过刊目录犬尿氨酸3-单加氧酶(kynurenine 3-monooxygenase, KMO) 是机体犬尿氨酸代谢途径(kynurenine pathway, KP) 分解代谢下游的一种关键限速酶。在KMO催化下, 中间产物犬尿氨酸被代谢为多种活性代谢物, 包括3-羟基犬尿氨酸(3-hydroxykynurenine, 3-HK)、喹啉酸(quinolinic acid, QA) 和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+) 等。越来越多的研究表明, KMO表达活性异常介导KP代谢紊乱, 参与了神经系统疾病、自身免疫病、感染性疾病及肿瘤等的发生发展, 提示其可作为一个潜在、有效的药物治疗靶点。本文重点介绍KMO在多种疾病病理机制中的作用, 并总结了已有的KMO抑制剂, 为靶向KMO治疗提供方法和思路。
细菌耐药一直是抗感染药物研究领域亟待攻克的难题。鲍曼不动杆菌作为引起院内感染的重要病原菌, 严重威胁患者的生命健康。近年来, 多重耐药、泛耐药, 甚至全耐药鲍曼不动杆菌的检出率不断升高, 因此开发新的治疗鲍曼不动杆菌感染的策略迫在眉睫。铁是鲍曼不动杆菌生存必需的基本元素, 也是参与感染进程的重要物质。细菌为了应对宿主铁饥饿现象, 发展了一系列铁摄取手段, 如分泌铁载体螯合铁、摄取血红素、利用Feo系统转运亚铁等。开发相应的抗菌策略以抑制鲍曼不动杆菌的铁摄取, 是应对鲍曼不动杆菌感染的有效手段。本文将从鲍曼不动杆菌铁摄取机制以及基于此机制发展的抗菌策略两个方面进行综述。
S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM) 作为仅次于ATP第二普遍存在的辅助因子, 其主要的功能是作为SAM依赖性甲基转移酶的甲基供体, 对DNA、RNA、蛋白质等基本生命物质进行甲基化修饰。此过程构成了表观遗传调控、细胞信号转导和生物代谢循环的重要一环, 参与多种疾病的发生与发展, 因此, SAM依赖性甲基转移酶已成为药物研发的潜在靶点。最近, 许多核苷类分子已经被开发为甲基转移酶的SAM竞争性抑制剂, 从而阻断下游的信号通路, 达到治疗相关疾病的目的。本文系统性回顾基于SAM结构开展改造的甲基转移酶抑制剂设计策略和研发过程, 分析核苷类甲基转移酶抑制剂研发的不足和解决方法, 为未来设计靶向甲基转移酶SAM结合位点的核苷类分子提供更多的思路。
肿瘤坏死因子受体相关因子-2和Nck相互作用蛋白激酶(TNIK) 与肿瘤的发生、发展和预后密切关系, 参与了Wnt/β-catenin等重要的信号通路的调节, 是肿瘤治疗中的一个潜在的重要靶标。目前已经报道多种结构多样且体外酶活很高的TNIK抑制剂, 但是由于选择性差、毒性大和体内抗肿瘤治疗效果不显著等多方面原因, 限制了其进一步开发。截至目前, 尚没有一个TNIK抑制剂进入临床研究。本文将对近年来靶向TNIK的小分子抑制剂在抗肿瘤治疗中的最新研究进展进行综述, 以期为后续TNIK抑制剂的研究开发提供借鉴。
五环三萜类化合物是自然界广泛存在的一类含有六个异戊二烯五环结构的重要天然产物, 具有广泛的药理活性, 包括抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等。基于五环三萜类天然产物的结构修饰及新药开发一直是国内外研究的热点。本文综述了近年来不同种类五环三萜天然产物的结构修饰、药理作用以及临床研究的相关进展。
氘代药物相比原型药物因具有改善药动学特性、减少毒性代谢产物、稳定手性结构等优势, 已成为药物设计与开发的新策略。现代氘代合成技术仍不可避免地会生成氘同位素杂质(包括氘同位素异数体和氘同位素异构体), 这些氘同位素杂质通过氘动力学同位素效应显著影响药物的安全性与有效性。因此, 氘同位素纯度是氘代药物相比其他药物最为特征的关键质量属性。然而, 同位素混合物在常规分析方法下难以分离, 且目前尚无药品监管机构制定氘代药物分析检测和质量控制相关的指南, 这使得氘代药物的开发在分析上面临着很大的挑战。本文对目前氘代药物同位素纯度检测技术的研究进展进行了综述, 总结了不同方法的优缺点及应用范围, 以期为氘代药物的开发和相关研究提供参考。
近年来, 抗生素滥用导致治疗过程出现细菌感染耐受, 而耐药菌感染会造成的发病率及死亡率大幅提高。由于药物递送系统能够被精准设计, 实现药物的可控释放, 从而能降低抗生素毒不良反应与耐药风险, 因此, 可以寻求新型药物递送系统以应对细菌感染带来的挑战。本综述首先概述细菌感染流行与防控现状, 并进一步围绕微生物天然特性如表面特异性蛋白、生理信号感应、定向运动、抗菌物质分泌等方面系统梳理并总结了近些年报道的活体微生物及其衍生物递药系统, 及它们如何发挥抗菌作用的作用机制, 揭示了基于活体微生物及其衍生物的递药系统在细菌感染类疾病的治疗中显示的巨大应用潜力。本综述旨在为开发基于活体微生物及其衍生物的新型递药系统用于治疗细菌感染类疾病提供思路。
金属有机框架(metal-organic frameworks, MOFs) 是一类以金属离子为结点, 有机配体为连接桥, 通过配位键形成的多维孔道网格结构的晶体材料, 因其具有良好的理化性能, 被广泛地应用于杀菌、载药、成像、检测等生物医学领域。纳米金属有机框架(nanoscale metal-organic frameworks, nMOFs) 作为常用药物载体, 经过胞吞入胞能够获得更安全的靶向性及更优异的疗效。本文从粒径、形态、表面改性三大理化性质对nMOFs药物载体胞吞的影响因素进行综述, 并以疾病类型为分类依据总结nMOFs胞吞途径最新研究进展, 反思相关研究方法存在的不足。最后对未来的研究手段和研究目标进行展望, 以期为nMOFs药物载体的合成与开发提供一定思路和借鉴意义。
抗体偶联药物(antibody-drug conjugate, ADC) 因其具有靶点清晰、特异性强等优点已成为临床上治疗多种疾病尤其是癌症的有效手段。但传统ADC中的单克隆抗体组织渗透能力差, 存在免疫原性和免疫毒性等风险, 且改造成本高。由驼科动物血液中提取的纳米抗体(nanobody, Nb) 是目前已知具有完整抗原结合能力的最小抗体片段, 具有组织渗透能力强、免疫原性低、特异性强、稳定性高等优势, 可以代替传统单克隆抗体参与构建纳米抗体偶联药物(nanobody-drug conjugate, NDC)。本文从纳米抗体结构优势、NDC的构建、纳米抗体偶联物的应用三个方面进行综述与讨论, 以期为NDC的研究与发展提供思路。
