健康人肠道内生活着各种复杂的肠道微生物, 其与宿主对疾病的易感性密切相关。正常的肠道微生物可对外来病原菌产生定植抗性, 而抗生素的使用会影响肠道微生物的组成并改变肠道微环境, 进而引起肠道微生态紊乱, 导致病原菌的肠道感染, 从而引发腹泻等疾病。本文对肠道微生态的概念和组成、肠道定植抗性的形成机制、抗生素对肠道微生态的影响及其治疗方法的研究进展进行综述, 旨在为合理使用抗生素、研发更有效的恢复肠道微生态稳定的治疗方法提供理论参考。

心血管疾病(cardiovascular disease, CVD) 是全球范围内造成患者死亡的主要因素, 其发病机制复杂且死亡率逐年增高。大量研究显示, 肠道菌群及其代谢产物与心血管疾病的发生发展密切相关, 肠道菌群有望成为治疗心血管疾病潜在的新靶点。中药具有多组分、多靶点和整体性的特点, 可通过调控肠道菌群发挥对心血管疾病的治疗作用, 在稳定病情、改善心脏功能、提高生活质量等方面具有明显的优势, 是一种理想的肠道微生态调节剂。因此, 本综述将主要讨论肠道菌群及其代谢产物与心血管疾病的密切关联, 中药靶向肠道菌群改善心血管疾病的治疗策略, 包括调节肠道菌群组成、保护肠道黏膜屏障、影响肠道免疫功能和调控肠道菌群代谢产物, 为中药靶向肠道菌群治疗心血管疾病的研究提供参考。

天然产物靶点鉴定是化学生物学领域的一项重要而艰巨的任务, 也是研究人员将化学蛋白质组学技术应用于生物医学的重要工作。鉴定天然产物的靶点对于理解其作用机制、开发天然产物作为分子探针和潜在的治疗药物至关重要。传统的基于亲和的小分子靶点识别方法, 如点击化学探针、放射性同位素标记或光致敏感小分子探针, 已被证明是成功的。然而, 这些技术需要纯化的候选靶蛋白, 以及使用相关探针对正在研究的小分子进行修饰, 如添加琼脂糖珠、生物素标签或进行荧光标记、光亲和标签等, 并需要进行大量的构效关系研究以确保添加的小分子标签不会损害到药物原本的生物活性。遗憾的是, 所有这些修饰很可能改变其生物活性或结合特异性。为了克服这一“靶点识别”瓶颈, 研究人员开发了一系列无修饰的药物靶点鉴定新技术。本文对无修饰天然产物靶点鉴定技术进行了归纳总结, 以期为天然药物研发提供参考。

小分子药物目前仍是治疗的主流, 特异性治疗的生物药日益显示其优势, 构成了对小分子药物创制和应用的挑战。小分子药物的优势是方便口服, 患者依从性好。构建小分子药物的难点, 是将药效、药代、选择性和安全性都融于化学结构之中。由于尺寸小, 表面积不大, 小分子药物就会对众多蛋白有不同程度的适配性结合, 导致脱靶引起不良反应, 在这个意义上选择性作用是首要的。在以靶标为核心构建和优化分子结构, 又需要全盘顾及各个属性的要求, 往往顾此失彼, 达到全维度的优化实在勉为其难。本世纪的药物创制, 广泛注入了分子生物学和结构生物学元素, 涌现了新的策略和技术, 并获得了成功, 满足了患者的需求。例如共价结合药物, 是在结构生物学指引下, 将适度的“亲电弹头”连接在分子的恰当位置, 在分子互补性的结合中, 加以共价键不可逆锁定。分子生物学直接应用于抗体偶联药物(ADC) 的研制中, 抗体(A) 作为载体和导向(药代), 将毒性分子(D) 传输到癌性细胞内, 发挥杀伤作用(药效)。隔离的药效和药代分子实体靠连接基偶联(C) 成ADC分子。PROTAC也是双功能分子, 招募靶蛋白和泛素连接酶E3, 形成三元复合物, 犹如催化剂, 使靶蛋白发生泛素化, 导致被蛋白酶体降解。此外, 近年来药物固定的配伍应用, 在提高选择性、安全性、长效性和治疗效果方面也有长足进步, 可视作不拘一格的物理合用的创新策略。本文列举一些成功实例, 从药物化学和治疗应用的视角, 简要讨论上述内容。

分子伴侣系统(molecular chaperone system) 对维持生命体蛋白稳态十分重要, 它主要由热休克蛋白(heat shock proteins, HSPs) 家族及其共伴侣蛋白(cochaperones) 构成。分子伴侣主要参与蛋白的折叠、成熟和经泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS) 介导的蛋白降解, 最终调控细胞增殖和凋亡。分子伴侣系统功能的紊乱与癌症、自身免疫疾病、炎症、感染性疾病和神经退行性疾病等疾病的发生发展高度相关, 成为药物研发的潜在靶标群。本文系统性回顾靶向分子伴侣系统的小分子设计策略及其发展历程, 分析各阶段代表性分子的特点, 为未来靶向分子伴侣系统的小分子药物设计提供更多思路。

体外转录(in vitro transcribed, IVT) mRNA技术发展迅速, COVID-19大流行中mRNA疫苗的广泛应用引起了公众对mRNA技术的讨论。相比传统蛋白药物, IVT mRNA有成本低、模块化生产以及序列易调整等优势, 具有广泛的应用前景; 但由于mRNA药物的历史较短, 其缺乏足够的临床数据, 且除mRNA疫苗以外的mRNA药物没有质量控制标准。本文讨论了IVT mRNA药物的序列设计、递送载体、给药方式、应用前景及安全性, 并对其质量控制进行简单探讨。

细胞凋亡或程序性细胞死亡是一个涉及人类多种生理病理状况的普遍现象, 它可能会导致神经系统功能衰退、缺血性损伤、自身免疫性疾病及癌症等疾病的发生。细胞的凋亡状态可以通过形态学、生物化学、分子生物学及免疫学等技术手段进行体外检测。体内细胞凋亡检测探针也在不断发展, 出现了多种新型的试剂和方法。但是, 每一种检测方法或试剂都不是完美的, 它们都有各自的优缺点及适用条件。随着细胞凋亡检测技术的应用日益广泛, 如何选择一种合适的方法来检测细胞凋亡以及如何界定每种凋亡检测方法的适用范围常常使研究者感到困惑。因此, 对现有的细胞凋亡检测方法的优缺点和适用条件进行比较是必要的。本文综述了凋亡细胞的形态特征、分子机制和特异性的生化变化, 并且总结了基于这些特征变化而建立的体内外凋亡检测方法及其优缺点和适用范围。本综述还强调了现有的用于体内凋亡检测的示踪剂及其潜力和局限性, 以及细胞凋亡成像在多种疾病领域的临床应用。

肿瘤是一种基因疾病的认识, 最早可以追溯到一个世纪前。近年来, 得益于高通量测序和生物信息技术的不断发展创新, 肿瘤基因组研究取得了显著的进展。肿瘤发生发展过程中发挥重要作用的多种遗传改变被不断阐明, 为抗肿瘤药物研发带来了新的机会。特别重要的是, 肿瘤基因组研究的突破, 直接催生了当前发展迅猛的肿瘤精准治疗, 显著提升了肿瘤药物治疗的临床获益, 并推动肿瘤药物治疗进入新时代。本文总结了肿瘤基因组异常的主要表现形式, 举例阐明了功能基因组研究在肿瘤研究中的主要应用, 特别关注了肿瘤基因组学研究在临床诊断、新药研发及肿瘤精准治疗方面的应用, 旨在深入理解基因组导向的肿瘤精准医疗, 并对未来的发展提出思考与展望。

