜并避开单磷酸化限速步骤, 有效解决了核苷类药物难以被细胞摄取、磷酸化效率低等问题。目前, ProTide技术已广泛应用于抗病毒药物研发领域, 孕育出了包括sofosbuvir在内的多款抗病毒重磅药物以及临床候选药物, 对小分子抗病毒药物的研发进程产生了重要影响。本文对ProTide技术的发展历程及其特点进行了简要介绍, 并概述了近年来ProTide技术在抗病毒药物研究领域的应用情况, 期望为后续抗病毒药物的设计与开发提供参考。

基于活性的蛋白质(蛋白质组) 分析(ABPP) 因为能够直接分析生命系统中酶活性, 这个化学技术成为了这一广泛领域的关键组成部分。随着对亲电弹头和亲核氨基酸研究的不断深入, 靶向氨基酸的活性探针在各种生物系统中的应用促进了各种疾病背景下新靶点的识别和抑制剂的发现。本文旨在总结和归纳靶向特定氨基酸的活性探针的设计和应用的最新进展, 以期为进一步开发靶向特定氨基酸的共价抑制剂药物提供支持。

化合物手性是自然界的基本特性之一, 组成生命体的重要分子大多含有手性结构。药物有效性和安全性往往与化合物的手性结构密切相关, 然而目前对手性小分子化学药物的合成表征、药理学、毒理学等研究相对较多, 但对中药等天然药物中所含手性化合物的研究相对较少。手性分离作为手性研究的基础, 在手性化合物的研究中具有举足轻重的地位。本文从色谱法和非色谱法的手性拆分方法, 以及色谱填料、手性添加剂、手性衍生化等方面系统阐述手性化合物的分离方法, 并对近十年报道的中药等天然药物中的手性化合物进行综述, 以期为中药中手性化合物的分离、活性评价, 以及中药质量标准的提升提供参考。

2015年美国提出了精准医学的医疗理念, 将医药治疗从“一刀切”转向个性化, 更加强调患者个性化及药物定制化。同年, 全球首个3D打印药片Spritam^®上市, 标志着药物3D打印这种新兴技术获得监管部门认可, 同时也为个性化药物定制提供了一种新途径。3D打印技术学科交叉性强、灵活性高, 应用于制剂行业对从业人员提出了更高要求。随着人工智能(artificial intelligence, AI) 的发展, 现代社会能以超人类的速度和智力执行各项任务, 如疾病诊断、机器人手术等。机器学习(machine learning, ML) 作为主要的AI技术已在3D打印药物研发的多个环节得到广泛应用, 加快了3D打印药物的研发、生产及临床应用, 并推动全球个性化医学和工业4.0新进程。本综述介绍了药物3D打印技术、非AI药物优化技术和ML等AI关键技术的基本概念和主要分类, 重点分析了ML在药物3D打印中的应用及研究进展, 阐明AI如何赋能药物3D打印在前处理、打印过程及后处理过程的智能化水平, 为加速3D打印药物发展提供了新思路。