丹参是临床常用的活血化瘀药, 主要用于心脑血管疾病的治疗, 其关键活性物质丹参酮的合成和调控机制一直为研究热点。本文对近年来有关转录因子(AP2/ERF、bHLH、MYB、bZIP、WRKY等) 调节丹参酮类成分生物合成的研究成果进行了归纳总结, 指出了丹参转录调控研究存在的问题, 探讨了转录因子在丹参酮类活性成分生物合成调控中的研究方向, 为进一步发现和利用丹参酮类活性物质调控功能基因提供理论依据。
探讨Nod样受体蛋白3 (Nod-like receptor protein 3, NLRP3) 炎症小体抑制剂N14对尿酸钠(mono sodium urate, MSU) 晶体诱导的痛风性关节炎(gouty arthritis, GA) 小鼠的治疗作用。首先采用细胞计数试剂(cell counting kit-8, CCK-8) 法检测N14对小鼠单核巨噬细胞J774A.1活力的影响; 利用免疫印迹法(Western blot) 检测N14对细胞上清中成熟的白介素1β (interleukin 1β, IL-1β)、胱天蛋白酶-1 (cysteinyl aspartate specific proteinase-1, caspase-1) 活化物caspase-1 p20及细胞裂解液中NLRP3、pro-caspase-1和pro-IL-1β表达的影响。通过MSU诱导的小鼠痛风性关节炎模型, 检测痛风性关节炎小鼠的红、肿、热、痛反应; 苏木素-伊红(hematoxylin-eosin, H&E) 染色进行小鼠足部病理学检测; 应用免疫印迹法检测小鼠足部组织中NLRP3、pro-caspase-1和pro-IL-1β的表达; 并考察N14对小鼠血浆中谷丙转氨酶(alanine transaminase, ALT)、谷草转氨酶(aspartate transaminase, AST) 等含量的影响。本文中所有动物实验均获得青岛海洋生物医药研究院科学伦理委员会批准(批准号: E-MBWNL-2024-20)。实验结果显示, J774A.1细胞与高浓度的N14 (100 μmol·L-1) 共孵育后未见明显细胞毒性, 且有效阻止MSU诱导的NLRP3炎症小体的激活。在小鼠痛风性关节炎模型中, N14显著改善痛风性关节炎引起的红、肿、热、痛, 下调小鼠足部组织中NLRP3炎症小体相关蛋白水平, 同时对小鼠血浆中各项生化指标无显著影响, 具有良好的耐受性。综上, N14通过抑制NLRP3炎症小体通路有效缓解小鼠痛风性关节炎, 对相关疾病的预防和治疗都具有重要意义。
便秘是一种常见的疾病, 给患者的生活造成很大影响, 同时可能并发许多高危因素。本研究使用盐酸洛哌丁胺建立慢性便秘小鼠模型, 给予当归肉苁蓉纤维(当归、肉苁蓉、小麦纤维和低聚木糖) 复方高(3.6 g·kg-1, 30倍人用推荐剂量)、低(0.6 g·kg-1, 5倍人用推荐剂量) 剂量干预14天, 通过观察粪便形态, 测量含水率以及小肠运动实验考察复方通便的药效; 通过酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) 检测小鼠血清中胃肠激素胃动素(motilin, MTL)、胃泌素(gastrin, GAS) 以及炎症因子白介素1β (interleukin-1β, IL-1β)、肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor-α, TNF-α) 的水平; 采用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, H&E) 染色检测结肠组织病理损伤; 采用免疫蛋白印迹实验(Western blot) 和免疫组织化学实验检测结肠中水通道蛋白3 (aquaporin 3, AQP3) 和c-Kit的表达水平, 初步探索相关机制。实验结果显示, 给予当归肉苁蓉纤维复方干预后, 小鼠粪便形态改善, 含水率增加, 小肠推进率提高, 血清中胃肠激素水平显著升高, 炎症因子水平显著降低, 结肠病理损伤得到改善, 结肠中水通道蛋白AQP3表达水平明显降低, c-Kit表达水平明显升高, 结果显示一定量-效关系。说明该当归肉苁蓉纤维复方能够显著改善小鼠便秘, 调节血清中炎症因子和胃肠激素水平, 改善肠道损伤, 且这一作用与调控肠道水通道蛋白AQP3和c-Kit表达有关。本实验获暨南大学动物实验伦理委员会批准。
鉴定红花逍遥片的化学成分谱, 从“病-证-症-方”关联角度, 探索该中成药品种治疗经前期综合征(premenstrual syndrome, PMS) 肝郁气滞血瘀证的作用特点与生物学内涵。采用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q Exactive Orbitrap HRMS) 鉴定红花逍遥片的化学成分谱; 依据组方原理将其划分为疏肝解郁组、活血调经组和益气健脾组, 通过Pharmmapper数据库与中医药整合药理学研究平台(TCMIP v2.0) 收集红花逍遥片各功效组所含中药的候选靶标信息; 通过中医证候本体及多维定量关联计算平台(SoFDA) 数据库、GeneCards、DisGeNET、MalaCards和已发表文献, 收集PMS现代医学的临床症状、中医诊疗标准及其临床症状的相关基因集; 依据基因间相互作用信息, 建立“红花逍遥片候选靶标-PMS肝郁气滞血瘀证相关基因”互作网络, 通过计算网络拓扑特征值, 筛选核心网络靶标, 并基于Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) 数据库开展功能挖掘, 进一步探索红花逍遥片组方中各功效组在干预PMS中的优势药效环节, 并加以动物实验验证。红花逍遥片中共鉴定获得109个化学成分, 其中疏肝解郁组含20个化学成分, 主要作用于神经系统、雌激素调节与“免疫-炎症”相关通路而发挥疏肝功效; 活血调经组含77个化学成分, 主要作用于血液循环系统、“免疫-炎症”与雌激素调节相关通路而发挥补血和气、养血柔肝的功效; 益气健脾组含30个化学成分, 通过调节“免疫-炎症”、消化系统与激素水平而发挥扶正益气、利水渗湿的功效。疾病靶组织生化指标检测结果表明, 与溶剂对照组相比, PMS模型大鼠下丘脑组织中的5-HT与DA水平下降, 子宫组织中E2、NO、VEGF、RLN水平下降, OT、PROG、IL-6、IL-1β、TNF-α、ET-1水平上升, 红花逍遥片给药后能够缓解或逆转PMS大鼠的上述病理改变, 表明红花逍遥片能够通过调节雌激素合成与分泌、干预神经递质合成与信号传导、矫正“免疫-炎症”失衡和调节消化系统功能, 发挥其舒肝、理气、活血、健脾的综合功效, 有助于改善PMS肝郁气滞血瘀证中机体“神经-内分泌-免疫”系统与血液循环紊乱, 为明确红花逍遥片治疗PMS肝郁气滞血瘀证的优势药效环节和探索其作用机制提供参考。本实验获得中国中医科学院中药研究所动物伦理委员会批准(批准号: 2023B248)。
炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD) 以慢性复发性肠道炎症为特征, 包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC) 和克罗恩病(Crohn's disease, CD)。IBD已成为全球性的医疗保健问题。临床上尚缺乏有效治疗药物。本研究聚焦于UC模型, 旨在寻找新的治疗策略。前期研究发现, 五味子甲素(schisandrin A, SchA) 体外具有抗炎作用, 并促进法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR) 的转录活性。FXR反向调控NF-κB的转录活性, 在调节炎症反应中具有重要作用。因此, 本研究主要探讨SchA对UC的保护作用及其通过FXR信号通路调控的机制。在RAW264.7细胞上评价SchA对炎症因子mRNA水平的影响。用双荧光素酶报告基因实验验证SchA与FXR靶向关系。动物实验遵循上海中医药大学动物伦理委员会规定(批准号: PZSHUTCM2304250005)。野生型或FXR敲除的C57BL/6小鼠自由饮用3%右旋葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate, DSS) 7天诱导小鼠急性UC, 并灌胃给药SchA连续7天。实验期间每日监测小鼠体重及粪便情况。采用RT-qPCR方法检测结肠组织炎症因子、FXR靶基因的mRNA水平。结果显示: 体外SchA抑制脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 诱导的炎症因子mRNA水平的增加。同时, SchA可以增加FXR的转录活性。在野生型小鼠中, SchA能明显改善急性UC小鼠的体重下降、结肠缩短、稀便和便血; SchA显著降低结肠组织中促炎因子基因的表达、增加FXR靶基因的表达。在FXR敲除小鼠中, SchA对小鼠急性UC的缓解作用消失。综上, SchA可通过FXR信号通路降低肠道炎症, 缓解DSS诱导的小鼠急性UC, 提示五味子木脂素类化合物可能是IBD药物开发的先导化合物。
糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DR) 是一种累及眼睛的糖尿病并发症, 会导致患者视力低下甚至失明。本文旨在研究三七总皂苷(Panax notoginseng saponins, PNS) 溶液滴眼给药对链脲佐菌素(streptozotocin, STZ) 诱导的大鼠非增殖性糖尿病视网膜病变(non-proliferative diabetic retinopathy, NPDR) 的改善作用及其机制。实验方案经上海中医药大学实验动物福利与伦理委员会审查, 符合实验动物福利与伦理相关规范(伦理号: PZSHUTCM 211115004)。通过对大鼠腹腔单次注射STZ诱导糖尿病模型, 注射两个月后, 分别按照20、40和80 mg·kg-1的剂量双眼滴眼PNS溶液, 每日2次, 每次间隔6 h, 连续1个月。通过对大鼠眼球进行苏木精-伊红染色和免疫组化分析, 观察视网膜的形态结构变化和小胶质细胞的活化情况; 采用伊文思蓝染料渗漏实验, 观察血-视网膜屏障(blood-retina barrier, BRB) 的破坏情况; 利用胰酶消化视网膜并进行染色, 观察视网膜中无细胞毛细血管的数量; 通过尾静脉注射异硫氰酸荧光素偶联刀豆蛋白A凝集素, 观察视网膜中黏附的中性粒细胞数量; 采用酶联免疫实验检测血清中炎症因子的表达; 采用Western blot实验检测视网膜组织中相关蛋白的表达以及核因子κB (nuclear factor kappa-B, NF-κB) 的转录激活。结果发现, PNS溶液滴眼给药能够显著增加视网膜的厚度、减少无细胞毛细血管的数量以及上调紧密连接蛋白claudin-1和occludin的表达, 从而缓解BRB的损伤。此外, PNS溶液滴眼给药也能够显著减少中性粒细胞的黏附和小胶质细胞的活化、降低血清中炎症因子的表达以及视网膜p65蛋白的核转移, 有效抑制视网膜炎症的发生。以上结果表明, PNS溶液滴眼给药可以通过抑制NF-κB信号通路的激活, 降低炎症的发生, 从而发挥改善NPDR的作用。
冠状病毒属冠状病毒包含多种人类致病病毒, 抗冠状病毒药物研发具有重要价值。开发靶向宿主细胞的抗病毒药物不仅有助于发展新的抗病毒策略, 同时有利于解决病毒突变而带来的耐药性等问题。本课题组前期研究发现, 细胞周期依赖性蛋白激酶(cell cycle-dependent protein kinases, CDKs) 参与冠状病毒的复制, 成为潜在的抗病毒靶点。本研究发现广谱CDK抑制剂夫拉平度显著抑制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) RNA依赖性RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase, RdRp) 活性。进一步研究表明, 夫拉平度抑制SARS-CoV-2 RdRp的RNA合成效率。此外, 夫拉平度能够有效抑制人类冠状病毒OC43 (human coronavirus OC43, HCoV-OC43) 的复制。本研究表明, CDK抑制剂夫拉平度可能是潜在的抗冠状病毒药物。