巨噬细胞迁移抑制因子(macrophage migration inhibitory factor, MIF) 是一种具有酶活性的多效细胞因子, 在多种免疫细胞和肿瘤细胞中均可见到其表达。MIF在炎性反应及肿瘤发生发展过程中发挥多重效应, 不但作为细胞因子参与机体免疫反应和炎性病变, 而且与肿瘤细胞增殖、转移等肿瘤生物学特性密切相关, 从多方面影响肿瘤发生和演进。研究显示, MIF不仅分泌到细胞外以细胞因子的形式发挥作用, 同样也可以定位于细胞浆和细胞核发挥多样化的生物学功能。随着MIF促进肿瘤进展的作用日益被人们所认识, 目前基于MIF的治疗策略已成为肿瘤学研究的热点。本文对不同亚细胞定位的MIF所发挥的促肿瘤功能进行综述, 对MIF肿瘤生物学功能的全面理解将为开发新的靶向MIF的治疗策略提供更为广阔的视野, 为肿瘤治疗指出更具前景的方向。

可变剪接(alternative splicing) 是人类基因表达调节的关键途径, 它在扩大功能蛋白的多样性方面起着决定性作用。可变剪接事件是肿瘤进展中的一个重要生物标志物, 它与肿瘤的发展密切相关。肿瘤细胞倾向于产生有利于其进展的可变剪接体, 因此, 针对肿瘤特异性可变剪接体进行靶向调控是肿瘤治疗的一个潜在策略。在此, 本文对可变剪接和肿瘤之间的复杂关系做了一个简要回顾。可变剪接通过去除前体mRNA (pre-mRNA) 的非编码序列, 并将蛋白质编码片段以不同的组合方式进行组装, 最终产生具有不同甚至相反功能的蛋白质。可变剪接事件可以通过凋亡、侵袭和转移、血管生成和代谢, 促进正常细胞向肿瘤细胞的转变; 也可通过影响免疫通路中起关键作用的基因, 从而影响癌症治疗的有效性。通过直接或间接靶向可变剪接因子以及基于寡核苷酸的疗法是目前逆转肿瘤可变剪接事件的主要策略。这些发现将有助于研究者更好地了解与肿瘤相关的可变剪接, 并为肿瘤的治疗开发新的策略。

我国酒精性肝病(alcoholic liver disease, ALD) 患者超过6 000万, 已成为不可忽视的公众健康问题, 加之“酒文化”这一社会问题尚难以解决, 临床上迫切需要安全有效的ALD防治药物。过去针对ALD的研究主要集中在酒精及其有毒代谢产物的直接损伤作用。但近年来研究显示, ALD的致病原因还包括酒精引起的代谢重编程和内源性代谢物紊乱, 这些内源性代谢物虽无直接毒性, 但其长期效应不容忽视, 特别是可通过表观遗传修饰引起广泛和持久的基因表达谱、信号通路激活异常, 把代谢重编程固化为“代谢记忆”, 并最终引起病理性改变, 进而对ALD的长期进展, 特别是肝纤维化/硬化、肝癌的发生产生重要影响。基于此, 本文就酒精性肝病发病过程中相关代谢物引起的重要的表观遗传修饰变化及其对酒精性肝病的影响进行综述。并对中药及活性成分在调节表观遗传方面作用进行分析。结果提示, 调控表观遗传、改变“代谢记忆”或是中药防治ALD的一种新颖的作用机制。

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA) 是人体内重要的神经递质之一, 具有抑制神经活动的作用。除了神经系统, GABA能系统的组成成分也被发现存在于免疫细胞和肿瘤细胞中, 它们能够通过分泌GABA影响肿瘤微环境中的其他细胞, 并通过生成琥珀酸参与三羧酸循环为肿瘤细胞提供能量。GABA受体(GABA receptors, GABARs) 的激活是GABA参与调控抗肿瘤免疫反应的主要途径。GABA A型受体(GABA_A receptors, GABA_ARs) 的激活可抑制T细胞的活化和增殖, 促进巨噬细胞向抗炎表型转化, 并能促进肿瘤细胞的生长和迁移; 而GABA B型受体(GABA_B receptors, GABA_BRs) 的激活则通常被认为能抑制癌细胞的迁移, 诱导癌细胞的凋亡。总体来说, 受体的活化能抑制免疫细胞, 但对肿瘤细胞的作用存在不同。此外, GABA转运体(GABA transporters, GATs) 的表达水平下调也与肿瘤的发展进程有关。目前认为, GABA代谢拮抗剂和GABA受体药物可能成为肿瘤的治疗药物, 但临床应用仍有限。

嘌呤霉素敏感的氨肽酶(puromycin-sensitive aminopeptidase, PSAP) 是一种M1氨肽酶(M1 aminopeptidases), 具有对嘌呤霉素敏感的特性。其结构包括N端底物结合序列GAMEN、酶活中心HEXXH(X)₁₈E基序以及C端ERAP-1样超家族(ERAP like superfamily) 结构域。作为M1型氨肽酶中的重要亚型, PSAP由定位于17q21.32的基因NPEPPS编码, 全长为919个氨基酸。PSAP广泛分布于人体各组织, 在脑中表达最高, 其次是心脏和骨骼肌。同时, PSAP也在肝脏、肾小管上皮、小肠和大肠上皮以及胃上皮细胞中表达。通过其水解活性, PSAP可以清除一些毒性蛋白聚集体, 如微管相关蛋白Tau、多聚谷氨酰胺(poly Q) 及铜锌超氧化物歧化酶(SOD1) 等, 参与阿尔茨海默症、亨廷顿舞蹈病、肿瘤等疾病的发生发展过程。现有PSAP酶活抑制剂包括bestatin、amastatin、leuhistin、actinonin和嘌呤霉素等, 其中一些已经成药或者正在进行临床试验。本文总结了M1氨肽酶特别是PSAP的生物学功能、结构和相关药物研究进展, 旨在为深入研究PSAP的结构、功能及靶向药物的开发提供依据。

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs) 是药物研发中最受关注的靶点家族, 尚存在近300种孤儿受体, 具有重大潜在药物研发价值。G蛋白偶联受体35 (G protein-coupled receptor 35, GPR35) 是一种A类、视紫红质样孤儿GPCR, 广泛参与胃肠道疾病、心血管疾病和癌症等多种疾病的发生发展, 并与免疫调节密切相关, 提示其可作为多种疾病治疗潜在靶点。然而, 目前针对GPR35的研究尚不充分, 包括GPR35真正的内源性配体尚未确证, 其在疾病中发挥作用的分子机制仍不完全清楚, 缺乏靶向GPR35的有效干预策略等。本文综述了GPR35去孤儿化研究、GPR35相关信号通路及其与多种疾病的关联, 以期为深入研究GPR35在疾病中的作用、研发靶向GPR35的药物提供参考。

他汀类药物是一类羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(hydroxymethylglutaryl coenzyme A, HMG-CoA) 抑制剂, 是目前临床广泛应用的降血脂药物, 对心血管系统疾病的防治尤为重要。近年来, 国内外多项研究认为他汀类药物在肿瘤防治中有独特的作用, 并得到广泛关注。在表观遗传调节机制方面, 他汀类药物主要通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA的调节影响肿瘤的进程。此外, 他汀类药物也能通过促进肿瘤细胞自噬、调节肿瘤细胞周期、促进肿瘤细胞凋亡等信号通路实现其抗肿瘤作用。因此, 对他汀类药物的研究为发现新型抗肿瘤治疗方式提供思路。本文就他汀类药物在防治常见肿瘤方面的作用进行综述, 包括其通过表观遗传调节抑制肿瘤发生发展的作用机制以及其他相关机制, 及其抗肿瘤的临床研究现状。