类风湿关节炎(RA) 是一种由抗原驱动和T细胞介导的自身免疫性疾病。二型胶原(CII) 和纤维蛋白原(Fib) 是RA发病进程中的两种主要抗原, 其瓜氨酸化修饰(Cit) 后产生的抗原也是诱导机体产生致病性抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA) 的诱因之一。为了给RA相关研究提供参考, 本研究拟通过CII、Cit-CII、Fib和Cit-Fib 4种抗原分别与完全弗氏佐剂乳化, 免疫DBA/1小鼠建立RA动物模型, 从病理、影像和血清生化等方面对不同抗原所诱导模型的病变特点进行比较, 动物福利和实验过程均遵循中国中医科学院实验动物伦理委员会的规定。结果显示, CII、Cit-CII和Cit-Fib诱导组小鼠均出现关节红肿、足趾变形等症状, 临床积分和发病率均较正常组升高, 其中CII组病变最严重, 发病率达100%, Cit-CII和Cit-Fib组症状较轻, 发病率分别为25%和37.5%; 病理学和影像学检测结果发现CII诱导组小鼠关节出现严重的滑膜炎症、软骨和骨破坏, Cit-CII和Cit-Fib组仅出现轻微的炎症浸润、关节腔狭窄和骨破坏; 血清抗体检测结果显示, CII、Cit-CII和Cit-Fib组均产生较高水平的抗环瓜氨酸肽(CCP) 抗体, 其中Cit-Fib组 > Cit-CII组 > CII组 > Fib组, 且Cit-CII和Cit-Fib组均产生高水平的瓜氨酸化表位特异性抗体, 而总IgG水平则是CII组最高; 血清ELISA和关节组织RT-PCR分析显示, CII诱导组的促炎因子和骨破坏相关分子表达量升高最明显, 其次为Cit-Fib、Cit-CII。上述结果表明, 4种不同抗原中, 由CII诱导的RA小鼠关节炎症状和病情最严重, IgG而非抗CCP抗体是其典型的免疫学特征, CII可作为RA小鼠造模首选; Cit-Fib具有一定的免疫原性, 能部分诱导小鼠出现RA关节炎症状和病情, 产生高水平抗CCP抗体和抗Cit-Fib抗体, 较适合用于与瓜氨酸化相关的RA研究中; Cit-CII虽有一定的免疫原性, 但其诱导的小鼠RA关节炎发生率和病情严重度较低。

为了探究热毒宁注射液(Reduning injection, RI) 抗甲型流感病毒的作用及其机制, 本研究在A549和MDCK细胞上采用CCK-8 (cell counting kit-8) 法检测药物细胞毒性; 采用Western blot和CPE (cytopathic effect) 方法检测RI对病毒蛋白、细胞病变和病毒毒力的影响评价其药效; Western blot法检测血红素加氧酶1 (heme oxygenase 1, HO-1) 的蛋白水平、转录因子NF-E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2) 核转运、P38 MAPK (mitogen-activated protein kinases) 和ERK1/2 (extracellular signal-regulated kinases 1/2) 磷酸化; 实时荧光定量PCR检测IFN-α/β (interferon-α/β) mRNA含量; 双荧光素酶报告基因检测Nrf2的转录活性。结果显示, RI剂量依赖性地抑制流感病毒诱导的MDCK细胞病变, 降低流感病毒M2蛋白水平和病毒毒力, 具有明确的抗流感病毒作用; 促进P38 MAPK和ERK1/2的磷酸化并激活Nrf2核转录因子活性, 促进细胞核内Nrf2蛋白表达, 从而上调HO-1蛋白表达, 最终增加IFN-α/β mRNA水平。综上, 本研究表明, RI通过激活MAPK/Nrf2/HO-1信号通路发挥抗流感病毒作用, 揭示了RI抗流感病毒新的作用机制, 为其临床治疗流感病毒提供了理论依据。

大麻素受体是中枢神经系统表达丰富的G蛋白偶联受体, 也是治疗炎症、疼痛及药物滥用潜在的药物靶点。大麻素受体主要包括大麻素1型受体(cannabinoid type 1 receptor, CB1R)、大麻素2型受体(cannabinoid type 2 receptor, CB2R) 及其他受体。CB1R在调节中枢记忆、认知和运动等方面发挥关键作用, 因此筛选具有激动CB1R活性的化合物具有治疗神经系统疾病的潜在价值。本研究使用的载体质粒将CB1R胞内第三环(intracellular loop 3, ICL3) 基因序列置换为环状绿色荧光蛋白(circular-permutated enhanced green fluorescent protein, cpEGFP)。慢病毒包装后感染HEK 293T细胞, 经嘌呤霉素筛选获得高表达CB1R-cpEGFP的稳定细胞株。当激动剂与CB1R结合后, 膜受体构象发生改变, 膜受体内cpEGFP的发色团去质子化产生绿色荧光, 通过检测荧光强度评价激动CB1R的活性物质。本研究利用CB1R激动剂花生四烯酸-2′-氯乙酰胺(arachidonyl-2′-chloroethylamide, ACEA) 作为阳性对照评价模型的可靠性。研究发现, ACEA可激活细胞模型受体, 表现为荧光强度增加, 这种效应能够被CB1R特异性拮抗剂利莫那班(rimonabant) 阻断, 导致荧光消失。本研究利用荧光探针成功构建CB1R激动剂细胞筛选模型。

