2023年是药物研发稳中求进的一年, 小分子药物与生物药物的研发增长齐头并进。美国FDA药物评价和研究中心(CDER) 在过去一年里共计批准了55款新药, 相比2022年的37款新药获批数量提升明显, 其中包括38款新分子实体、17款生物药物、5款基因疗法和2款细胞疗法。首创性(first-in-class) 药物占比稳步增加, 本年度获批13款小分子首创药物和7款生物首创药物, 多数集中于肿瘤和罕见病领域。其中, 多个首创性小分子药物具有突破性意义, 例如首个神经激肽3 (NK3) 受体拮抗剂非唑奈坦(fezolinetant)、首个视黄酸受体(RIG-I) 激动剂帕拉罗汀(palovarotene)、首个蛋白激酶B (AKT) 抑制剂卡匹色替(capivasertib)、首个补体因子B抑制剂伊普可泮(iptacopan) 等。首创性药物具有巨大的学术价值和商业价值, 已成为当前学术界和工业界争相追寻的目标。然而, 首创性药物不仅需要新靶标、新机制和新分子, 更需要全面验证新靶标与疾病的因果性, 研究新机制与药效之间的关联性, 探索新分子与成药性之间的平衡关系, 研发风险极大。本文通过浅析本年度3个首创性小分子药物的研发背景、研发过程和治疗应用, 以期为更多的首创性药物提供研究思路与方法。

结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis) 感染导致的结核病仍然是全球主要的公共卫生难题。生物素即维生素H是脂肪酸生物合成、糖异生及氨基酸代谢等途径所需的辅因子。结核分枝杆菌无法从外界吸收生物素, 生物素的合成是分枝杆菌生物素的唯一来源。不同于经典的BioC-BioH、BioI-BioW途径及非经典的BioZ途径, 结核分枝杆菌早期阶段通过“BioC-BioH(2)”途径合成生物素。本综述重点总结结核分枝杆菌独特的生物素合成途径及其关键基因, 尤其是该途径及生物素依赖性羧化酶对结核病一二线药物的响应, 以及靶向生物素合成的抑制剂和天然产物。

细胞在炎性微环境影响下发生糖代谢重编程, 使其主要供能方式由氧化磷酸化转变为有氧糖酵解, 该过程参与炎症相关疾病发生发展的各个阶段。糖代谢重编程不仅改变单个细胞的代谢模式, 而且打破了机体微环境的代谢稳态, 进一步促进细胞有氧糖酵解, 为炎症相关疾病的恶性进展提供有利条件。有氧糖酵解的相关代谢酶、转运蛋白、代谢产物等均为关键信号分子, 药物通过靶向这些特异性强的关键分子, 抑制有氧糖酵解从而发挥治疗作用。本文围绕糖代谢重编程对炎症相关肿瘤、类风湿关节炎、阿尔茨海默病等炎症相关疾病发生发展的影响以及药物靶向糖代谢重编程对疾病的治疗作用展开综述。

恶性肿瘤癌变过程中细胞膜脂质构成发生显著变化, 并影响膜流动性和功能。细胞膜流动性涉及肿瘤侵袭转移的多个步骤, 包括细胞运动、黏附、膜分子横向扩散、信号传导、物质交换等活动。本文探讨了正常细胞和恶性肿瘤细胞的膜脂质构成和流动性差异, 以及与癌细胞侵袭转移潜力之间的相关性, 并指出通过改善细胞膜流动性或干扰膜脂质构成, 能够抑制肿瘤增殖、侵袭和转移, 这种思路更侧重于改变细胞膜的生物物理特性, 为预防和治疗癌症转移提供了一种新策略。

天然产物是发现抗肿瘤药物的重要来源, 吴茱萸碱作为传统中药吴茱萸的有效成分, 具有微弱的抗肿瘤活性, 近年来, 以其为先导结构开展的药物研究发现了多个高活性抗肿瘤候选药物, 取得了较为显著的研究进展。本文综述了以吴茱萸碱为先导结构开展的抗肿瘤药物设计策略的研究进展, 以期为以天然产物为先导结构的新药开发提供借鉴和参考。

目前治疗痛风炎症的临床常用药物如秋水仙碱、非甾体抗炎药及糖皮质激素仅能缓解关节炎症疼痛, 并且具有严重的肝肾毒性和多器官不良反应。NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3 (NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3, NLRP3) 炎症小体是诱导痛风炎症发作的关键信号因子, 已成为抗痛风药物研发的重要靶标。本文综述了近5年靶向NLRP3炎症小体的抗痛风小分子化合物及其活性评价方法的研究进展, 以期为研发治疗痛风炎症的特异性药物提供参考。