片仔癀药用历史悠久, 且是现今唯一一个工艺和配方“双绝密”的品种, 具有清热解毒、消肿止痛、凉血化瘀之功效。目前, 已有研究者对片仔癀及其主方中三七、牛黄、蛇胆和麝香等名贵药材中的部分化合物进行了分析鉴定, 并对这些化学成分进行了活性筛选和药代动力学、药理学相关研究。发现片仔癀在急慢性肝炎、溃疡、结直肠癌、肝癌等疾病的治疗上效果显著。本文旨在对近些年研究者们在片仔癀的物质基础、药理作用和临床应用等方面的研究成果进行系统的论述, 以期为片仔癀下一步研究的展开提供思路。

黄芪首载于《神农本草经》, 为豆科草本植物膜荚黄芪或蒙古黄芪的干燥根。其有效成分皂苷类(astragalus membranaceus saponins, AMS)、多糖类(astragalus polysaccharides, APS)、黄酮类(astragalus flavonoids, AFS) 等具有抗肿瘤、降血糖、调节脂质代谢、抗氧化和保护心血管等功效。纤维化可发生于多种器官, 特别是肺、肝、心、肾等重要器官, 主要病理过程为肌成纤维细胞异常增多及细胞外基质(extracellular matrix, ECM) 过度沉积, 导致瘢痕组织形成, 最终诱发器官功能丧失及器官衰竭, 严重威胁人类健康和生命。近年来, 研究表明黄芪在抗器官纤维化方面有较好的疗效。本文就黄芪有效成分在防治肺、肝、心、肾等重要器官纤维化的研究进展进行综述。

恶性肿瘤严重威胁人类生命健康, 针对肿瘤发展快速检测、精确定位与有效治疗的策略有助于肿瘤的诊断与治疗。肿瘤微环境具有特异性, 基于肿瘤微环境开发敏感型化学荧光探针对于肿瘤诊疗具有重要意义, 目前已经开发出了多种诊疗一体化化学荧光探针。本文根据生物学特征和微环境的变化同时结合光谱或响应机制对肿瘤微环境敏感型化学荧光探针进行分类, 较为系统地综述了近年来基于缺氧、低极性、高黏度、异常pH、高活性氧等肿瘤微环境发展而来的敏感型化学荧光探针的研究进展, 以期为该类探针的研发和应用提供借鉴和参考。

蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs) 是一类新型蛋白降解技术, 能同时结合E3连接酶与疾病相关蛋白, 利用内源性泛素-蛋白酶体系降解靶蛋白。PROTACs具有较佳的通用性、较强的蛋白降解活性和较好的目的蛋白选择性, 成为靶向蛋白降解领域的热点技术, 但具有降解不受控的风险。可控PROTACs引入了特定的刺激响应触发元件, 在特定的响应条件下可被触发, 产生/终止后续的蛋白质降解效应。本文概述了可控PROTACs设计策略, 并按照相应机制不同对代表化合物和研究进展进行了介绍, 从而为可控PROTACs的研究提供借鉴和思路。

为应对病毒耐药株的不断涌现和新型病毒感染性疾病的暴发, 基于新策略的抗病毒药物研发成为重要且紧迫的研究课题。近年来, 快速发展的多特异性结合策略已成为研究的焦点, 并在抗病毒领域得到了广泛应用。本文从药物化学角度综述了多特异性结合策略在抗病毒领域的前沿进展, 并对其面临的挑战及未来前景进行了讨论。

DNA双链断裂(DNA double strand breaks, DSBs) 是毒性最高的DNA损伤形式, 其主要通过非同源末端连接(non-homologous end joining, NHEJ) 进行修复。DNA依赖激酶(DNA-dependent protein kinase, DNA-PK) 属于磷脂酰肌醇3激酶相关蛋白激酶家族(phosphatidylinositol-3-kinase-related protein kinase family, PIKK), 是NHEJ修复通路的关键激酶之一。DNA-PK在多种癌症细胞中异常表达, 并与恶性肿瘤的发生、发展和耐药密切相关。本文综述了具有抗肿瘤作用的代表性DNA-PK抑制剂, 以期为新型DNA-PK抑制剂的抗肿瘤药物研发提供参考。

Src同源酪氨酸磷酸酶2 (Src homology phosphotyrosyl phosphatase 2, SHP2) 是由PTPN11编码的蛋白酪氨酸磷酸酶, 可催化蛋白酪氨酸位点的去磷酸化。作为汇聚节点, SHP2介导鼠肉瘤(rat sarcoma, RAS)-快速加速纤维肉瘤(rapidly accelerated fibrosarcoma, RAF)-丝裂原活化细胞外信号调节激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase, MEK)-细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)、磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(serine/threonine kinase, AKT)、Janus激酶(janus kinase, JAK)-信号转导和转录激活因子(signal transducer and activator of transcription, STAT) 和程序性死亡受体1 (programmed death-1, PD-1)/程序性死亡受体-配体1 (programmed cell death-ligand 1, PD-L1) 等多个信号通路, 不仅可调控肿瘤细胞的生长增殖, 还可通过影响肿瘤微环境介导肿瘤细胞的免疫逃逸, 在肿瘤免疫调控中发挥双重生物学功能, 是一种很有前景的肿瘤免疫治疗靶点。截止目前, 已有多种SHP2变构抑制剂开展了单一或联合用药策略的肿瘤免疫治疗临床研究, 此外SHP2激活剂也在肿瘤免疫调控领域呈现出治疗潜力。本文综述了SHP2在肿瘤细胞和免疫细胞中的双重肿瘤免疫调控功能, 概述了目前SHP2调节剂在肿瘤免疫治疗领域的最新研究进展, 并对该领域的研究挑战和应用前景进行了讨论和展望, 旨在开拓SHP2调节剂在肿瘤免疫治疗领域的新视野。

Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs) 是最早被发现的天然免疫模式识别受体(pattern-recognition receptors, PRRs)。TLR信号传导通路的异常是导致慢性炎症、癌症、神经系统疾病和心血管疾病等的关键因素, TLR的激动剂和抑制剂的开发都备受关注。目前已知的TLR2激动剂, 如脂肽或其衍生物, 由于合成困难、易水解、且易引发炎性细胞因子风暴, 存在一定的药物研发局限性, 抑制剂则少有报道。具有更高稳定性的新型小分子TLR2激动剂或抑制剂将更有可能开发成肿瘤免疫治疗或抗炎药物。

小分子荧光探针以其选择性好、灵敏度高、便于操作等优点受到了广泛的关注, 在许多物种的检测中发挥了重要的作用, 并且在生物医药领域的研究中也表现出了巨大的潜力。铁作为人体中含量最丰富的过渡金属, 利用其氧化还原能力在许多生理功能中都扮演着关键的角色。由于细胞还原性微环境的影响, 亚铁离子(Fe²⁺)是活细胞中游离铁的主要组成部分。亚铁血红素(heme)由Fe²⁺和原卟啉IX组成, 是将人体内生物铁包裹在其中的主要信号分子之一, 同样参与许多生理病理过程。因此, 开发用于检测Fe²⁺及heme的小分子荧光探针作为有效监测工具将有助于进一步了解它们的病理及生理功能, 并有望应用于其他领域。本文综述了近年来用于检测Fe²⁺和heme的小分子荧光探针研究进展, 并对未来的发展方向进行了展望。