建立杜仲生、盐炙品提取物中6种主要活性成分(桃叶珊瑚苷、绿原酸、京尼平苷酸、松脂醇二葡萄糖苷、京尼平苷和松脂醇单葡萄糖苷) 在腺嘌呤致肾纤维化模型大鼠血浆中的定量分析方法, 并对比研究其体内药代动力学行为。应用UHPLC-QqQ-MS/MS技术, 采用负离子模式进行扫描, 以MRM配对离子方式进行定量, 同时对其专属性、线性范围、准确度、精密度、稳定性、提取回收率及基质效应进行考察, 方法学考察结果均符合生物样本的分析要求。成功建立了一种可同时测定杜仲生、盐炙品提取物中6种活性成分在大鼠血浆中快速、灵敏、准确的定量分析方法, 并对肾纤维化大鼠单次给予杜仲生、盐炙品提取物后不同时间点各成分的血药浓度进行检测, 计算各成分的药代动力学参数并构建药-时曲线。本实验获得南京中医药大学实验动物伦理委员会批准(批准号: 202103A008)。结果表明, 与杜仲生品组相比, 杜仲盐炙品组大鼠血浆中桃叶珊瑚苷、松脂醇二葡萄糖苷、京尼平苷和松脂醇单葡萄糖苷等化合物的t_max值均显著小于生品组(P < 0.05, P < 0.01); 绿原酸的C_max、AUC_{0-48 h}, 松脂醇二葡萄糖苷的C_max、AUC_{0-48 h}和AUC_0-∞, 京尼平苷以及松脂醇单葡萄糖苷的C_max均显著高于生品组(P < 0.05, P < 0.01)。研究发现, 相较于杜仲生品, 多种活性成分在杜仲盐炙品的给药环境下可发挥速效作用, 有更高的血药浓度峰值与生物利用度, 进一步验证了“入盐走肾脏”的中医理论, 为杜仲生品及其盐炙品质控指标的选择、炮制机制的阐明和体内代谢规律的深入研究提供了实验参考依据。

瓦伦烯是一种具有柑橘气味的倍半萜类化合物, 常被用于化妆品和食品添加剂, 以及工业合成诺卡酮。本研究拟用合成生物学技术创建酿酒酵母细胞工厂发酵生产瓦伦烯。首先, 在底盘细胞YTT-T5中引入北美金柏来源的瓦伦烯合酶(CnVS), 成功获得可生产1.1 mg·L^-1瓦伦烯的工程菌VAL-01; 采用蛋白质融合技术, 不同植物来源的瓦伦烯合酶筛选, 并调整了关键基因拷贝数后, 瓦伦烯产量提升至436.4 mg·L^-1。进一步工作中, 删除转录因子ROX1, 瓦伦烯的产量提高了17.4%。最后, 对半乳糖诱导系统进行调控, 并过表达多药耐药性调控因子PDR3和调控内质网大小转录因子INO2, 所得工程菌株VAL-10经高密度发酵能生产2 798.6 mg·L^-1瓦伦烯(产量是初始菌株的2 500倍), 为瓦伦烯绿色生产提供了基础。