脂多糖(lipopolysaccharides, LPS) 是革兰阴性菌细胞膜外膜重要组成成分, 与多数革兰阴性菌不同, 鲍曼不动杆菌在LPS缺失后仍可存活并获得对多黏菌素的耐药性。有关LPS缺失鲍曼不动杆菌的研究多是针对多黏菌素诱导产生的LPS缺失株, 背景复杂且不稳定。为深入研究LPS缺失介导的多黏菌素耐药鲍曼不动杆菌, 本研究通过双质粒CRISPR/Cas9系统敲除鲍曼不动杆菌ATCC 19606的lpxC基因, 构建稳定且背景清晰的LPS缺失株, 并对缺失株的形态、生长速率、抗生素的敏感性、毒力、膜通透性和膜电势进行分析。动物实验经中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所实验动物管理与动物福利委员会批准(批准号: IMB-20240119D9)。结果显示, 鲍曼不动杆菌ATCC 19606的lpxC基因被成功敲除, lpxC缺失后菌株失去外膜LPS, 形态由杆状变为球状, 细菌生长速率变慢, 膜通透性升高, 膜电势降低, 对β-内酰胺类、喹诺酮类、氨基糖苷类、大环内酯类、糖肽类抗生素的敏感性增强, 并且体内毒力大幅下降。lpxC缺失引起鲍曼不动杆菌的膜稳态、适应性发生明显改变, 了解LPS缺失介导的多黏菌素耐药鲍曼不动杆菌的特征变化有利于探究鲍曼不动杆菌耐药机制、寻找治疗新策略。
肾脏缺血再灌注损伤(ischemic reperfusion injury, IRI) 是导致急性肾损伤(acute kidney injury, AKI) 的主要原因, 预后不良且死亡率高。有报道提示大黄酚具有肾脏保护作用, 但其对IRI的影响及机制尚不清楚。本研究旨在探索大黄酚对IRI诱导的AKI的影响及其作用机制。通过建立小鼠单侧肾脏IRI模型, 观察肾脏组织病理变化, 检测血清中肌酐、尿素氮水平及肾组织中细胞凋亡、线粒体自噬相关蛋白的表达; 建立肾小管上皮细胞(human kidney-2, HK-2) 缺氧复氧(hypoxia/reoxygenation, H/R) 模型, 测定其线粒体膜电位水平及活性氧含量; 筛选大黄酚与AKI的相关作用靶点并进行功能富集分析, 对核心靶点、关键通路进行验证。动物实验经北京大学实验动物伦理委员会批准(编号: LA2021503)。结果显示, 与假手术组相比, IRI组小鼠血清肌酐、尿素氮水平升高, 肾组织结构明显遭到破坏, 肾损伤分子(KIM1)、凋亡相关蛋白(cleaved-caspase 3、caspase 3、cytochrome C)、线粒体自噬蛋白(PINK1) 表达增加, 而大黄酚可呈剂量依赖性地改善上述病理变化, 并能够显著提高H/R条件下HK-2细胞线粒体膜电位, 抑制活性氧产生; 通过网络药理学分析发现HSP90AA1和PIK3R1为关键靶点, 主要富集于磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B (phosphoinositide 3 kinase/protein kinase B, PI3K/Akt) 通路, 验证发现大黄酚能够显著降低H/R条件下HK-2细胞HSP90AA1和PIK3R1 mRNA水平, 并增加p-PI3K、PI3K、p-Akt和Akt蛋白表达水平。综上, 大黄酚可能通过靶向调节HSP90AA1、PIK3R1, 并活化PI3K/Akt通路, 减少细胞凋亡, 调节线粒体自噬, 提高线粒体膜电位, 抑制活性氧产生, 进而改善由IRI诱导的AKI, 为急性肾损伤提供了潜在治疗方案。
本研究以中药活性成分甘草酸与锌离子形成金属配合物超分子水凝胶为例, 探究不同浓度锌离子对金属配合物自组装的影响, 并对形成的无载体超分子水凝胶的性质及组装机制进行表征; 采用扫描电子显微镜和zeta电位表征了甘草酸-锌离子配合物水凝胶的微观形貌及稳定性, 其微观形态为1 μm左右的类球形颗粒, 且长期放置稳定性良好; 采用流变仪检测其材料学性质, 其具有优异的机械稳定性、可愈合性和可逆性; 通过体外抑菌实验, 发现甘草酸-锌离子配合物无载体超分子水凝胶相比甘草酸具有增强的抑菌效果; 分别采用脂多糖和过氧化氢诱导RAW 264.7细胞损伤模型进行活性评价, 发现该水凝胶同时具有抗炎和抗氧化的功效。以上研究结果表明, 甘草酸-锌离子金属配合物水凝胶不仅具有良好的材料学性质, 自身还具有良好的抗菌、抗炎、抗氧化多重生物活性, 具有作为无载体多功能抗菌敷料的潜在临床研究价值, 本研究为从天然中药活性成分中发现新型生物医疗材料提供参考。
微孢子虫是一类威胁畜牧渔生产与人类健康的胞内寄生真核微生物, 但目前尚无专用微孢子虫化学治疗药物。基于大观霉素的低毒性和磺酰胺的良好药学性质, 作者设计了大观霉素的磺酰胺类衍生物; 通过反应条件探索, 以52%~74%的收率合成了21个目标分子, 并通过氢谱、碳谱、高分辨质谱等确证了分子结构; 通过体外筛选, 研究了目标分子的宿主细胞毒性和对脊椎动物微孢子虫代表-海伦脑炎微孢子虫的生物活性, 发现各有4个目标分子能抑制或促进海伦脑炎微孢子虫增殖。本研究建立了大观霉素的磺酰胺类衍生物的合成方法, 发现了对海伦脑炎微孢子虫有效的新型化合物, 为大观霉素的进一步衍生及微孢子虫治疗药物的发现提供了新的思路。
运用Sephadex LH-20凝胶柱色谱、硅胶柱色谱、反相HPLC、手性色谱等多种色谱方法, 从真菌Pleosporales sp.大米发酵物的乙酸乙酯提取物中分离得到3个新化合物, 包括1个萘醌类化合物、1个萘醌还原型的萘酮类化合物和1个三羧酸类化合物, 以及5个已知的萘酮类衍生物。利用质谱、核磁共振、比旋光等多种波谱学方法, 以及计算ECD的方法, 确定了这8个化合物的结构。新化合物分别命名为pleospathone A (1)、pleospathone B (2) 和pleosporalic acid A (3)。已知化合物分别鉴定为(3S, 4R)-3,4,8-trihydroxy-6-methyl-3,4-dihydronaphthalen-1(2H)-one (4)、(4R)-3,4-dihydro-4,6,8-trihydroxy-1(2H)-naphthalenone (5)、(-)-scytalone (6)、(3S, 4S)-3,4-dihydro-3,4,6,8-tetrahydroxy-1(2H)-naphthalenone (7) 和cis-4-hydroxyscytalone (8)。其中, 化合物4~8均为首次从Pleosporales属真菌中分离得到。化合物1对人宫颈癌细胞HeLa和小鼠白血病细胞P388有弱的细胞毒活性, IC50值分别为78.93和98.80 μmol·L-1。