中成药是中医药的重要组成部分, 其质量直接影响临床用药的安全性和有效性。中成药质量标准是保证中成药质量的重要措施。中成药物质基础复杂, 质量影响因素众多, 活性成分、量效关系、作用机制有待阐明, 因而其标准研究难度较大。本文梳理了中成药的质量现状和中成药标准概况, 认为投料问题是当前影响中成药质量的关键问题, 充分肯定现行中成药质量标准体系的同时, 也要看到仍然存在一定的局限性。基于以上分析, 提出了中成药质量标准研究的原则和思路: ①坚持以安全为底线, 强化中成药标准的风险防控水平; ②坚持中医药理论及整体质量观, 提高中成药标准的整体控制水平; ③注重科技发展和创新, 提升中成药标准的质量控制水平; ④促进统筹协调, 优化中成药标准的管理体系水平; ⑤加强评价方法研究, 建立等级评价标准, 推动中成药高质量发展。最后, 对中成药质量标准研究的未来发展方向做出了展望。

代谢组学技术在生物医药领域研究中发挥着重要作用, 如疾病诊断、发病机制解析、药物靶点探索、治疗指南制定等, 由于代谢组学研究有系统性、整体性等特点, 所以在剖析中药药效物质基础和开发中药新药方面表现出了一定优势。随着代谢组学研究的持续创新, 目前已经开发出许多先进的新技术, 弥补了常规代谢组学研究在寻找疾病靶点、识别功能化合物、阐释生物学意义等方面的不足。此外, 代谢组学技术的快速发展, 为疾病诊断和中药新药开发创造了新的机遇。在此基础上, 有别于常规代谢组学技术和方法, 本文从新工具、新思路和新样本角度综述了近10年具有广泛应用前景的9种代谢组学新技术, 以期为生物医药领域相关代谢组学研究提供新视角, 为代谢组学技术的创新和发展提供新动力。

脂质纳米载体是经典的药物递送系统之一, 具有良好的生物相容性和生物可降解性, 可以有效降低抗肿瘤和抗感染药物的毒副作用, 但在增强治疗效果上远未满足临床需求, 临床应用仍然十分局限。脂质纳米药物体内过程复杂, 与机体发生相互作用后载体自身也会诱发机制不明的生物学效应, 导致药物体内性能异于设计预期, 严重阻碍临床转化。深入研究脂质纳米药物本征性质、体内递送过程及机体调控机制, 不仅为载体的理性设计提供指导, 也将助推新型脂质纳米药物的临床转化及精准用药。本文分别从脂质纳米药物体内递送过程、影响因素和调控手段三个方面进行综述, 为脂质纳米药物相关研究提供参考。

小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)是RNA干扰的引发物, 通过靶向降解特定信使RNA, 抑制基因表达。siRNA对基因调控的高效性与特异性, 在疾病治疗方面有重要意义。然而, 裸露或未经修饰的siRNA存在稳定性差、易被核酸酶降解、体内半衰期短、入胞效率低等诸多缺陷, 导致其成药性低。可电离脂质纳米粒作为新兴的非病毒类核酸递送系统, 在提升siRNA成药性上发挥了重要作用。目前已有一款基于可电离脂质纳米粒的siRNA药物获批上市, 用于罕见病的治疗。本文介绍了可电离脂质纳米粒在siRNA递送中的研究进展, 重点讨论脂质纳米粒各组分对siRNA介导的基因沉默效率的影响, 为可电离脂质纳米粒递送siRNA的研究提供参考。

由于血脑屏障(blood brain barrier, BBB) 的存在, 药物递送到大脑仍然具有挑战性。随着仿生型纳米药物递送技术的进步, 出现了药物脑部靶向递送的新可能。仿生型纳米药物递送系统具有高效脑靶向性和穿透BBB能力的同时, 具有良好的生物相容性和安全性, 可以实现药物的“隐形”递送。在这篇综述中, 介绍了5种不同类型的仿生策略并回顾了其在中枢神经系统疾病中的研究进展。最后, 总结了仿生型纳米递送技术在脑内给药方面面临的挑战和未来的前景。

免疫治疗已成为继手术切除、化疗、放疗和靶向治疗之后的另一种有效的肿瘤治疗手段。然而, 由于肿瘤细胞免疫原性低及免疫抑制性肿瘤微环境, 抗原呈递细胞识别并处理肿瘤抗原效率低下, 进而导致细胞毒性T淋巴细胞激活与肿瘤浸润不足, 这在很大程度上影响了肿瘤免疫治疗的效果。近年来, 研究表明多种金属离子在激活先天免疫刺激及克服获得性免疫耐受方面具有突出的调节作用。基于此, 科学家们开发了一系列基于金属离子或金属纳米颗粒的纳米佐剂递送系统, 提高金属离子在肿瘤组织或淋巴器官内的靶向蓄积水平, 从而高效诱导肿瘤细胞免疫原性死亡或是直接激活抗原呈递细胞以启动抗肿瘤特异性免疫应答。本文首先简要概述了多种金属离子在抗肿瘤免疫调节中的作用, 随后总结了利用金属纳米佐剂递送系统实现高效抗肿瘤免疫治疗的研究进展, 最后并对该领域的主要挑战和可能发展方向进行了展望。

光动力治疗(photodynamic therapy, PDT) 是一种新型肿瘤治疗手段, 用于皮肤癌、膀胱癌和前列腺癌等多种肿瘤的临床治疗。大多数光敏剂具有疏水性, 存在生物利用度低和肿瘤靶向性差等缺点。纳米递送系统可增加光敏剂的溶解性, 促进其在肿瘤部位的富集, 可通过制备联合其他抗肿瘤药物的多功能递送系统, 增强肿瘤协同治疗效果。需要提出的是, 光敏剂递送系统在解决光敏剂溶解性差和肿瘤靶向性不足等问题的同时, 还需要改善光敏剂在体内的药动学性质, 促进其在肿瘤部位快速富集和体内快速清除, 降低光敏剂的光毒性。本文总结了近年PDT在肿瘤治疗中的临床应用、光敏剂的发展、光敏剂递送系统以及和其他治疗方法的联合应用, 旨在为新型光敏剂递送系统的设计及其在肿瘤PDT的临床应用提供参考。

中枢神经系统疾病治疗药物的脑内递送通常受到血脑屏障(blood brain barrier, BBB) 的限制。经皮给药系统(transdermal drug delivery systems, TDDS) 相较于静脉注射、口服给药和经鼻给药, 具有提高患者对药物的依从性以及避免了首过效应的优势, 是一种新兴的非侵入型药物的递送方式, 有利于患者长期给药。淋巴通路直接从皮下靶向脑组织的途径的发现使得TDDS成为一种新型脑靶向药物递送策略。同时, 纳米递药技术发展进一步促进了TDDS在脑部靶向药物递送的应用。本文综述了经皮给药入脑机制并总结了TDDS在脑部疾病治疗中的应用, 为中枢神经系统疾病治疗提供了新的思路和方法。