采用HP-20大孔吸附树脂、MCI柱色谱、硅胶柱色谱、中压液相色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱色谱及制备液相色谱等多种色谱技术, 从黄花蒿水提物的正丁醇部位分离得到21个黄酮苷类化合物。根据化合物的理化性质和波谱数据确定了它们的结构, 分别为甲氧基万寿菊素-7-O-β-D-吡喃木糖-(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷(1)、荭草苷(2)、芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡萄糖-8-C-β-L-吡喃阿拉伯糖苷(3)、芹菜素-6-C-β-D-吡喃半乳糖-8-C-β-L-吡喃阿拉伯糖苷(4)、芹菜素-6-C-β-L-吡喃阿拉伯糖-8-C-β-D-吡喃葡萄糖苷(5)、芹菜素-6-C-α-L-呋喃阿拉伯糖-8-C-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖苷(7)、芹菜素-6-C-α-L-吡喃阿拉伯糖-8-C-β-D-吡喃葡萄糖苷(8)、芹菜素-6, 8-二-C-吡喃葡萄糖苷(9)、万寿菊素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(10)、木犀草素-6-C-吡喃葡萄糖苷(11)、牡荆素(12)、山柰酚-3-O-β-吡喃半乳糖-(1→2)-β-吡喃葡萄糖苷(13)、槲皮素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(14)、万寿菊素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(15)、7-甲氧基-栎草亭-6-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(16)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(17)、假荆芥属苷(18)、芦丁(19)、山柰酚-3-O-β-槐糖苷(20) 和万寿菊素-3-O-β-D-芦丁糖苷(21)。其中, 化合物1为新化合物, 化合物2、4、6、7、10、11、13、15、16、18、20、21为首次从黄花蒿中分离得到。通过ELISA法检测新化合物对LPS诱导的RAW264.7细胞IL-6蛋白表达实验测定了新化合物的抗炎活性, 结果表明化合物1在高(100 μmol·L^-1)、中(50 μmol·L^-1)、低(25 μmol·L^-1) 浓度均能表现出显著抑制IL-6蛋白的生成与表达。

本文设计合成了多条全2ʹ-F/OMe修饰的抗肝癌siRNA, 并在细胞水平进行活性评价, 探究2ʹ-F/OMe修饰的位置差异对siRNA活性的影响。使用K&A DNA/RNA H-8合成仪合成全2ʹ-F/OMe修饰siRNA, 利用中性胞苷脂材DNCA混合阳离子脂材CLD包载递送siRNA入胞。通过RT-qPCR实验检测Huh-7和HepG2细胞的靶基因沉默活性, CCK-8实验检测Huh-7和HepG2细胞增殖活力, RNA结合蛋白免疫沉淀及RT-qPCR实验检测siRNA载入Ago2蛋白的情况, 流式细胞术检测药物摄取和细胞凋亡, Western blot实验检测PLK1蛋白的表达。部分全2ʹ-F/OMe修饰siRNA增强了与Ago2蛋白的结合, 进而增强了基因沉默活性及肝癌细胞增殖抑制活性。此外, 多数siRNA修饰物制剂的Huh-7细胞摄取率提高, 更大幅度下调PLK1蛋白, 诱导更多Huh-7细胞凋亡, 其中siPLK1A3最优。以上结果为进一步研究siRNA修饰模式及研发抗肝癌新型制剂提供了工作基础。

通过大孔吸附树脂、MCI树脂、正相硅胶、Sephadex LH-20和Toyopearl HW-40C柱色谱, 结合制备薄层色谱以及反相和手性HPLC分离技术, 从“归头”水煎提取物中分离得到11个单萜类化合物, 包括2对非等量对映体的7个单萜类新结构化合物或新天然产物以及4个已知衍生物。借助波谱数据分析结合电子圆二色谱(ECD) 理论计算和X-射线衍射确定了它们的结构; 新结构化合物或新天然产物分别命名为(+)-/(-)-当归单萜酮A和B [(+)-/(-)-1和(+)-/(-)-2]、当归单萜酮C和D (3和4) 及当归单萜醇A (5); 已知化合物鉴定为6β, 9-二羟基-(+)-α-蒎烯(6)、1, 1, 5-三甲基-2-羟甲基-环己-2, 5-二烯-4-酮(7)、jasminol E (8) 和(+)-反式水合蒎醇(9)。除6曾在当归地上部分的乙醇提取物中分离得到、本文首次用单晶X-射线衍射确证结构外, 其他化合物均为首次从该植物中分离得到。