生物传感器分析技术是一类可将生物反应转换为光电信号的高特异性技术, 在阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD) 药物研发中, 针对AD不同假说、不同靶点, 该技术在确证靶标、筛选活性化合物方面发挥了重要作用。该文简述AD发病机制与治疗药物现况, 重点介绍了AD药物研发中常用的表面等离子共振技术(surface plasmon resonance, SPR)、生物膜干涉技术(biolayer interferometry, BLI) 与荧光分析技术这三类生物传感器分析技术, 阐释其基本原理及其应用进展, 并总结各自的优势与局限。

近年来, 位于淋巴系统的生物学靶标越来越多地被发现和利用; 以调控淋巴系统功能或纠正淋巴系统病理改变为主要作用机制的药物逐渐成为研发热点之一; 药物经淋巴系统的吸收、转运、代谢与递送研究与相应递送系统的开发也正引起重视。很多研究成果正被尝试用于免疫治疗、炎症调控、新型疫苗等重要领域, 为肿瘤、自身免疫病、感染类疾病、代谢综合征等多类别重大疾病的治疗带来新机会。本文简要介绍了淋巴系统的结构与生理功能, 淋巴系统内药物靶标与相关药物研究, 以及药物经淋巴系统转运的模式与递送技术, 希望给药学科学工作者、产业界和监管科学界专业人士提供参考。

帕金森病(Parkinson's disease, PD) 是一种慢性神经退行性疾病, 目前主要以左旋多巴等药物进行多巴胺补充治疗, 但左旋多巴在胃肠道吸收不稳定且半衰期短, 长期服用会导致剂末现象、异动症、开关效应等症状的发生, 因此需要研发新型制剂以提高药效、降低不良反应或提高患者用药依从性, 基于以上临床需求, 本文通过案例分析介绍了用于帕金森病治疗的制剂改良策略, 以期为相关制剂的研发提供思路。

过去几十年中, 微泡作为超声造影剂广泛应用于肿瘤成像领域, 随着研究的逐渐深入, 超声靶向微泡破坏技术结合载药微泡能够实现药物的精准释放, 发挥治疗作用。微泡作为微米级载体难以透过肿瘤内皮细胞间隙, 纳米级递药系统——纳泡应运而生, 两者结构特征相似, 但尺寸上的差异突显出纳泡在药物递送方面独特的优势。本综述以外壳材料为分类原则, 对用作超声诊断或治疗的微/纳泡进行归纳总结, 并探讨其未来可能的发展方向, 为微/纳泡的后续开发提供参考。

无针注射技术(needle-free injection technology, NFIT) 是指药物在压力源作用下形成高速喷射流, 透过皮肤到达合适深度的药物递送技术。NFIT可以递送液体、粉末和储库型制剂, 具有防止意外针刺伤、提高药物生物利用度、消除针头恐惧、增加疫苗免疫效果、简化操作及易于患者自用等优势, 是一种非常有潜力的递送药物方式。本文系统介绍了NFIT的研究背景、无针注射器的结构组成及可递送药物、影响注射效果的因素, 并且总结了目前该技术的局限性和发展方向, 为NFIT的应用和发展提供理论基础。

新冠肺炎(coronavirus disease 2019, COVID-19) 是一种由新型严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2) 感染引起的急性传染性疾病, 已给社会经济造成了沉重负担。由于突变体的不断出现, 疫苗和单克隆抗体仅对SARS-CoV-2部分毒株导致的感染有效, 因此寻找广谱高效的小分子药物以应对SARS-CoV-2感染及未来可能暴发的疫情依然具有重要意义。组织蛋白酶L (cathepsin L, CatL) 切割SARS-CoV-2刺突蛋白(spike glycoprotein, S), 在病毒进入宿主细胞的过程中发挥着不可或缺的作用, 因此CatL是广谱抗冠状病毒药物开发的理想靶标之一。在本研究中, 以荧光标记的底物建立CatL酶抑制剂筛选模型, 通过高通量筛选获得两个具有CatL抑制活性的化合物IMB 6290和IMB 8014, 其半数抑制浓度(half inhibitory concentration, IC₅₀) 分别为11.53 ± 0.68和1.56 ± 1.10 μmol·L^-1, 且细胞毒性低; 聚丙烯酰胺凝胶电泳和细胞-细胞融合实验均证实了化合物浓度依赖性地抑制CatL对S蛋白的水解作用; 表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR) 检测表明两个化合物与CatL均具有中等强度的结合力; 分子对接揭示了化合物与CatL活性口袋的结合方式; 假病毒实验进一步确证了化合物IMB 8014对S蛋白介导的进入过程的抑制活性; 体外药代动力学评估发现, 化合物可能具有良好的成药性。所有研究结果提示, 这两个化合物具有治疗SARS-CoV-2感染的潜力。