癌症仍是威胁人类生命和健康的主要疾病之一。目前, 如何实现肿瘤精准诊疗是癌症治疗的最大挑战。前体药物利用靶向分子的肿瘤特异性将抗癌药物靶向递送至肿瘤部位, 能够有效提高药物生物利用度、治疗效果和安全性, 是当前抗癌药物的研发热点。前药的靶向分子主要有核酸适体、聚合物、抗体、多肽等, 其中多肽具有生物相容性好、降解性能可控、生物体内响应性高和制备方法简单易行等优点, 被广泛用来构建多肽-药物键合物(peptide-drug conjugates, PDC)前药, 实现对肿瘤的靶向治疗。近年来, 随着噬菌体肽库技术和多肽标准固相合成技术的发展, 越来越多的靶向多肽被发现和有效合成修饰, 为PDC的发展提供了有力支持。本文简要介绍了PDC中功能型多肽和连接子的种类及功能, 并详细论述了PDC在化学疗法、免疫疗法和光动力疗法在肿瘤靶向诊疗中的应用, 最后总结了PDC药物开发所面临的困难。

mRNA新冠疫苗的成功开发和应用, 充分阐明了mRNA技术在生物医药领域的巨大潜力和应用前景。目前, 全球范围内有许多公司正在研发基于mRNA技术的药物和疫苗, 用于预防和治疗各种疾病。可以预见, 随着mRNA药物的不断上市, 与之匹配的商业化GMP生产能力, 亦迫在眉睫; 且生产工艺的优化、智能制造等风险管控策略, 以及产业化成本的控制, 将有助于提高mRNA创新药物开发的核心竞争力。鉴于此, 本文将概述全球mRNA药物的生产工艺和相关GMP生产动态的进展, 梳理mRNA产业链的关键链点, 探讨mRNA药企价值链的构建和核心竞争力的形成, 为我国mRNA创新药物研发及高质量发展提供借鉴和参考。

天然药物的主要来源包括植物、动物和微生物等生物物种。这些物种的准确鉴定是天然药物研发的基础。本文提出一种全新的物种鉴定方法: 时珍法(analysis of whole-genome, AGE), 即从物种全基因组寻找特异靶标序列, 精准识别特异靶标序列, 实现物种准确鉴定的分子诊断方法。笔者详细阐述了时珍法利用不同物种基因组序列必然存在差异的原理实施物种鉴定, 提出该方法的实施策略可分为研究和应用两个层面, 分析其特点评判该方法具有原理可靠、特异性强、适用性广等优势, 进一步论述了在体系构建过程涉及的基因组获取、生物信息分析、数据库构建等三个关键问题。综上所述, 本文为生物信息软件和商品试剂盒的后续开发提供理论基础和方法指导, 表明时珍法在不同对象、不同学科、不同行业等方面具有巨大应用潜力。

Krüppel样转录因子2(Krüppel-like factor 2, KLF2)在内皮细胞炎症、血栓形成、血管生成以及巨噬细胞的炎症和极化等过程中发挥调节作用, 上调KLF2的表达具有防治动脉粥样硬化的潜力。本研究利用KLF2表达上调剂筛选模型, 从一株链霉菌CPCC 203909的大米发酵次级代谢产物中分离得到一个KLF2小分子上调剂曲古抑菌素C (trichostatin C, TSC)。TSC可以显著抑制肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α, TNFα)诱导的单核细胞(THP-1)黏附到人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)上; Western blot实验结果表明, TSC具有抑制血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1)的作用, 从而减轻内皮细胞炎症; 过表达组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase, HDAC)质粒转染和分子对接实验结果表明, TSC通过抑制HDAC 4/5/7来上调KLF2的表达。综上, TSC通过抑制HDAC 4/5/7上调KLF2的表达从而减轻TNFα诱导的内皮细胞炎症, 具有预防和治疗动脉粥样硬化的潜力。

穿膜肽TAT被证实可用于不同类型药物分子的递送, 包括核酸、蛋白质和小分子药物等。TAT可以通过共价连接和非共价连接等形式递送分子。但是迄今TAT采用非共价连接形式递送蛋白质分子的报道较少, 也未有研究比较过融合形式和非融合形式下TAT递送蛋白质能力的差异。为了探究非融合形式对于TAT递送蛋白质能力的影响, 本文采用了荧光显微镜观察和流式细胞检测法在细胞水平上探究了TAT以非融合形式递送增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP) 进入人非小细胞肺癌细胞A549的能力, 发现其可以穿膜递送EGFP, 并且递送能力与TAT浓度呈现正相关。同时, 本文还表达纯化了TAT与绿色荧光蛋白质EGFP的融合蛋白TAT-EGFP并考察了其穿膜能力。本文将两种形式的递送效果进行定量对比后发现: 当TAT以融合蛋白形式递送EGFP时, 其递送能力要明显优于TAT以非融合形式递送EGFP的能力。本文报道了TAT能够以非融合形式递送EGFP, 尽管其递送效果有待进一步提高, 但是该递送形式在操作便捷性上有着不可比拟的优势, 是未来一种值得选择的递送方案。

非酒精性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis, NASH) 全球发病率持续攀升, 其发病机制复杂, 临床上尚无有效治疗手段。前期研究成果显示, RNA解旋酶DDX蛋白5 (DEAD box protein 5, DDX5) 可显著缓解小鼠NASH进程, 本研究对课题组天然产物库进行筛选, 发现中药黄花香(Hypericum beanii N. Robson) 活性成分大萼金丝桃素B (hypercalin B, HB) 可剂量依赖性上调DDX5蛋白表达量。本实验通过构建棕榈酸(palmitic acid, PA) 刺激的NASH体外模型以及胆碱-蛋氨酸缺乏饮食(methionine- and choline-deficient diet, MCD) 诱导的NASH动物模型, 采用不同浓度的HB处理, 考察HB缓解NASH进程的效果及作用机制。本文中所有动物实验都获得中国药科大学伦理学委员会批准(批准号: 2021-02-003)。体外模型结果显示, HB可显著减少游离脂肪酸(free fatty acid, FFA) 诱导的细胞内脂质沉积。动物实验结果显示, HB可显著减少NASH小鼠肝脏中脂质沉积; 降低血清谷草转氨酶(aspartate transaminase, AST) 和谷丙转氨酶(alanine transaminase, ALT) 水平, 改善肝损伤; 减少肝脏促炎因子白介素6 (interleukin 6, IL-6)、白介素1β (interleukin 1β, IL-1β) 和肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor α, TNFα) 等mRNA表达量, 抑制肝脏炎症激活。进一步研究表明, HB可减少雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin, mTOR) 磷酸化水平, 降低脂肪酸合成关键蛋白固醇调节元件结合蛋白1 (sterol regulatory element-binding protein 1, SREBP1) 和脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, FASN) 表达量, 从而改善脂代谢, 缓解NASH进程, 且HB该作用依赖于DDX5。综上, HB通过上调DDX5蛋白抑制雷帕霉素靶蛋白复合物1 (mechanistic target of rapamycin complex 1, mTORC1) 信号通路激活, 改善脂代谢紊乱、抑制炎症, 在体内外表现出良好的抗NASH活性。

