代谢性疾病如肥胖、2型糖尿病、代谢功能障碍相关脂肪性肝病等已成为全球公共卫生的重大挑战, 其发病机制与免疫炎症的异常调控密切相关。本文系统总结了免疫炎症在代谢性疾病中的枢纽作用, 重点探讨了免疫系统与代谢系统的交互机制。研究表明, 代谢紊乱过程中会引发慢性炎症, 进一步通过固有免疫细胞和适应性免疫细胞的参与, 包括巨噬细胞、中性粒细胞和调节性T细胞等加剧胰岛素抵抗、脂肪组织功能障碍及多器官损伤。从免疫炎症角度可以从多个层次干预代谢性疾病: 如生活方式调整作为基础手段, 可有效改善免疫炎症状态; 通过挖掘现有药物的免疫调节潜力, 老药新用(如兰索拉唑) 为代谢性疾病治疗提供新选择; 前沿代谢性疾病药物(如GLP-1受体激动剂、11β-HSD1抑制剂) 也对免疫炎症具有显著的改善作用。这些重要进展不仅深化了对代谢性疾病免疫机制的认识, 也为开发新型防治策略奠定了理论基础, 在医疗大健康领域具有广阔的应用前景。

先天淋巴样细胞(innate lymphoid cells, ILCs)主要包括自然杀伤细胞(natural killer cell, NK细胞)、Ⅰ型先天淋巴样细胞(type Ⅰ innate lymphoid cell, ILC1)、Ⅱ型先天淋巴样细胞(type Ⅱ innate lymphoid cell, ILC2)、Ⅲ型先天淋巴样细胞(type Ⅲ innate lymphoid cell, ILC3), 具有快速响应病原体和肿瘤细胞的能力。NK细胞通过细胞毒作用、细胞因子分泌以及抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)发挥抗肿瘤和抗病毒功能, 而ILC1、2、3则主要在组织微环境中参与免疫调节和炎症反应。近年来研究发现, 代谢调控在ILCs发育、活化及功能中具有重要作用, 通过精准调控糖、氨基酸、脂类等物质的代谢流向, 可实现从ILCs静息态到效应态的功能转换, 而代谢失衡则会直接导致其效应功能异常。本文综述了NK细胞和其他ILCs的代谢特征与关键分子机制, 及其在肥胖、肿瘤和慢性病毒感染等病理状态下的代谢失调机制及潜在干预策略, 阐述了基于NK细胞和其他ILCs代谢调控的免疫治疗新策略, 并讨论了该领域内一些悬而未决的问题, 为研发基于NK细胞和其他ILCs的新型免疫治疗提供了理论基础。

主动脉瘤(aortic aneurysm, AA) 是主动脉病理性扩张超正常血管直径50%的不可逆性疾病, 会大大增加主动脉夹层及破裂猝死的风险, 全球每年约20万人死于相关疾病。AA可发病于主动脉全程的不同节段, 主要分为胸主动脉瘤和腹主动脉瘤, 前者发病率低但预后差, 两者病因与分子机制不同, 但均与炎症反应和多种蛋白酶激活密切相关, 本综述将重点介绍可适用于两者的一般细胞和分子事件。AA通常无症状, 即使超声检查发现, 也多因未达手术标准而纳入监测。鉴于目前无有效药物阻止其生长或降低破裂风险, 本综述将简要回顾动物及临床药物试验, 以期提供治疗策略。

化疗诱导的免疫原性细胞死亡(immune-priming cell death, ICD) 是一种特殊的细胞死亡方式, 通过一定的方法诱导该死亡方式, 能使细胞表达出损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns, DAMPs), DAMPs可以作为抗原激活宿主的免疫系统。而当诱导肿瘤细胞表达DAMPs时, 即可增强抗肿瘤免疫反应。其临床应用也受到广泛关注。本文综述了ICD的分子机制, 包括内质网应激、自噬、坏死性凋亡等通路, 以及多种化疗药物诱导ICD的机制。同时, 本综述探讨了ICD在临床实践中的应用, 按癌种的分类探讨了ICD机制为癌症治疗提供的新思路和挑战, 以及在其他疾病中应用的可能性。