基于小鼠乳腺癌4T1细胞骨转移的潜能, 通过6-巯基嘌呤筛选, 获得骨髓中播散的4T1细胞。通过形态学观察、增殖实验、上皮细胞及间充质细胞标志物表达、转录组测序及成瘤实验等研究骨髓中播散的4T1细胞的特征。结果表明, 转移至骨髓中的4T1细胞相比未转移的4T1细胞, 其细胞偏圆, 呈纺锤状, 增殖率、迁移能力降低, 上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule, EpCAM)、E钙黏蛋白(E-cadherin) 表达降低, N钙黏蛋白(N-cadherin) 表达增加, 但波形蛋白(vimentin) 无明显变化, 具有部分上皮间充质转化特征。此外, 骨髓中的4T1细胞具有较高脂肪酸代谢和较强成瘤性的特征。本研究为乳腺癌转移的基础研究奠定实验基础。本论文所有动物实验均符合中国药科大学动物伦理委员会标准。

本研究评价绿原酸能否抑制顺铂所致的化疗痛, 并探讨其分子机制。实验方案遵循新乡市中心医院实验动物伦理委员会规定, 所有程序均按照动物使用和护理的伦理原则进行。实验采用von Frey hair和热辐仪测定大鼠的机械痛阈和热痛阈, 采用Western blot检测大鼠背根神经节(dorsal root ganglion, DRG) 中辣椒素受体(transient receptor potential vanilloid type-1, TRPV1) 的表达, 采用膜片钳记录大鼠DRG神经元中TRPV1电流。实验结果表明, 顺铂可诱导大鼠产生机械痛和热痛反应, 而TRPV1受体拮抗剂capsazepine和绿原酸均可抑制顺铂介导的痛觉敏化; Western blot实验表明, 顺铂可上调大鼠DRG中TRPV1蛋白的表达, 而绿原酸则可以抑制顺铂对TRPV1蛋白的上调作用; 膜片钳实验结果显示, 顺铂可增加TRPV1电流密度, 绿原酸可显著逆转顺铂的这种作用。以上结果表明, 绿原酸可通过抑制TRPV1的表达和功能进而缓解顺铂诱发的化疗痛。

特异质药物性肝损伤(IDILI) 一直是药物研究的难点和热点。囿于中药成分的复杂, 中药相关IDILI物质基础的阐明已成为目前研究的瓶颈问题。本研究以淫羊藿和补骨脂为例, 通过建立体外评价模型, 拟为初步筛选中药相关IDILI成分提供一种高通量的评价方法。本研究首先建立TNF-α介导的HepG2细胞易感模型, 以淫羊藿和补骨脂所含指标成分为研究对象, 以细胞上清液中乳酸脱氢酶(LDH) 释放量为检测指标, 构建浓度-毒性响应曲线, 并结合协同毒性指数确定两种中药中所含成分的协同毒性作用及强弱关系。LDH测定结果表明, 补骨脂甲素、补骨脂酚、补骨脂定、补骨脂乙素、异补骨脂二氢黄酮、新补骨脂异黄酮、淫羊藿次苷Ⅰ和淫羊藿次苷Ⅱ对正常细胞和易感状态下的细胞均具有毒性作用, 即这些成分既是直接肝损伤成分, 又是特异质肝损伤成分; 其中补骨脂甲素和新补骨脂异黄酮对正常细胞无毒性作用, 但是在易感状态下有明显的细胞毒性作用, 即二者为潜在特异质肝损伤易感成分。随后, 本研究以补骨脂甲素为代表筛选免疫促进肝损伤成分。结果显示, 淫羊藿中10种成分与补骨脂中3种成分属于直接免疫促进肝损伤成分; 而特异质免疫促进肝损伤成分在淫羊藿中有10种, 补骨脂中有4种; 其中新补骨脂异黄酮、补骨脂定和异补骨脂二氢黄酮属于潜在的特异质免疫促进肝损伤易感成分。协同毒性指数结果显示, 13种特异质免疫促进肝损伤成分(除脱水淫羊藿素外) 与补骨脂甲素联用具有协同增毒作用; 3种特异质免疫促进肝损伤易感成分与补骨脂甲素联用具有协同增毒作用, 其中与新补骨脂异黄酮联用协同毒性指数最大, 而与补骨脂定联用协同毒性指数最小。综上, 该方法可成功筛选淫羊藿和补骨脂中肝损伤成分及免疫促进肝损伤成分, 并可以区分肝损伤成分类型、各成分的毒性强弱程度和协同作用关系, 符合IDILI的特点, 以期为中药相关IDILI物质基础研究提供一种有效模型工具。