为研究连钱草Glechoma longituba (Nakai) Kupr.中的化学成分, 探讨其活血化瘀物质基础, 采用MCI、硅胶、凝胶、ODS柱色谱及制备薄层等色谱技术对连钱草醇提物进行系统分离, 通过MS、1D NMR、2D NMR等波谱数据分析鉴定化合物结构。从连钱草醇提物的二氯甲烷萃取部位分离得到8个三萜类化合物, 分别鉴定为2α,3α,16β-trihydroxy-13α,27-cyclours-11-en-28-oic acid (1)、28-norurs-12-ene-3β,17β-diol (2)、28-norolean-12-ene-3β,17β-diol (3)、齐墩果酮酸(4)、3β,13β-dihydroxyurs-11-en-28-oic acid (5)、熊果醇(6)、齐墩果酸(7) 和熊果酸(8)。化合物1为罕见的具有13α,27-环丙烷结构的新六环三萜, 命名为euscaphic acid H, 化合物2、3为首次从唇形科中分离得到, 化合物4、5为首次从活血丹属中分离得到。以凝血四项指标(APTT、PT、TT、FIB) 对三萜类成分进行体外抗凝血活性评价, 化合物1~7均显示一定的抗凝血趋势, 其中化合物1和6表现出较明显的体外抗凝活性。
采用硅胶、ODS和半制备HPLC等多种色谱学技术从木瓣树枝叶中分离得到了11个化合物。化学结构经高分辨质谱、核磁共振谱、ECD等多种波谱分析方法, 鉴定为: vielana A (1)、vielana B (2)、vielana C (3)、10-oxo-isodauc-3-en-15-al (4)、1α-hydroxyisodauc-4-en-15-al (5)、mokko lactone (6)、11β,13-dihydrocostunolide (7)、eurylosesquiterpenol E (8)、epi-α-cadinol (9)、mustakone (10)、7-epi-amiteo (11)。化合物1~3为新化合物, 其余化合物均首次从木瓣树中分离得到。化合物1和2增加了法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR) 下游靶基因BSEP启动子的转录活性, 表明其具有潜在的FXR激活作用。
综合运用正相硅胶、ODS、Sephadex LH-20凝胶柱色谱, 反相和手性HPLC及重结晶等分离方法从荜澄茄(山鸡椒Litsea cubeba的干燥成熟果实) 甲醇浸提物中分离得到18个化合物, 通过波谱数据分析和与文献对比确定化合物的结构, 并通过实验和量子化学计算电子圆二色谱确定对映异构体的绝对构型。分别鉴定为(+)-(R)-4-hydroxypiperitenone (1a)、(-)-(S)-4-hydroxypiperitenone (1b)、(3S,4S,6R)-3,6-dihydroxy-1-menthene (2)、(4S,5R)-4-羟基-5-异丙基-2-甲基环己-2-烯-1-酮(3)、(R)-6-羟基-3-(2-羟基异丙基)-6-甲基环己-2-烯-1-酮(4)、(4S,6R)-4-羟基-6-异丙基-3-甲基环己-2-烯-1-酮(5)、(1R,3S,4R)-3-羟基异胡薄荷醇(6)、subamone (7)、(6S)-3,7-dimethyl-7-hydroxy-2(Z)-octen-6-olide (8)、(6S)-6,7-二羟基-3,7-二甲基辛-2(Z)-烯酸甲酯(9)、holostylactone (10)、芝麻脂素(11)、二甲基罗汉松脂素(12)、p-hydroxybenzoylcarbinol (13)、丁香醛(14)、对羟基苯甲醛(15)、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛(16)、5,4ʹ-二羟基-7-甲氧基黄酮(17)。其中化合物1a和1b为一对新的单萜对映异构体, 8和9为新天然产物, 2~7、10~11和17均为首次从木姜子属植物中分离得到。化合物1~17体外抗炎活性测试结果表明, 在40 μmol·L-1的浓度下, 化合物14具有显著的抗炎活性, 对脂多糖诱导的小鼠腹腔巨噬细胞(RAW264.7) 中NO的产生有抑制作用, 抑制率为66.27%。
新型苯环己哌啶类药物的滥用现象威胁着社会安全, 其中2-甲基-去氯氯胺酮(甲胺酮) 作为一种新兴物质, 其代谢途径和生物标志物尚未明确。本文通过建立人肝微粒体模型并应用超高效液相色谱-串联质谱技术, 深入研究了甲胺酮的体外代谢途径及产物。结果表明, 甲胺酮可发生脱氢、脱氨、羟基化、去甲基化等多种代谢反应, 产生8种代谢产物。结合滥用者毛发样本的实际检测, 确定6种代谢物的存在。通过与肝微粒体体外模型中的代谢产物相比, 甲胺酮的代谢物M3.1和M4.1丰度较高, 可以作为甲胺酮吸食的生物标志物。5份甲胺酮滥用者毛发样本由杭州市公安局禁毒支队提供, 阴性毛发样本由本实验室志愿者提供并均经志愿者知情同意。研究结果为甲胺酮及其代谢物的检验鉴定提供了科学依据, 同时也为苯环己哌啶类新精神活性物质的代谢机制研究提供了重要支持, 对新精神活性物质滥用问题具有重要意义。
本研究通过谱效相关分析及活性验证探明百合地黄汤抗抑郁的药效成分。利用不同溶剂分次提取并结合HPLC和UHPLC-MS分析方法对百合地黄汤不同提取部位化学成分进行全面表征。动物实验方案经湖南中医药大学动物伦理委员会审查通过(审查号为LLBH-202104270001), 所有程序均严格按照动物使用和护理的伦理原则进行。采用旷场实验、悬尾实验、强迫游泳实验等经典行为学方法结合神经递质测定进行抗抑郁药效综合评价。整合三种相关分析方法进行谱效关联表征, 以三种关联分析所得药效成分的交集为潜在药效成分, 并进行了体外细胞实验验证。研究发现, 王百合苷A、B、C、梓醇和异毛蕊花糖苷可能是百合地黄汤发挥抗抑郁作用的主要药效物质, 同时也提示, 多元化的谱效相关分析及活性验证有助于提升谱效相关分析结果的准确性。
基于UPLC-MS/MS法同时测定不同产地布渣叶中19个化合物的含量。以50%甲醇为提取溶剂, 采用Agilent ZORBAX SB C18 (150 mm × 2.1 mm, 1.8 μm) 色谱柱; 以乙腈-0.1%乙酸为流动相进行梯度洗脱, 流速为0.3 mL·min-1, 柱温30 ℃, 进样量为2 μL; 采用电喷雾离子源, 在负离子模式下进行检测。结果表明, 建立的UPLC-MS/MS方法可较好地分离19个成分, 19个成分的方法学考察结果良好。通过正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA) 可将28批不同产地布渣叶样品分为3类, 广东、广西、海南各自归为一类, 并筛选出影响不同产地质量差异的10个标志性化合物。本实验所建立的方法准确、可靠、灵敏度高、重复性好, 可为布渣叶质量标准的建立及后续深入完善其质量控制体系、临床安全用药等相关研究提供依据。