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) 是临床上十分常见的慢性肝病, 严重的还会进一步发展成肝纤维化、肝硬化甚至肝细胞癌、肝衰竭。柠檬苦素(limonin) 是一种天然含呋喃环的三萜类化合物, 既往研究发现柠檬苦素具有良好的抗炎镇痛、保护肝脏的功能, 然而柠檬苦素对于NAFLD的作用机制尚未明确。基于此, 本文采用高脂食物(high fat diet, HFD) 喂食C57BL/6J雄性小鼠构建NAFLD模型(实验获得合肥工业大学动物伦理委员会批准, 批准号为HFUT20220429001), 并添加柠檬苦素以灌胃(i.g.) 的给药形式进行治疗。实验结果显示, HFD可以诱导典型的NAFLD表型, 包括小鼠肝脏功能受损, 脂肪积累增加, 血清中天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT) 和碱性磷酸酶(ALP) 水平上升; 给予造模小鼠柠檬苦素(50和100 mg·kg^-1) 10周进行治疗, 发现柠檬苦素可以恢复血脂异常并改善小鼠肝细胞内脂肪过度堆积。此外, 本研究利用人肝癌细胞系HepG2细胞进行体外实验, 发现柠檬苦素能够促进HepG2细胞氧化代谢和自噬相关基因的表达并抑制凋亡; 机制上, 柠檬苦素通过过氧化物酶体增殖物激活受体α (PPARα) 促进氧化代谢基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ (PPARγ) 的转录辅助活化因子(PGC1α) 和肉毒碱棕榈酰基转移酶1α (CPT1α) 的表达来改善HFD诱导的NAFLD。以上结果显示, 柠檬苦素可以抑制凋亡、促进自噬并通过PPARα促进脂肪酸氧化代谢来改善NAFLD。

肥胖是膝关节炎的重要风险因素, 但其对于青少年创伤性骨关节炎的影响仍有待于进一步研究。除了机械负重, 其内在机制是否和脂肪组织外泌体的远程调控相关？为明确高脂饮食诱导的肥胖及其分泌的脂肪组织外泌体对年轻小鼠创伤性膝关节炎的影响作用, 本研究首先将20只6周龄C57BL/6J年轻小鼠随机分为正常饮食组(control diet, CD组)、内侧半月板失稳术(destabilization of medial meniscus, DMM) 手术组、高脂饮食组(high fat diet, HFD组) 及高脂饮食加DMM手术组(HFD+DMM组), 每组5只小鼠。CD和DMM组喂养常规饲料, HFD和HFD+DMM组喂养高脂饲料。在小鼠10周龄时进行DMM手术或假手术。提取高脂饮食组和正常饮食组小鼠脂肪组织外泌体(exosomes, Exo), 进行体外鉴定, 荧光标记活体成像。然后, 本研究将15只6周龄C57BL/6J小鼠随机分为DMM组、DMM加肥胖小鼠脂肪组织外泌体注射组(DMM+HFD-Exo组) 及DMM加正常小鼠脂肪细胞外泌体注射组(DMM+CD-Exo组), 每组5只小鼠。DMM+HFD-Exo组与DMM+CD-Exo组小鼠进行外泌体尾静脉注射, 每周一次(每次100 μL, 浓度为1 μg·μL^-1)。本研究动物福利和实验过程均遵循南京大学实验动物伦理委员会的规定(批准号: IACUC-D2204005)。所有组别的小鼠于18周时终止实验, 取膝关节软骨组织进行固定, 行micro CT检测, 测量骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数目和骨小梁分离度。然后再将组织标本脱钙, 制成4 μm的石蜡切片, 进行H&E及番红O固绿染色, 观察小鼠膝关节的组织形态学变化。结果显示, 与正常饮食组相比, 高脂饮食诱导的肥胖能显著加重年轻小鼠创伤性膝关节炎的病理变化, 表现为软骨Mankin评分增加, 软骨表面粗糙, 软骨下骨硬化增加; 肥胖组织外泌体能加重DMM手术诱导的软骨病理变化, 但不加重软骨下骨病变。因此, 高脂饮食诱导的肥胖可以显著加重DMM手术诱导的年轻小鼠的创伤性膝关节炎, 其机制与脂肪组织外泌体对膝关节的远程调控有部分关联。

痛风性关节炎是一类由自身免疫异常引起的代谢性风湿病, 目前临床中用于治疗此类疾病的一线西药易引起不良反应, 从中医药中寻求治疗药物成为研究热点。中医临床将痛风性关节炎归为湿热痹证, 对症治疗的湿热痹颗粒疗效确切, 但作用机制尚不清晰。本研究旨在探究湿热痹颗粒治疗痛风性关节炎湿热证的作用机制。首先, 建立“湿热痹方剂候选靶标-痛风性关节炎湿热证相关基因”的相互作用网络, 通过计算网络节点拓扑特征值, 筛选湿热痹颗粒治疗痛风性关节炎湿热证的关键候选靶标, 并对关键候选靶标进行功能挖掘, 发现湿热痹颗粒候选靶标可通过调节Wnt/β-catenin串扰轴, 减轻炎症反应和干预脂质代谢生物过程, 从而发挥其缓解痛风性关节炎湿热证的作用。进一步基于病证结合大鼠模型的实验验证表明, 湿热痹颗粒可显著改善痛风性关节炎湿热证大鼠的关节炎严重程度, 降低关节炎症与步态评分、肿胀指数, 升高机械痛阈值(P < 0.05), 降低痛风性关节炎湿热证大鼠血清炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α的含量(P < 0.01); 还能显著降低痛风性关节炎湿热证大鼠关节局部温度, 提高热痛阈值, 增加饮水量(P < 0.01), 抑制脂肪酸氧化相关酶含量的异常变化(P < 0.01); Western blot机制层面的验证结果显示, 湿热痹颗粒可升高痛风性关节炎湿热证大鼠Wnt、β-catenin蛋白表达水平(P < 0.01), 降低p65、p-p65、PPARγ蛋白表达(P < 0.01), 即湿热痹颗粒可能通过调节Wnt/β-catenin串扰轴矫正“炎症-免疫”失衡和脂质代谢紊乱, 发挥缓解疾病严重度的作用。本研究为中药病-证-方复杂关联机制的解析提供方法学参考, 为中成药优势品种的临床合理用药及痛风性关节炎的新药研发奠定了良好基础。本研究获得中国中医科学院医学实验中心实验动物伦理委员会批准(批准号: ERCCACMS11-2302-08)。

瘀血阻络证是类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA) 的临床核心证候之一, 但其证候生物内涵尚不明确, 同时也缺乏符合病证特点的病证结合动物模型。本研究旨在筛选RA瘀血阻络证的候选生物标志基因集, 揭示其证候生物内涵, 同时在此基础上对病证结合动物模型的制备方法从病、证、症特点进行探索和评价。本研究经中国中医科学院广安门医院(批准号: 2019-073-KY-01) 和天津中医药大学第一附属医院(批准号: TYLL2021 [K] 字018) 伦理委员会批准, 研究对象知情同意。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(批准号: IBTCMCACMS21-2207-01)。临床收集RA瘀血阻络证(3例)、非瘀血阻络证(7种证型, 3例/证型) 及健康志愿者(4例) 的全血样本, 开展转录组测序、KEGG分析、基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA) 和加权基因共表达网络分析(weighted correlation network analysis, WGCNA), 共筛选到126个枢纽基因, 其功能注释结果显著富集于“免疫-炎症”相关通路和脂质代谢调节(鞘磷脂、醚脂质代谢和类固醇生物合成) 相关通路。对枢纽基因集与中医主次症、西医表型症状和病理环节相关的靶标基因集做症状映射分析结果显示, 关节刺痛、关节形态异常、瘀斑和血液循环异常是RA瘀血阻络证的代表性病证特点。病证结合动物模型实验结果表明, 相比单纯胶原诱导(collagen-induced arthritis, CIA) 模型组, CIA联合盐酸肾上腺素(adrenaline hydrochloride, Adr) 3模型组大鼠加剧了血液流变性、凝血功能、血小板功能和内皮功能的异常变化, 提示该种瘀血阻络证RA大鼠可能处于“血瘀”状态。本研究结果有助于推进RA瘀血阻络证的证候客观化研究, 并为建立反映临床特点的病证结合动物模型提供新思路。