金线莲液(喷雾用) 在COVID-19大流行期间表现出良好的临床治疗效果, 但其物质基础及作用机制尚不明确。本研究拟通过网络药理学及分子对接的方法预测金线莲液防治新冠的分子机制, 结合体外药效学实验对当前具有明确新冠防治效果的靶点与金线莲液重点成分的相互作用进行研究。首先运用UPLC-MS结合数据库比对分析金线莲液中活性成分, 经SwissADME数据库体内药代动力学过程筛选得到类药性较好的潜在活性成分17个, SwissTargetPrediction、GeneCards检索获得化合物疾病共有靶点93个。随后运用Cytoscape 3.8.2软件构建“成分-靶点”网络图, 以Metascape平台进行基因功能注释和富集通路分析, 发现金线莲液主要通过异鼠李素、山柰酚、木犀草素、槲皮素、芹菜素等活性成分与共有靶点(NOS3、MPO、MMP3等) 结合, 调节对外部刺激的积极反应、炎症反应、细胞因子产生等生物过程, 发挥抗COVID-19的作用。血管紧张素转换酶2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2) 活性测定实验表明金线莲液(喷雾用) 原液及除去多糖后的上清液(主要为黄酮类成分) 对ACE2酶活性有一定的抑制作用。最后, 采用2019-nCOV-S蛋白假病毒感染HEK-293T-ACE2细胞, 发现金线莲液可能主要通过阻断新冠病毒S蛋白与ACE2的结合发挥抗病毒作用。

以课题组前期发现的咔啉类抗真菌化合物JYJ-19为先导化合物, 设计合成了3个新型咔啉类荧光探针F1~F3。体外抗真菌活性结果显示, 化合物F1具有中等的抗真菌活性(MIC₈₀ = 32 μg·mL^-1); 荧光探针F1的Stokes位移为70 nm, 具有良好的光学性质, 可用于荧光成像研究; 亚细胞定位实验表明, F1在真菌细胞的线粒体富集; 细胞内活性氧水平测试结果显示, 咔啉类化合物JYJ-19作用下细胞内活性氧水平升高。上述结果表明, 咔啉类化合物可能通过作用于真菌细胞的线粒体发挥抗真菌作用。

本文设计合成了一系列邻苯二甲酰亚胺-多奈哌齐杂合物(5a~e, 6a~l) 作为选择性的乙酰胆碱酯酶(AChE) 抑制剂。结果表明, 部分化合物具有较强的AChE抑制活性, 半数抑制浓度(IC₅₀) 达到纳摩尔范围, 优于对照药物加兰他敏和他克林, 与多奈哌齐相近。其中6k对AChE的抑制活性最强, IC₅₀值为0.13 μmol·L^-1。酶动力学及分子对接结果表明化合物6k能够同时作用于AChE的催化活性位点和外周结合位点。部分化合物能够抑制AChE诱导的β-淀粉样蛋白聚集。另外, 吸收、分布、代谢和排泄预测结果显示化合物6k符合Lipinski类药五规则且具有较高的油水分配系数。这些化合物特别是6k可以作为双功能的先导物进行更加深入的活性研究。

采用硅胶柱色谱、薄层色谱和半制备液相等多种色谱学技术从草麻黄根中分离得到6个化合物。根据理化性质与波谱数据鉴定其结构, 分别为(Z)-阿魏酸二十二酯(1)、(E)-阿魏酸二十二酯(2)、邻苯二甲酸-双(2′-乙基庚基)酯(3)、2, 2′-氧代双(1, 4-二叔丁苯) (4)、邻苯二甲酸二异丁酯(5)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(6)。其中化合物1为新化合物, 化合物2~4是首次从麻黄植物中分离得到。采用皮质酮诱导大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(PC-12细胞) 细胞损伤模型进行化合物活性筛选, 结果表明, 化合物1和5能显著改善皮质酮诱导的PC-12细胞损伤, 并且显著升高细胞中5-HT₇ (5-hydroxytryptamine 7) 受体蛋白的表达, 具有潜在的抗抑郁活性。