采用硅胶、MCI、ODS柱色谱和高效制备液相色谱等方法, 从藿香80%乙醇提取物中分离得到2个新乌苏烷型三萜和12个已知化合物。通过质谱、核磁共振和ECD等波谱学方法鉴定新化合物的结构分别为2α, 3α-dihydroxy-24-nor-urs-4(23), 12(13)-dien-28-oic acid (1)和2α, 3α-dihydroxy-24-nor-urs-4(23), 12(13), 20(30)-trien-28-oic acid (2), 命名为agasursacid A和agasursacid B。对分离得到的部分化合物测定了抗柯萨奇病毒B3型(CVB3)活性, 化合物3、4、6、8对柯萨奇病毒B3型有抑制活性, IC₅₀值分别为4.77、1.59、11.11、25.87 μmol·L^-1。

建立同时测定芪龙壮儿口服液中19种化学成分的UHPLC-Q-exactive orbitrap MS定量分析方法, 并结合化学计量学分析比较不同批次样品的质量差异, 为该制剂的质量评价提供依据。采用UHPLC-Q-exactive orbitrap MS方法测定了10批芪龙壮儿口服液中尿囊素、L-脯氨酸、焦谷氨酸、大麦芽碱、腺苷、L-苯丙氨酸、鸟苷、L-色氨酸、咖啡酸、毛蕊异黄酮苷、毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮、3-羟基-9, 10-二甲氧基紫檀烷、芒柄花素、白术内酯Ⅲ、白术内酯Ⅱ和黄芪甲苷的含量, 并利用Hiplot开源科研绘图平台及Markerlynx^XS软件对含量数据进行聚类热图分析、主成分分析(principal component analysis, PCA)和偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis, PLS-DA), 综合评价不同批次芪龙壮儿口服液的质量差异。19个化学成分在各自浓度范围内线性关系良好(r ≥ 0.999), 精密度、重复性、稳定性(24 h)试验的RSD均小于1.94%, 平均加样回收率为97.24%~102.75% (RSD均小于2.74%, n = 6)。聚类热图和PCA分析将10批样品分为两大类, PLS-DA法确定了7个差异标志物, 分别为3-羟基-9, 10-二甲氧基紫檀烷、白术内酯Ⅲ、毛蕊异黄酮、白术内酯Ⅱ、芒柄花素、尿囊素和咖啡酸。建立的芪龙壮儿口服液多成分定量方法结合化学计量学分析可以为该制剂质量评价提供参考。

抗体偶联药物(antibody-drug conjugate, ADC)有着低毒、高效的药物特点, 在癌症治疗中发挥着重要作用。但是因其结构的复杂性, 带来药代动力学(pharmacokinetic, PK)生物分析的困难。本研究建立一种应用配基结合分析法(ligand-binding assay, LBA)和液相色谱与串联质谱联用法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)检测食蟹猴血浆中ADC (RC108)的分析方法, 用于分析定量食蟹猴血浆中的总抗体、结合抗体和游离药物。基于LBA法, 在96孔板预包被rabbit anti-RC108 Fab和mouse anti-MMAE mAb分别作为总抗体和结合抗体的试剂, 加入待测样品, 随后依次加入检测试剂goat anti-human IgG (H+L)-HRP和显色液四甲基联苯胺(tetramethylbenzidine, TMB), H₂SO₄终止反应后, 酶标仪450 nm/630 nm波长处读取数据; LC-MS/MS分析方法定量单甲基澳瑞他汀E(MMAE)浓度, 并参考相关法规进行方法学验证。对RC108药物定量总抗体、结合抗体和游离药物的分析方法得到了良好的准确度和精密度, 并对选择性、稀释线性、钩状效应和稳定性等进行了验证, 均符合生物分析的要求。最终通过LBA法和LC-MS/MS法建立了一种兼具高灵敏与高通量的测定食蟹猴血浆中受试物RC108浓度(总抗体、结合抗体、游离MMAE)的生物分析方法, 为后续非临床研究食蟹猴的PK研究提供技术支撑。