本研究建立一种简便、快速、灵敏度高的超高效液相色谱串联四极杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS) 法, 研究树豆酮酸A (CAA) 在大鼠体内的代谢特征。通过灌胃给予大鼠CAA (30 mg·kg-1) 后, 收集血浆、尿液、胆汁和粪便采用UPLC-Q-TOF-MS/MS检测生物样品, 收集和处理相关数据, 将代谢产物的精确质量数和MS2质谱与母体化合物进行比较。结果共检测到23种代谢物, 其中尿液中有15种, 胆汁中有11种, 粪便中有11种, 血浆中有9种。与CAA相关的主要代谢途径包括脱氢、还原、羟基化、甲基化和葡萄糖醛酸结合。本实验获得贵州医科大学动物伦理委员会批准(编号: 1603137)。
阳离子交换色谱作为一种常用的生物制药分离和纯化技术, 常用于单抗的下游生产过程以分离电荷异质体。对于电荷异质体种类复杂、分离度低的样品, 基于紫外数据的收集方式无法明确各异质体的组成, 因此无法直接确定合并范围, 仍需进行繁琐的馏分分析来指导产品收集。本文对目标单抗关键组分的阳离子交换色谱过程建立机理模型, 并辅助于产品收集。该模型可以准确预测电荷异质体的洗脱峰形状, 且真实值与预测值的均方根误差小于0.009。与基于在线紫外的收集方式相比, 模型辅助收集方式不仅能够可视化洗脱过程, 并且在保证产品合格率的情况下可提高相对产率4倍。
基于传统性状鉴别结合现代中药分析手段的综合评价模式用于宁夏道地药材枸杞子等级划分关键指标的辨识和等级质量标准的建立。本草考证和市场调查指导下, 将粒径大小、表皮颜色和不完善粒作为外在性状指标; 聚焦枸杞子品质评价的全面性和有效性, 在水分、灰分、水溶性浸出物、枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide, LBP) 和甜菜碱等药典规定指标的基础上, 增加枸杞酸(2-O-β-D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid, AA-2βG)、玉米黄质双棕榈酸酯(zeaxanthin dipalmitate, ZD) 和挥发性醚浸出物为内在质量指标。并通过t检验、相关性分析和主成分分析等数理统计方法, 考察不同等级枸杞子外观性状与内在质量的关联, 从而进行质量等级的划分和标准的制定, 最后从体外细胞水平比较不同等级枸杞子提取物的活性差异。结果表明, 枸杞子主要以“粒大色红”为佳; 除甜菜碱外, 其余指标成分均在表皮颜色鲜红和一等枸杞子中相对偏高; 表皮颜色和水分、水溶性浸出物、LBP、AA-2βG和ZD含量之间存在显著相关。综合研究结果和市场流通情况, 本研究以枸杞子的粒径大小和表皮颜色为基础, 同时引入LBP、AA-2βG、ZD、水溶性浸出物和水分等多指标进一步指导等级划分, 建立了外观性状和内在质量关键指标相结合的宁夏道地药材枸杞子等级质量标准, 体外细胞活性也初步证实了一等枸杞子具有更为显著的“滋补肝肾”活性, 这为枸杞子的质量控制和优质优价的实现提供了实验依据。
本研究采用脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 诱导大鼠全身感染性炎症模型, 通过苏木精-伊红(hematoxylin eosin, H&E) 染色观察模型大鼠肺和结肠组织病理改变, 并以炎症因子一氧化氮(nitric oxide, NO)、白细胞介素-6 (interleukin-6, IL-6) 和肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α) 为指标, 评价裸花紫珠水提物干浸膏的抗炎作用。实验按照广东药科大学实验动物福利伦理委员会指导政策严格执行(批准号: gdpulac2022132)。通过网络药理学预测裸花紫珠提取物中具有抗炎作用的化学成分和潜在作用靶点, 甄别质量标志物, 并采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC) 法测定它们的含量。结果表明, 裸花紫珠水提物干浸膏可显著减少炎症大鼠体TNF-α和IL-6的释放, 降低NO水平(P < 0.01)。裸花紫珠中83个化学成分通过调控磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶(phosphatidylinositol-3-hydroxykinase-protein kinase, PI3K-Akt) 信号通路、酪氨酸激酶-信号转导因子和转录激活因子3 (Janus kinase-signal transducer and activator of transcription 3, JAK-STAT3) 信号通路等发挥抗炎作用。结合质量标志物特有性、有效性、可测性以及量值传递规律等要素筛选得到6-羟基木犀草苷、木犀草苷、咖啡酸、毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷和连翘酯苷B可能为裸花紫珠提取物的抗炎活性成分, 通过LPS诱导小鼠单核巨噬细胞RAW264.7炎症模型验证了它们的抗炎活性。最后, 以这6个化合物作为含量测定指标成分, 评价了16批海南产裸花紫珠药材的质量。综上, 本研究通过体内外实验证实了裸花紫珠水提物干浸膏的抗炎作用, 6-羟基木犀草苷、木犀草苷、咖啡酸、毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷和连翘酯苷B是裸花紫珠抗炎活性成分, 可用于裸花紫珠药材及系列制剂的质量评价。