采用硅胶和凝胶柱色谱等分离技术, 从陕北细叶远志(Polygala tenuifolia Willd.) 干燥根皮的乙醇提取物中分离得到10个化合物。结合现代波谱学方法及其理化性质对其结构分析, 确定其结构分别为β-谷甾醇(1)、细叶远志皂苷(2)、6-甲氧基香豆素(3)、7-苯基-1-羟基-2, 3, 6-三甲氧基𠮿酮(4)、1, 8-二羟基-3, 4, 7-三甲氧基𠮿酮(5)、芒果苷(6)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(7)、芦丁(8)、丁香醛(9)、水杨酸(10)。其中化合物3、4和5为首次从远志属植物中分离得到, 化合物4为一新𠮿酮。采用Ellman比色法对化合物3、4和5进行乙酰胆碱酯酶抑制活性测试, 结果表明, 化合物3和5对乙酰胆碱酯酶具有中等强度的抑制活性, 化合物4的抑制作用较弱。

采用硅胶、MCI、凝胶、ODS等柱色谱以及半制备液相等现代色谱分离技术对窝儿七(Diphylleia sinensi) 乙醇提取物的乙酸乙酯洗脱部位和甲醇洗脱部位的化学成分进行分离纯化, 得到5个黄酮苷类化合物。运用现代波谱学方法(1D NMR、2D NMR、UV、IR和MS) 鉴定结构, 分别为山荷叶酮苷A (1)、山荷叶酮苷B (2)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(3)、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷(4)、山柰酚-3-O-(6″-O-乙酰)-β-D-葡萄糖苷(5)。化合物1和2为2个新的黄酮苷类化合物, 化合物3和5为首次从山荷叶属中分离得到。

五味子是补虚强壮收涩类中药, 临床适用于久咳虚喘、心悸失眠等病症。本研究建立了一种离子淌度分离、数据非依赖采集与数据依赖采集交替进行的组合式质谱扫描方法(high-definition data-independent/data-dependent acquisition, HDDIDDA), 结合UNIFI软件自建数据库驱动的自动峰注解流程, 系统表征与鉴定五味子的多类别化学成分。使用HSS T3色谱柱(100 mm × 2.1 mm, 1.8 μm), 0.1%甲酸水-乙腈为流动相, 流速0.3 mL·min^-1, 柱温35 ℃, 在42 min内实现五味子成分较好的分离; 利用HDDIDDA扫描技术, 利用正、负离子模式分别进行数据采集。通过软件自动峰注解、标准品比对、二级质谱数据解析及文献分析等方法, 从五味子水煎液中共鉴定或推导出105种化合物, 包括56种萜类、42种木脂素类、5种苷类、1种有机酸类及1种黄酮类。HDDIDDA扫描能够改善数据采集的覆盖度, 提高鉴定的准确性, 同时CCS预测分析为离子淌度技术区分同分异构体提供了可能。研究结果为中药智能化的物质基础研究提供了参考。