酿酒酵母作为可食用真核微生物, 具有安全性高、增殖快、成本低、易改造等特性, 已广泛用于生产疫苗、抗体、胰岛素等。截至目前, 酵母相关组分如细胞壁、酵母微囊体已被广泛用于肿瘤、炎症病毒感染、创伤后骨关节炎等疾病的治疗。其中, 酵母细胞膜组成成分相对简单稳定, 易于大规模提取。因此, 本研究以酵母细胞膜材料为研究对象, 构建酵母膜囊泡纳米系统, 并初步探究其生物医学应用。通过共挤出法制备酵母质膜囊泡(Saccharomyces cerevisiae membrane vesicle, SMV), 并对SMV的粒径与表面电位、药物装载与释放特性、稳定性、细胞安全性、体外治疗效果等进行探究。结果显示: SMV平均粒径为185.1 nm, 通过共孵育及超声等方法有效包载姜黄素及二氧化硅纳米粒, 并保持细胞膜蛋白特性。而且SMV具有良好的稳定性与生物相容性。此外, SMV可被巨噬细胞RAW 264.7有效摄取, 包载姜黄素的SMV可有效清除巨噬细胞内的活性氧(ROS)。综上, 本研究所制备的酵母质膜囊泡可有效递送姜黄素药物及包载纳米粒, 有效被巨噬细胞摄取并降低ROS, 为酵母膜材料的生物医学应用提供了新思路和新方法。

本研究构建并优化编码新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)刺突(spike protein, S)蛋白基因序列的质粒DNA (plasmid DNA, pDNA)Opt-S, 以聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly (lactic-co-glycolic acid), PLGA] 纳米粒(nanoparticles, NPs)作为pDNA的递送载体, 采用纳米沉淀法制备PLGA-pDNA NPs, 对其体外性质进行初步评价。结果表明所制备的PLGA-pDNA NPs形态规整, 边缘清晰, 平均粒径为(184.2 ± 2.4) nm, 多分散系数(polydisperse index, PDI) 为0.093 ± 0.013, zeta电位为(-68.10 ± 0.36) mV, 包封率为(98.92 ± 0.22)%, 于-20 ℃储存7个月粒径和PDI变化幅度均较小, 稳定性较好, 能保护pDNA免受核酸酶降解, 并具有一定的缓释效果, 细胞毒性低, 安全性高, 体外转染实验表明SARS-CoV-2 S基因可以进入细胞并表达。以上结果表明PLGA-pDNA NPs非病毒基因载体制备工艺简单、性能良好, 有望为SARS-CoV-2疫苗研发提供新思路。

长效镇痛是手术后常用临床治疗手段, 长效镇痛作用的缓释注射剂具有用药频次少, 作用平稳等优势。本研究制备了镇痛药物氢溴酸高乌甲素的溶致液晶注射剂, 评价了其缓释机制、释药及药效学特征。偏光显微镜和冷冻透射电镜表征结果显示, 用不同比例的单油酸甘油酯(glycerol monoleate, GMO)与大豆卵磷脂(soybean lecithin, SPC)组合可获得层状、立方相、六角相氢溴酸高乌甲素溶致液晶注射剂; 体外溶出研究结果显示, 不同形态液晶制剂的释药速率为层状液晶 > 立方相液晶 > 六角相液晶; 释放数据数学模型拟合结果显示层状液晶、立方相液晶、六角相液晶体外释放均符合Ritger-Peppas模型, 释放机制为Fick扩散; 体内药效研究结果显示, 氢溴酸高乌甲素溶致液晶注射剂镇痛效果可持续3天, 切口及局部组织均未见异常, 呈现良好的安全性和耐受性; 体内凝胶储库的药物释放及消除过程研究显示, 氢溴酸高乌甲素给药后3天可从溶致液晶中基本释放完全, 缓释材料可在局部逐渐消除。所有动物实验获得中国科学院上海药物研究所实验动物伦理委员会批准(批准号: 2021-08-GY-61)且实验均按照相关指导原则和规定进行。本研究制备的氢溴酸高乌甲素溶致液晶注射剂常温下呈现溶液状态, 在给药部位与体液接触发生相变, 形成药物储库, 发挥缓慢释药作用。该制剂可降低系统毒性, 延长镇痛持续时间, 减少给药次数, 提高术后患者顺应性, 为后续长效缓释镇痛制剂的设计提供参考。