考察新型含Src同源2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶(SHP2) 蛋白抑制剂三唑并喹啉酮衍生物NC-55-122在大鼠体内的药代动力学特征, 并在此基础上对化合物NC-55-122在大鼠体内的代谢产物进行分析。首先将大鼠随机分组, 分别灌胃和静脉给予化合物NC-55-122, 采集不同时间点的血样, 以卡马西平为内标, 采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS) 测定大鼠体内NC-55-122的浓度, 并进行方法学的验证, 用DAS 2.0软件计算主要的药代动力学参数, 采用GraphPad Prism 8.0.1软件绘制血药浓度-时间曲线; 并同时建立超高液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF/MS) 对血浆样品进行分析, 并运用UNIFI代谢产物预测软件分析经大鼠灌胃和静脉给药后的代谢产物。结果表明, 化合物NC-55-122检测质量浓度的线性范围为1~1 600 ng·mL-1, 线性关系良好, 在此线性范围内进行基质效应和提取回收率、精密度和准确度以及稳定性的考察, 均符合生物分析要求; 其次, 药动学参数分析表明该化合物的口服生物利用度相对较低, 仅为3.09%, 但该化合物在体内吸收的速度较慢; 最后通过分析离子流图以及结合UNIFI软件共推测出5个可能的代谢产物。本实验建立的检测方法灵敏度高, 专属性强、快速、高效, 适用于化合物NC-55-122在大鼠体内血药浓度的测定以及代谢产物的分析, 为后期抗肿瘤药物NC-55-122的结构修饰以及成药性评价奠定基础。所有动物实验均经贵州医科大学实验动物伦理委员会批准(批准号: 2200823)。
本研究构建以多柔比星(doxorubicin, DOX) 为模型药物、新吲哚菁绿(IR820) 为光敏剂、温度敏感脂质体(temperature sensitive liposomes, TSL) 为载体, H460-NCI人大细胞肺癌细胞膜涂层的光热敏感脂质体(DOX-IR820-TSL@CCM), 用于化学-光热治疗-光动力治疗的多途径高效肿瘤靶向作用。采用逆向蒸发法制备DOX-IR820-TSL, 通过裂解、破碎、离心等方法制备癌细胞膜(cancer cell membrane, CCM), 采用纳米膜挤压法制备DOX-IR820-TSL@CCM; 并对上述脂质体进行表征。最终确定DOX-IR820-TSL的载药条件如下: 有机相与水相比例为4.02, 二棕榈酰磷脂酰胆碱(dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, DPPC) 用量为10.04 mg, 药脂比为0.12, DOX-IR820-TSL显著相变温度(Tm)为43.05 ℃, DOX-IR820-TSL@CCM平均粒径为153.4 nm, PDI为0.279, zeta电位为-26.2 mV。透射电子显微镜图像在图中显示出均匀的球形结构和半透明膜层。在近红外光照射下, 药物释放率达到了63.98%, 具有可调节的光热转化能力和产生活性氧的能力。通过SDS-PAGE电泳、Western blot、细胞毒性实验和细胞摄取实验, 证明了细胞膜涂层的设计能够很好地保留CD47、N-cadherin、CD44、CD326等相关功能蛋白, 使DOX-IR820-TSL@CCM具备良好的免疫逃逸、同源黏附和同源靶向作用。本文制备了具有伪装特性和肿瘤靶向性的DOX-IR820-TSL@CCM, 可作为一种协同治疗诊断平台用于未来的肺癌治疗。所有动物研究方案均已通过黑龙江中医药大学动物伦理委员会批准(编号为: 2022121011)。
反义寡核苷酸是一类靶向沉默mRNA后抑制蛋白翻译的基因疗法, 已在多种疾病治疗中应用, 但依然缺乏合适的体内递送载体、存在酶稳定性差及使用剂量高等问题。胰岛素样生长因子1型受体(IGF1R) 是一种具有酪氨酸激酶活性的细胞表面受体, 在多种恶性肿瘤中异常高表达, 通过多种途径介导肿瘤细胞的恶性增殖、迁移及侵袭。本研究设计合成了靶向IGF1R mRNA的反义寡核苷酸(N04), 利用中性胞苷脂材DNCA联合胱氨酸骨架阳离子脂材CLD对其进行包载递送, 并结合化学修饰策略(PS, 2'-OMOE), 得到稳定且高效的反义寡核苷酸修饰物新型制剂。制剂粒径理想(151 nm)、大小均一(多分散系数0.18)、呈近电中性(ζ电位-3.9 mV)、可被肝癌细胞(HepG-2、Huh-7) 高效摄取, 明显沉默靶mRNA、导致细胞S期阻滞、促进细胞凋亡, 进而抑制细胞增殖。本研究为抗肝细胞癌新型反义寡核苷酸制剂药物的研发提供了工作基础。
放烧复合伤(combined radiation and burn injury, CRBI) 是在受到放射性损伤的同时或相继发生烧伤的一种复合伤, 临床缺乏有效治疗药物。龙油(Loong oil, LO) 是由海螵蛸、红花、核桃油和菜籽油组成的中药油浸物, 具有抗辐射和促进组织生长的作用。本研究使用单油酸甘油酯制备溶致液晶并包载LO, 得到龙油溶致液晶(Loong oil-lyotropic liquid crystals, LOL), 用于皮肤CRBI的治疗。LOL在X射线小角散射中的峰值比约
MADS-box家族蛋白是一类重要的转录调控因子, 影响着植物生长发育。其中AGAMOUS 12 (AGL12) 亚家族被认为在植物开花转变过程中发挥重要调控作用。为了探索AGL12亚家族参与调控灰毡毛忍冬花发育的潜在机制, 在转录组基础上, 利用实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)、原核表达和酵母双杂交技术等对LmAGL12的表达模式、蛋白表达以及蛋白间的互作模式进行了分析。结果显示, 灰毡毛忍冬LmAGL12基因包含603 bp的开放阅读框(ORF), 编码200个氨基酸, 且LmAGL12蛋白不含信号肽、无跨膜区, 为不稳定的亲水蛋白。通过同源序列比对及系统进化分析, 证明该蛋白属于MADS-box蛋白家族, 与大猪草、野胡萝卜的AGL12蛋白亲缘关系较近。将灰毡毛忍冬LmAGL12基因构建到原核表达载体pET-28a上, 转入大肠杆菌BL21 (DE3), 成功诱导出目的蛋白。酵母双杂交验证表明LmAGL12蛋白与LmSVP蛋白、LmSOC1蛋白以及LmAP1蛋白存在互作关系。qRT-PCR结果表明LmAGL12基因在灰毡毛忍冬变异株龙花和野生株白云不同花蕾发育阶段及茎、叶中均有差异表达; LmAGL12基因在龙花花蕾中期呈现最高表达水平; 而在白云品种中, LmAGL12基因在茎中的相对表达量最高。该研究首次克隆了灰毡毛忍冬LmAGL12基因并进行了表达分析, 丰富了灰毡毛忍冬花器官发育研究, 为进一步探索灰毡毛忍冬蕾期长及花冠不开放的分子机制以及品种改良提供研究基础。