基于高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(HPLC-Q-TOF-MS/MS) 技术对西黄丸的入血成分进行定性分析, 采用网络药理学对入血成分抗脑胶质瘤的潜在作用机制进行探究, 并通过分子对接和实验验证其具体机制。大鼠灌胃给予西黄丸后收集血清, 根据色谱峰保留时间、精确分子质量、特征碎片离子, 结合对照品及文献数据, 鉴定西黄丸含药血清的化学成分; 通过PharmMapper数据库和SwissTarget Prediction数据库获得成分靶点, 通过GeneCards、OMIM、PharmGKB、TTD、DrugBank数据库获得脑胶质瘤疾病靶点, 利用Cytoscape3.9.1软件构建“成分-靶点”网络关系图; 以STRING数据库构建蛋白质互作(PPI) 网络关系图并对靶点进行GO分析和KEGG分析; 利用分子对接验证核心靶点与相对应的入血成分的结合能力; CCK-8、Western blot验证西黄丸含药血清中代表性成分11-羰基-β-乳香酸(KBA) 抗脑胶质瘤的潜在作用机制。结果共鉴定出入血成分40个(原型成分28个, 代谢产物12个)。网络药理学结果显示, β-榄香酮酸、3-乙酰基-β-乳香酸、KBA、α-乳香酸等9个成分可能是西黄丸含药血清抗脑胶质瘤的活性成分, 其中谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase, GSR)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase, G6PD)、ATP柠檬酸裂解酶(ATP-citrate lyase, ACLY)、醛酮还原酶1成员B1 (AKR1B1)、谷氧还蛋白(glutaredoxin, GLRX) 为关键靶点, 涉及谷胱甘肽代谢(glutathione metabolism) 通路、磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway) 等。进一步细胞实验结果表明, KBA显著抑制T98G细胞增殖(IC₅₀为30.96 μmol·L^-1), KBA (30 μmol·L^-1) 显著下调T98G细胞中GSR蛋白表达水平。综上所述, 西黄丸含药血清可能通过调控谷胱甘肽代谢通路相关靶点GSR和G6PD抗脑胶质瘤。研究结果可进一步为西黄丸抗脑胶质瘤的作用机制研究提供一个有价值的依据。动物福利和实验过程获得南京中医药大学实验动物伦理委员会标准(批准号: ACU221001)。

本研究应用体外细胞实验分析仙鹤草(Agrimonia pilosa, AP) 干预A549细胞后, A549细胞的细胞活力、细胞凋亡、细胞周期的变化, 探讨仙鹤草在体外的抗肿瘤活性, 同时利用液相色谱-质谱(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS) 联用的代谢组学技术分析细胞内代谢物的变化及代谢通路, 为研究仙鹤草治疗非小细胞肺癌A549细胞的作用机制提供理论基础和实验依据。实验结果显示随着仙鹤草药物浓度的增加, A549细胞的细胞核发生皱缩, 出现明显的凋亡现象; 细胞的存活率降低, 在低、高剂量条件下抑制率分别达到21.5%、91.74%; 乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH) 含量上升(P < 0.05)。代谢组学结果显示两组间代谢差异明显, 推测出LysoPC (24:0/0:0)、LysoPC(17:0/0:0) 和PC(O-40:5) 等33个差异代谢物; 通路富集发现, 中药仙鹤草主要通过调节A549细胞的甘油磷脂代谢、嘌呤代谢等发挥抗肿瘤作用, 其中对甘油磷脂代谢通路的影响最为显著。结合药效结果提示, 仙鹤草有可能通过调节A549细胞内LysoPC(24:0/0:0)、LysoPC(17:0/0:0) 和PC(O-40:5) 代谢物, 诱导细胞凋亡和抑制A549细胞的生长。

本研究旨在探讨款冬花熏吸疗法对香烟烟雾诱导的肺损伤模型小鼠的改善作用, 并分析其对肺损伤小鼠肺组织代谢轮廓的影响。所有动物福利和实验过程均遵循山西大学动物伦理委员会的规定(批准号: SXULL2019014)。通过HS-GC-MS分析鉴定款冬花热挥发性成分23种。款冬花熏吸干预能够改善香烟烟雾诱导的肺损伤模型小鼠的肺组织形态, 降低白介素-6 (interleukin-6, IL-6) 和白介素-1β (interleukin-1β, IL-1β) 的水平。采集各组小鼠的肺组织进行基于UHPLC-QTOF MS的代谢组学分析, 结果显示香烟暴露后肺组织中有70个代谢物水平显著变化, 经款冬花熏吸干预后能回调溶血磷脂酰胆碱(lysophosphatidylcholine, LPC)、12-HETE、腺苷、黄嘌呤等35个差异代谢物水平。LPC、12-HETE、腺苷、黄嘌呤等代谢物与体内的炎症反应密切相关, 这些回调的代谢物集中在嘌呤代谢、花生四烯酸代谢、磷脂代谢和丙酮酸代谢通路上。说明款冬花挥发性成分中含有的萜类物质可能通过调节肺组织中溶血磷脂酰胆碱、12-HETE、腺苷等炎性反应相关代谢物的水平, 进而通过嘌呤代谢、磷脂代谢等途径缓解香烟烟雾诱导小鼠肺部炎症。本研究证明了款冬花传统熏吸应用的科学内涵, 为款冬花熏吸应用及产品开发提供了理论依据。