对功能性红曲米中的微量化学成分进行研究, 以探索潜在的生物活性物质。运用MCI柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、制备液相色谱等多种色谱方法, 对其乙酸乙酯提取物部分进行分离, 应用质谱(mass spectrometry, MS)、红外(infrared radiation, IR)、核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR) 等波谱学方法对分离得到的天然产物进行鉴定。从中分离并鉴定了两个新颖的吡啶类红曲红色素成分, 分别为monascopyridine G (1) 和monascopyridine H (2)。通过CDOCKER分子对接实验探究其过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisome proliferators-activated receptor-gamma, PPARγ) 激动活性, 发现其与受体蛋白有较好的结合力。并进一步对该类化合物的生物合成途径进行了推测, 为选择性生产该类潜在活性物质提供参考。

C17是一种具有抗肿瘤干细胞作用的可口服的抗肿瘤化合物。本研究首先建立了测定裸鼠血浆中C17的LC-MS/MS分析方法, 该方法以普萘洛尔作为内标物, 采用甲醇沉淀蛋白法对血浆样品进行处理。采用Intersil C8-3色谱柱(100 mm × 2.1 mm, 3 μm) 进行色谱分离, 以0.1%的甲酸水溶液和90%异丙醇与10%乙腈的混合溶液为流动相进行梯度洗脱。采用API 4000 Q-TRAP三重四级杆质谱的多反应监测扫描模式进行检测, 正离子模式下C17和内标物的离子对质核比分别为439.3/247.1和260.2/116.2。标准曲线的线性范围为5~800 ng·mL^-1 (r > 0.995), 方法的日内/日间精密度和准确性分别在7.42%~13.22%和-8.99%~8.81%间, 所建方法稳定、灵敏且简单易行。之后, 使用该方法测定裸鼠C17单次灌胃给药50 mg·kg^-1剂量下的血药浓度, 并采用非线性混合效应模型(NONMEM) 进行PK建模分析。C17灌胃给药后出现两个互相分离的吸收峰, 采用带有两个一级速率顺序吸收过程的二室模型对其PK行为进行描述, 为研究C17在裸鼠的体内过程和暴露打下基础。所有动物实验均严格遵循北京大学生物医学伦理委员会的规定。

本文采用流动注射(flow injection, FI) 技术结合Qtrap质谱(Qtrap-MS) 特有的分步多离子监测扫描方式(step-wise multiple ion monitoring, step-wise MIM), 首次对8种九里香属Murraya植物进行了较为快速的鉴别区分。每个样品分析仅需要5 min, 便可检测约600个化合物。将质谱信息经过处理后, 采用多元统计软件进行分析, 发现九里香组sect. Murraya和棕茎组sect. Bergera植物各自聚集, 分类明显, 表明两组植物间的化学成分存在差异。进一步对质谱数据进行分析, 发现其能直观反映不同植物中的成分类别: 其中九里香和翼叶九里香主要含有香豆素类成分, 千里香富含多甲氧基黄酮, 棕茎组植物则主要含有咔唑生物碱类成分, 与作者之前对该属植物的系统化学成分分析结果一致。总之, 本研究证实FI-Qtrap-MS技术可用于药用植物的快速鉴别, 实现同属植物的快速区分, 为其化学分类学提供参考, 同时该技术也为中药材的质量评价提供新方法。

为了考察乌药水煎液中铅(Pb)、镉(Cd) 和砷(As) 的生物可给量, 并对其风险进行评估, 本研究采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) 法测定乌药中Pb、Cd和As的残留量; 建立体外模拟消化/Caco-2细胞模型考察乌药水煎液中Pb、Cd和As的生物可给量; 采用靶器官毒性剂量(TTD) 法对于乌药中Pb、Cd和As的残留总量以及水煎液中生物可给量联合暴露产生的累积风险进行评估。结果表明: 乌药中Pb、Cd和As的残留总量分别为2.901~3.872、1.299~1.800和0.062~0.216 mg·kg^-1。经Caco-2细胞转运后, 乌药水煎液中Pb、Cd、As的生物可给浓度分别为0.045~0.080、0.070~0.112和0.004~0.018 mg·kg^-1。风险评估结果表明: 以乌药中重金属残留总量计算, 对于作用终点神经系统, 三样品中重金属联合暴露产生的累积风险较高。然而, 煎煮并经过Caco-2细胞转运后, 对于作用终点心血管、血液、神经系统、肾脏、睾丸, 所有批次乌药中TTD法修正的危害指数(hazard index, HI) 值< 1, 健康风险可接受。该项目研究将为准确评价中药中重金属及有害元素的健康风险、建立更科学的重金属及有害元素限量标准奠定理论和技术基础。

灯盏生脉胶囊是一种复方中成药, 由灯盏细辛、人参、麦冬和五味子四味药材组成, 包含了黄酮类、木脂素类、皂苷类及有机酸类等药效成分。其临床应用广泛, 主要用于治疗缺血性心脑血管疾病、痴呆等疾病。本研究提出了一种基于预测数据库对多成分中药代谢产物鉴定的研究策略, 并以灯盏生脉胶囊为例展开研究。具体研究策略为: 基于灯盏生脉预测代谢产物数据库, 使用高分辨率UPLC-Q-TOF/MS分析方法分析给药前后大鼠胆汁、尿液和粪便等生物样本, 通过分析结果与数据库对比识别可能的代谢产物, 并基于原型成分质谱裂解规律、一级和二级高分辨离子信息对代谢产物进行鉴定。最终在大鼠胆汁、尿液和粪便样本中共鉴定51个灯盏生脉代谢产物, 主要类别为黄酮类、有机酸类和木脂素类代谢产物。本研究为中药及其复方体内代谢产物鉴定及代谢途径分析提供了新策略, 为全面识别和鉴定活性成分代谢产物, 以深入了解中药体内代谢机制提供了切实可行的手段。实验遵守中国医学科学院药物研究所的动物实验伦理委员会制定的规程(动物实验伦理审查编号: No. 00003645)。

肉苁蓉多糖和游离态单糖是肉苁蓉中的重要活性成分, 具有抗衰老、免疫活性调节等作用。多糖的单糖组成和游离态单糖研究可以为肉苁蓉多糖一级结构、空间结构及肉苁蓉生物活性的研究奠定基础。本研究采用水提醇沉法提取肉苁蓉多糖, 多糖水解选取三氟乙酸作为水解酸, 建立正交实验考察三氟乙酸浓度、温度、水解时间对多糖裂解的影响, 确定最佳水解条件: 0.08 mol·L^-1三氟乙酸在100 ℃水解3 h; 采用水提法提取肉苁蓉游离态单糖。建立的离子色谱-积分脉冲安培法可在短时间内高效分离11种单糖, 方法重复性好, 灵敏度高, 方法学结果符合定量测定要求, 可准确测定肉苁蓉多糖的单糖组成及游离单糖含量。离子色谱法不需要衍生化操作, 前处理步骤简单, 填补了PMP衍生-HPLC法无法测定果糖的缺陷。肉苁蓉多糖的单糖组成有岩藻糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖、核糖、葡萄糖醛酸, 其中葡萄糖、果糖含量相对较高; 肉苁蓉水提液中游离态单糖有葡萄糖、果糖、甘露糖。