头花蓼Polygonum capitatum为贵州特色苗药, 临床常用于治疗胃肠道和泌尿系统感染, 研究发现其具有较好的抑菌抗炎作用, 其主要活性成分为黄酮类化合物。黄酮O-甲基转移酶(flavonoid O-methyltransferase, FOMT) 是黄酮类化合物氧甲基化修饰的关键酶, 为了解头花蓼FOMT蛋白功能及特性, 本研究以头花蓼根、茎、叶、花为材料, 采用Illumina HiSeq 4000高通量测序技术进行转录组测序, 对获得的转录本进行注释分析, 并对头花蓼中FOMT基因家族进行全基因组的挖掘和鉴定。共获得99 298条Unigenes, 其中71 514条被公共数据库成功注释。头花蓼的基因组中, 共鉴定得到50个FOMT基因, 系统发育树显示FOMT基因分为咖啡酰辅酶A O-甲基转移酶(caffeoyl CoA O-methyltransferase, CCoAOMT) 亚家族和咖啡酸O-甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase, COMT) 亚家族两个亚类。基因序列特征分析显示FOMT编码氨基酸的数目介于99~1 053 aa, 分子质量为11 224.91~86 687.42 Da, 等电点为4.79~9.45, 50个FOMT家族成员均为疏水性蛋白, 亚细胞定位结果显示54%的FOMT亚家族CCoAOMT及COMT成员定位于细胞质, 28%定位于叶绿体。FOMT基因具有组织特异性, 在头花蓼花中高表达, 其次是茎, 在根中表达最低。本研究对头花蓼FOMT基因家族进行鉴定与分析, 为进一步深入研究FOMT功能和甲基化黄酮类化合物的生物合成提供理论依据。
基于GNPS的质谱-分子网络策略是快速识别已知天然产物和发现新颖化合物的有效方法。本文利用分子网络技术研究了海洋真菌Talaromyces sp. HK1-18发酵产物中的嗜氮酮类化合物的化学多样性。综合采用硅胶柱色谱和高效液相色谱等色谱分离技术以及核磁共振和高分辨质谱等波谱解析技术从真菌HK1-18发酵产物中分离并鉴定了3个线型三环嗜氮酮化合物sequoiamonacins A~C (2a、2b、1); 继而以其质谱为指导, 从该真菌的全分子网络中提取了sequoiamonacin类嗜氮酮化合物的分子聚簇; 通过解析该聚簇中各母离子的MS/MS (二级质谱) 碎片, 成功预测了7个嗜氮酮化合物的化学结构(3~9), 其中sequoiamonacins E~J (4~9) 为新化合物, 并揭示了该类化合物的MS/MS裂解规律。化合物1具有一定的抗炎活性, 其能抑制脂多糖(LPS) 诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7中白细胞介素1α (IL-1α) 的产生, 质量浓度为12.5 μg·mL-1时, 抑制率达29%。
白鼠尾草(Salvia apiana Jepson) 是唇形科鼠尾草属多年生亚灌木植物, 具有悠久的药用历史。本研究采用PacBio HiFi三代测序技术对白鼠尾草叶绿体基因组进行了测序, 完成了物理图谱绘制, 对其基因组序列结构特征、密码子偏好性和重复序列进行了分析, 并与同属近缘物种进行了系统进化和叶绿体基因组比较分析。白鼠尾草叶绿体基因组序列长度为151 701 bp (GenBank登录号: OR389048), 包含典型的四分体结构, GC含量为38.06%。共注释得到132个基因, 包括87个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因, 其中17个基因含有内含子, 18个基因为双拷贝基因。密码子偏好性分析显示, 白鼠尾草密码子偏好使用A或U结尾的密码子。白鼠尾草叶绿体重复结构分析共检测得到170个简单重复序列(SSR) 位点和65条散在重复序列, 大部分SSR位点由A和T碱基组成。与同属21个药用植物的叶绿体全基因组系统进化分析显示, 白鼠尾草与西班牙鼠尾草(Salvia hispanica Ettling. ex Willk. & Lange)、墨西哥鼠尾草(Salvia leucantha Cav.) 和椴叶鼠尾草(Salvia tiliifolia Vahl) 亲缘关系最近。叶绿体基因组比较分析显示, 白鼠尾草的反向重复区域(IR) 边界存在轻微的收缩和扩张情况, 且叶绿体基因组序列中存在多处高遗传变异区。本研究建立了一种适用于利用三代测序数据组装白鼠尾草叶绿体基因组的方法, 首次对白鼠尾草叶绿体基因组进行了较为全面和深入的解析, 为白鼠尾草叶绿体基因工程、遗传多样性分析、分子育种及物种鉴定等研究提供了理论依据。
WRKY转录因子是植物特有的一类转录因子, 在植物多种生理过程中发挥重要的作用。本研究以茅苍术转录组数据为依据, 对茅苍术AlWRKY基因与AlTPS基因的FPKM值进行相关性分析, 结合分析结果筛选出与AlTPS1、AlTPS6基因表达量具有显著正相关性且FPKM值相对较高的候选基因AlWRKY65, 对该候选基因进行克隆, 获得AlWRKY65基因的开放阅读框(ORF), 分析其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究。研究结果表明, AlWRKY65包含一个681 bp的开放阅读框, 编码226个氨基酸。AlWRKY65基因编码的氨基酸序列与向日葵HaWRKY65、莴苣LsWRKY65等植物基因编码的氨基酸序列具有较高同源性; 该蛋白具有1个WRKYGQK保守结构域, 属于WRKY基因家族的第IIe组; 系统进化树分析显示, 茅苍术AlWRKY65与洋蓟CcWRKY65蛋白亲缘关系较近; 运用实时荧光定量PCR检测AlWRKY65基因在2个产地不同组织中的表达水平, 结果表明, 不同产地的茅苍术AlWRKY65基因具有组织表达差异性, 均在叶片中表达量较高; 在茉莉酸甲酯(MeJA) 诱导处理48 h内, AlWRKY65基因的表达量下调; 亚细胞定位和转录自激活活性分析显示, AlWRKY65定位于细胞核, 不具有自激活活性。这些结果为进一步研究AlWRKY65在茅苍术中的生物学功能提供参考。