本文通过构建小鼠浓氨水引咳模型与小鼠气管酚红排泄模型研究桔梗皂苷D (platycodin D, PD) 的镇咳祛痰活性, 采用代谢组学方法研究并阐释PD的镇咳祛痰机制。动物实验经江西中医药大学动物伦理委员会批准(批准号: JZLLSC-20220739)。将小鼠随机分为正常组、模型组、阳性药、PD低、中、高剂量给药组, 通过浓氨水引咳和酚红排泄实验评估PD的镇咳与祛痰药效。采用UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS对小鼠肺组织代谢物进行鉴定, 应用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA) 分析方法, 通过变量投影重要性值(VIP) 和t检验结果筛选差异代谢物, 利用MetaboAnalyst平台富集差异性代谢产物的通路。采用比较学方法比较PD与桔梗总皂苷及去芹糖桔梗皂苷D (deapio-platycodin D, DPD) 的镇咳祛痰机制的异同。结果显示, 各浓度PD能显著延长(P < 0.05) 浓氨水引咳模型中小鼠的潜伏期, 减少咳嗽次数, 能显著增加(P < 0.05) 酚红排泄模型中小鼠的酚红排泄量。代谢组学分析结果显示其可调控苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、亚油酸代谢、苯丙氨酸代谢、甘油磷脂代谢、酪氨酸代谢等6条代谢通路发挥镇咳作用; 可调控亚油酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、甘油磷脂代谢、柠檬酸循环、花生四烯酸代谢等8条代谢通路发挥祛痰作用; 但受桔梗皂苷成分结构及其与肠道菌群双向调控作用影响, 仅亚油酸代谢和花生四烯酸代谢通路均可被桔梗总皂苷、PD及DPD所共同调控而发挥镇咳祛痰作用。生物信息功能分析显示, PD调控的代谢通路与抗炎、免疫功能调节、神经递质释放、细胞信号传导、能量代谢与细胞凋亡等调控机制密切相关。本研究显示PD具有良好的镇咳祛痰活性, PD与桔梗总皂苷及DPD镇咳祛痰机制的异同特性表明PD所含芹糖分子及桔梗皂苷成分与肠道菌群的双向调控作用对于PD及DPD等桔梗皂苷成分的镇咳祛痰机制具有重要影响。

本研究考察了不同载体材料对黄体酮固体分散体体外性质的影响, 以流变学性质为考察指标, 采用热熔挤出技术制备难溶性药物黄体酮固体分散体, 并对固体分散体的体外性质进行表征。扫描电子显微镜显示固体分散体具有粗糙的表面和团聚的微观结构, 呈不规则块状颗粒。差示扫描量热法和粉末X-射线衍射法显示固体分散体中黄体酮晶型的变化, 由结晶态转变为无定型态。体外溶出度研究显示不同载体材料制备的固体分散体可以有效地改善药物的溶出速度。研究结果表明, 载体材料类型对固体分散体的体外性质具有显著影响, 为固体分散体在难溶性药物控释方面的研究提供了参考。

人脐带间充质干细胞在再生医学中应用广泛, 但较少有研究关注间充质干细胞制剂生产中的稳定性。本研究通过对生产过程中细胞原液、半成品稳定性研究及制剂复苏稳定性研究, 为生产过程提供依据, 为制剂复苏使用方法提供参考。采用3批次细胞制剂, 取生产过程中细胞原液、半成品分别静置在低温(2~8 ℃) 及室温(20~26 ℃) 条件下储存, 细胞原液储存时间间隔为0、2、4、6 h, 半成品储存时间间隔为0、1、2、3 h, 考察项目包括外观检查、活细胞浓度、细胞活率、细胞表面标记、淋巴细胞增殖抑制率及无菌检查。此外, 取细胞制剂复苏后分别进行稀释和培养稳定性探索, 复苏稀释液分别为0.9%氯化钠注射液、0.9%氯化钠注射液+ 1%人血白蛋白、0.9%氯化钠注射液+ 2%人血白蛋白, 稀释倍数包括10倍及40倍, 稀释后静置时间间隔为0、1、2、3、4 h。复苏培养液分别为DMEM培养基、DMEM + 2%血小板裂解物、0.9%氯化钠注射液、0.9%氯化钠注射液+ 1%人血白蛋白, 培养时间为24 h。考察项目为活细胞浓度及细胞活率。实验结果表明, 细胞原液在低温(2~8 ℃) 及室温(20~26 ℃) 条件下静置6 h内均维持稳定, 细胞半成品在同样条件下静置3 h内维持稳定。制剂复苏后, 使用含1%或2%人血白蛋白的氯化钠注射液稀释, 在4 h内细胞活率维持在80%以上。不同稀释倍数对细胞活性存在影响。制剂复苏后, 使用含2%血小板裂解物的完全培养基培养24 h后, 细胞活率达到80%以上。综上表明, 细胞原液在6 h内、细胞半成品在3 h内稳定性均满足要求, 细胞制剂复苏后稀释液中添加1%或2%人血白蛋白更好保护细胞活性。