自噬(autophagy) 经常发生在细胞遭受氧化应激(oxidative stress) 后, 通过吞噬受损结构并降解成营养物质, 从而降低氧化损伤, 促进癌细胞存活并降低光动力治疗(photodynamic therapy, PDT) 的治疗效果。然而过度激活自噬能促进细胞发生凋亡, 本研究使用光敏剂焦脱镁叶绿酸-a (pyropheophorbide-a, Ppa) 产生大量的活性氧(reactive oxygen species, ROS) 达到杀伤癌细胞的效果, 同时通过联用自噬诱导剂淫羊藿素(icaritin, Ica) 过度激活自噬, 使其对癌细胞的保护转变为促进癌细胞凋亡的作用, 进而达到提高PDT的效果。本研究利用Ica与Ppa间的相互作用力, 成功构建了具有稳定性好、载药量高等特点的自组装纳米药物IP。其中, 该纳米药物合成方法简单, 通过药物自身作为载体, 将Ica与Ppa的载药量(loading capacity, LA) 分别提升至83.53%和16.45%, 且不引入纳米载体潜在的生物安全性隐患。与游离Ppa相比, 自组装纳米药物IP在细胞摄取和ROS产生等方面展现出优越性能。此外, 自组装纳米药物IP能通过激活肿瘤细胞发生自噬, 进而逆转PDT诱发的保护性自噬并促进细胞凋亡和抗肿瘤协同, 显著提高PDT的抗肿瘤活性。

放射性肠炎(radiation enteritis, RE) 是腹盆腔恶性肿瘤患者放疗常见并发症, 严重影响生活质量, 临床无专门防治药物。龙油(Long oil, LO) 由海螵蛸、红花、核桃油、菜籽油中油脂成分组成, 临床用于创伤修复。本研究将口服LO用于RE防治并探讨机制。所有动物实验经军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所伦理委员会批准且实验均按照相关指导原则和规定进行。小鼠腹部经13 Gy的γ射线照射, 成功建立RE模型。辐照前1 h给小鼠灌胃LO (8 mL·kg^-1), 与模型组比较, 辐照后第3.5日口服LO组小肠新生隐窝数量明显增多, 小肠绒毛更长; 第7日粪便肠道菌群丰度显著增加, 特别是Eubacterium、Lactobacillus等益生菌的数量; 第7日旷场实验显示口服LO组小鼠的运动总路程延长、不动时间变短、速度加快; 第14日口服LO组小鼠的小肠组织中的促炎因子包括肿瘤坏死因子-α和白介素-6水平显著降低, 接近正常水平。因此, 口服LO可减轻RE症状, 促进小肠损伤组织修复。荧光标记法证明口服LO组小鼠肠黏膜渗透性明显减小, 达到正常水平。口服LO可通过改善肠道微环境、减轻炎症反应、促进组织修复等作用, 保护肠黏膜, 防治RE。

大部分药物需要与细胞膜作用后到达生物靶标, 因此, 膜亲和力测定是药物发现过程中重要的早期筛选环节。然而, 目前仍采用传统的油水分配法, 亟需一种新型、简便、准确的膜亲和力测定方法。本研究基于比色原理, 优化了一种基于聚联乙炔(polydiacetylene, PDA) 囊泡的新型测定模型, 通过一系列不同浓度的囊泡溶液和在不同温度及pH反应环境下的实验, 筛选出了最优条件。在此基础上, 采用盐酸丁卡因、2-甲基咪唑和组胺作为模型药物, 测定其膜亲和力常数, 并验证了优化后检测模型的批间精密度(相对标准偏差小于5%)。此外, 聚联乙炔囊泡具有长达180天的稳定性, 证明了该模型的应用潜力。本策略具有操作简便、稳定可靠、高重现性、成本低廉、易于推广等优点, 为膜亲和力高通量测定提供了新的工具和新的解决思路。

为探究粒径对纳米粒生物学效应的关键作用, 本研究采用传统Stober法以及通过调整硅源种类以及比例制备系列粒度梯度(50、100、150、200 nm) 介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticles, MSNs), 并在体内外探究了其毒性与粒径产生的生物学效应的关联性。结果表明, 所制备的各组MSNs粒径大小均一、水分散性良好, 且具备有序的介孔结构; 溶血毒性与粒径无相关性; 细胞水平上, 小粒径的MSNs更有利于细胞内化, 引发更加强烈的氧化应激反应, 诱导更高的细胞毒性和细胞凋亡率; 体内研究结果表明MSNs主要蓄积在小鼠肝脏与肾脏; 药动学结果显示, 大粒径MSNs较小粒径MSNs更易经泌尿系统消除; 小鼠体重监测、血常规及主要脏器病理切片结果说明不同粒径MSNs均具有良好的生物相容性。所有动物实验经浙江中医药大学实验动物伦理委员会审查[批准号: SYXK (浙) 2021-0012], 符合实验动物伦理相关规范。综上所述, 本研究制备粒度梯度的MSNs对比探讨巨噬细胞和内皮细胞的毒性-粒径相关关系, 并进一步从体内外分别考察不同粒径MSNs的生物安全性, 有助于完善MSNs应用于递药系统的安全性设计策略。

MYB转录因子参与调控多种次生代谢产物的生物合成。栀子是我国大宗常用中药材, 主要活性成分为栀子苷。本研究以栀子不同发育时期的叶片和花蕾器官为研究材料, 借助基因组和转录组分析, 全面挖掘栀子苷生物合成相关MYB转录因子。转录组数据分析表明, 不同于萜类合成共有途径基因表达模式, 栀子苷合成特异途径基因在花蕾中的表达量显著高于叶片, 表达模式与该成分的器官积累规律相同, 且香叶醇合酶、环烯醚萜合酶和栀子苷酸甲基转移酶编码基因的启动子区域均含有多个MYB转录因子结合位点。对栀子基因组编码基因进行注释, 共获得105个MYB转录因子, 根据保守结构域数量将其划分为68个1R-MYB、33个R2R3-MYB、3个3R-MYB和1个非典型MYB转录因子。进一步结合系统发育树和实时荧光定量PCR分析, 筛选出3个可能调控栀子苷生物合成的候选MYB转录因子, 包括潜在正调控转录因子GjMYB23及负调控转录因子GjMYB31和GjMYB73。本研究结果将为栀子苷生物合成调控研究及进一步解析栀子品质形成机制奠定基础, 以推动栀子优良品种选育。

《中华人民共和国药典》中收载多基原药材较多, 其不同来源的药材混合使用现象较为普遍, 对临床用药的稳定性具有一定影响。本研究采用焦磷酸测序技术, 从常用DNA条形码序列中筛选物种特异性单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP) 位点, 建立一种快速准确的辨别淫羊藿混合药材粉末中基原种的分子鉴定方法。通过多序列比对分析发现ITS序列第176位(C/T) 和196位处(A/G) 变异、matK序列第123位处(C/G) 变异以及rbcL序列第892位处(A/C) 变异可分别作为鉴别箭叶淫羊藿、朝鲜淫羊藿、淫羊藿及柔毛淫羊藿的特有SNP位点。本研究从灵敏性和稳定性两个方面考察了焦磷酸测序和Sanger测序方法在混合样品测序中的适用性。焦磷酸测序方法对混合样品中低含量样品的检测灵敏度高于Sanger测序方法。稳定性考察发现, 焦磷酸测序技术对高温95 ℃水浴45 min后的模板DNA扩增产物仍可获得有效测序结果, 而Sanger测序方法的临界点为30 min。本研究开发了一种新的基于焦磷酸测序和特异性SNP位点的淫羊藿混合粉末基原物种鉴定技术, 可对淫羊藿药材的混合使用进行快速准确鉴定, 灵敏性和稳定性高, 也可为药材不同基原物种鉴定及混合药材粉末基原鉴定提供技术支撑, 有利于保障临床用药的一致性和稳定性。