北苍术Atractylodes chinensis具有重要药用价值和经济价值。本研究利用Illumina平台测序获得4份不同产地的北苍术的叶绿体全基因组序列, 筛选特异DNA条形码, 并利用特异DNA条形码对不同产区北苍术样品种质资源鉴定及居群的遗传多样性分析。该4份北苍术叶绿体全基因组均为典型的环状四分体结构, 均注释112个基因。比较基因组学研究结果表明ccsA和trnC-GCA_petN是潜在的北苍术种内鉴别的特异DNA条形码。选择ccsA和trnC-GCA_petN对来自9省14产区的256份样品进行PCR扩增, 扩增效率为100%。序列分析结果表明ccsA和trnC-GCA_petN分别有11和22个变异位点, 分别能鉴定16和22个单倍型, 两段序列联合分析鉴定39个单倍型, 命名为Hap1~Hap39, 其中占比最多和分布最广的基因型为Hap9。单倍型多样性(H_d) = 0.896, 核苷酸多样性(Pi) = 0.002 22, 说明北苍术在物种水平上有较高的遗传多样性。各单倍型的遗传距离为0.000 00~0.004 88, 说明各个单倍型之间有较小的遗传差异。系统进化树分析结果表明, 39个单倍型有很近的亲缘关系, 并且与除白术外其余同属类群形成明显的两个分支。本研究为后续鉴定北苍术产地来源和后续种质资源保护和育种方面起到重要作用。

发根农杆菌pRiA4质粒上的rol基因是促进次生代谢的强效基因, 可利用rol基因对颠茄进行分子育种以提升颠茄中托品烷生物碱(tropane alkaloids, TAs) 含量。本研究将rolB基因在颠茄植株中进行超表达, 为了研究rolB基因对颠茄TAs生物合成的影响, 分析了转基因颠茄的表型、TAs含量及TAs合成途径中关键酶基因的表达水平。结果表明, 转基因颠茄根系发达, 叶片增大、叶片鲜重增加、叶片颜色加深, 花朵增大、花形改变, 雌蕊高度降低, 花粉活力下降。转基因颠茄茎中TAs的含量显著高于对照, 东莨菪碱、山莨菪碱、莨菪碱的含量分别为对照的2.11~2.91、1.23~2.37、4.88~5.20倍。与对照组相比, TAs合成途径中的关键酶基因N-甲基腐胺转移酶(PMT)、吡咯烷聚酮合酶(PYKS)、托品酮还原酶I (TRI)、芳香族氨基酸氨基转移酶4 (ArAT4)、UDP-糖基转移酶1 (UGT1) 和莨菪碱6-β-羟化酶(H6H) 的表达上调, 且托品酮还原酶Ⅱ (TRⅡ) 作为代谢分流基因表达下调。研究表明rolB基因通过增强TAs合成途径代谢流和减弱竞争支路代谢分流, 增强了颠茄根中TAs的合成能力和茎中的积累。本研究为利用rolB基因进行高产TAs颠茄的分子育种奠定了基础。

尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum广泛存在于农田土壤中, 是根腐病的主要致病真菌之一, 严重影响植物的生长发育, 进而影响了经济作物的产量, 往往造成严重的损失。为了更经济、高效地筛选出抑制尖孢镰刀菌活性的天然化合物, 本研究基于机器学习算法, 利用ChEMBL数据库中已知的抑菌化合物信息构建了随机森林(random forest)、支持向量机(support vector machine)、人工神经网络(artificial neural network) 等3种预测模型, 筛选对尖孢镰刀菌有抑制作用的新型天然药物分子, 并对筛选的药物进行抑菌活性验证。结果显示, 3种模型预测准确率分别达到了77.58%、83.03%、81.21%, 经抑菌实验验证, 芒柄花苷(ononin) 抑制效果最佳(MIC = 0.312 5 mg·mL^-1)。本研究提出的虚拟筛选方法可为天然产物来源的农药研发和创制提供思路, 筛选出的芒柄花苷可作为尖孢镰刀菌新型抑制剂开发的潜在先导化合物。