植物生长素早期响应基因家族(auxin/indole-3-acetic acid, Aux/IAA) 及其与生长素响应转录因子(auxin response factor, ARF) 的互作是调控植物生长发育的重要方式。本文基于药用植物决明(Senna tora L.) 全基因组数据鉴定到28个StoIAA和24个StoARF成员, 分别归为10个和8个亚家族。系统发育树和共线性分析发现, 决明与大豆(Glycine max)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula) 的IAA、ARF同源基因均存在密切的进化关系, 且基因片段重复事件主导了StoIAA和StoARF的扩张。基因结构分析显示, 绝大多数StoIAAs和StoARFs含有特征保守结构域。转录组数据分析显示, StoIAAs和StoARFs在叶、根和种子中均有表达, 部分成员具有组织表达特异性。StoIAA和StoARF启动子区域多含有与胁迫响应、生长发育、激素诱导、次生代谢等相关的作用元件。基因表达分析显示许多StoIAAs和StoARFs能够迅速响应干旱和盐胁迫, 且在两种胁迫条件下表现出相似的表达模式。酵母双杂交实验证实StoARF8和StoARF10分别与多个StoIAA蛋白之间同时存在不同程度的互作。以上研究结果为进一步开展决明Aux/IAA和ARF基因家族的生物学功能分析提供基础。

昆明杯冠藤和青羊参隶属于夹竹桃科鹅绒藤属, 是重要的药用植物。本研究对昆明杯冠藤和青羊参叶绿体基因组进行测序、组装, 并对两者叶绿体基因组的结构特征及其系统发育位置进行了分析。结果表明, 昆明杯冠藤和青羊参叶绿体基因组均具有典型的四分体结构, 注释到133个基因, 两者总GC含量接近。密码子偏好性分析显示, 昆明杯冠藤和青羊参叶绿体基因组中相对同义密码子使用度略有不同, 但差异不大, 且在密码子第3位有强烈的A或U偏好。在两者叶绿体基因组中分别检测到91个和103个简单重复序列, 以A/T类型重复占比最大。核苷酸多态性分析显示, 鹅绒藤属叶绿体基因组共有间区序列的核苷酸多态性值高于共有基因序列, 基于共有间区序列的高变区设计了一对引物可对昆明杯冠藤和青羊参进行鉴别。系统发育分析表明, 昆明杯冠藤和地梢瓜亲缘关系最近, 青羊参、白首乌和隔山消在鹅绒藤属中形成稳定的单系分支, 三者亲缘关系较近。对昆明杯冠藤和青羊参叶绿体基因组特征及其系统发育的比较分析将为两种植物的物种鉴定及鹅绒藤属植物的遗传多样性和系统进化研究奠定理论基础。

托品烷生物碱(TAs) 是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物, 颠茄是提取TAs的主要药源植物, 利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略, 在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase, CYP82M3) HnCYP82M3 (来源于天仙子) 和托品酮还原酶Ⅰ (tropinone reductase Ⅰ, TRI) DsTRI (来源于曼陀罗) 两个酶基因, 以期通过CYP82M3催化合成托品酮(开源), TRI进而将托品酮引入TAs合成的代谢方向(引流), 大量促进3种TAs的积累。从天仙子根中克隆了HnCYP82M3基因, 其编码氨基酸与颠茄AbCYP82M3序列一致性高达91.7%。单独超表达HnCYP82M3不影响颠茄发根TAs的含量, 说明CYP82M3不是TAs合成的关键酶。同时超表达HnCYP82M3和DsTRI极大促进了3种TAs的积累, 莨菪碱、山莨菪和东莨菪碱含量分别是对照的4.97倍、2.83倍和2.19倍, 并且提高幅度大于DsTRI单表达。本研究证明分支点处酶基因共表达的开源引流策略是有效提高颠茄TAs合成的代谢工程新方法, 为工业化大量获取TAs奠定了理论和技术基础。