多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM) 是一种起源于骨髓浆细胞的恶性血液系统肿瘤。该疾病特征为克隆性浆细胞的异常增生, 并伴有单克隆免疫球蛋白的过度分泌。高负荷蛋白稳态是多种恶性肿瘤的共同特征, 源于异常的蛋白质合成、折叠错误、蛋白质翻译后修饰(post-translational modifications, PTMs) 及蛋白质降解系统的功能失衡。这些特征涉及转录、剪接、翻译、翻译后修饰、降解过程及与骨髓微环境的相互作用。尽管蛋白质负荷对正常细胞具有毒性, 但对MM细胞而言, 却成为维持其快速增殖与存活的重要依赖。MM细胞长期大量分泌免疫球蛋白, 正是蛋白质高负荷促进肿瘤恶性演进的典型体现。本综述系统总结了当前获批及在研的MM治疗药物, 深入探讨维持蛋白质稳态的关键分子机制, 力图为开发以蛋白质高负荷为靶点的新型治疗策略提供理论依据。同时, 本文还探讨了蛋白翻译后修饰在MM蛋白质负荷形成中的关键作用。上述分析与中医“癌毒”理论在病因病机层面呈现高度契合, 为探索以“解毒”缓解蛋白质负荷的治疗路径, 提供了理论基础和实践方向。

转录因子(transcription factors, TFs) 是一类特异性识别并结合DNA序列、调节基因转录、影响细胞一系列生理活动和功能的蛋白质。近年来, 结构药理学技术的飞速发展极大推动了对转录因子构象变化机制、配体识别特性及其与共调节因子相互作用模式的解析, 从而为靶向药物的设计提供了关键的结构基础。核受体是一类结构保守、功能多样的配体调控型转录因子, 广泛参与发育、代谢、免疫、炎症和肿瘤等重要生理与病理过程。本文梳理了典型核受体结构域组成及其配体结合域的构象变化特征, 回顾近年来核受体在结构药理学领域的研究进展。本文还探讨了“类核受体”转录因子作为新型靶点的结构基础与成药潜力, 并总结了该家族中缺氧诱导因子、芳香烃受体等代表性靶点的药物开发实例。此外, 本文还概述了STAT3、p53/MDM2及MYC/MAX等其他转录因子靶点在结构指导下的靶向化合物的研究进展。最后, 本文对人工智能辅助结构预测及动态构象模拟等新兴技术在转录因子靶向药物研发中的应用前景进行了展望。

神经退行性疾病相关病理蛋白形成各类难以降解的异常聚集体, 被认为是包括肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)、阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)、帕金森病(Parkinson's disease, PD) 和亨廷顿病(Huntington's disease, HD) 在内的神经退行性疾病共同的核心病理特征。近期研究表明, 这些疾病的发病机制与细胞内生物分子相分离和凝聚物的异常密切相关, 凝聚体的动态异常是神经退行性病变的可能驱动因素之一。本综述聚焦生物分子凝聚物的生理病理功能, 总结神经退行性疾病相关蛋白发生相分离的调控机制, 以及凝聚物在生理与病理状态下的改变, 讨论上述过程在神经元功能障碍与死亡中的作用, 最后总结目前靶向生物分子凝聚物干预神经退行性疾病的治疗策略。

肺纤维化(pulmonary fibrosis, PF) 是一种慢性间质性肺部疾病, 其诊断后患者平均生存期仅为3~5年, 常表现为干咳及进行性呼吸困难, 患者肺部气体交换功能丧失最终导致呼吸功能衰竭, 但其具体的发病诱因和机制尚不明确, 且缺乏有效的治疗药物及手段。因此, 进一步深入探究肺纤维化发病机制, 寻找新的治疗靶点, 对肺纤维化的治疗和预后具有重要的意义。膜联蛋白A3 (annexin A3, ANXA3) 作为钙依赖性磷脂结合蛋白家族成员, 在细胞膜运输、炎症反应及肿瘤进展等多种病理生理过程中发挥重要作用, 但其在肺纤维化中的作用尚未阐明。本研究运用体内动物模型与体外细胞实验, 探讨了ANXA3在肺纤维化中的表达变化及功能机制。在博来霉素(bleomycin, BLM) 诱导的肺纤维化小鼠模型中, 通过Western blot、实时荧光定量PCR及免疫荧光染色技术发现, ANXA3的蛋白及mRNA水平均显著下调。为进一步明确ANXA3的作用, 本研究利用人胚肺成纤维细胞(MRC-5) 进行系列实验, 结果显示敲减ANXA3促进纤维化相关基因表达上调, 并显著增加细胞外基质蛋白FN1的表达, 同时EdU增殖实验与细胞划痕实验表明敲减ANXA3显著增强MRC-5细胞的增殖与迁移能力; 相反, 过表达ANXA3则显著抑制转化生长因子-β1 (TGF-β1) 诱导的纤维化反应, 包括纤维化标志物的表达减低、细胞外基质沉积减少、细胞增殖与迁移能力减弱。本研究揭示ANXA3在肺纤维化进程中表达下调, 并发挥抑制成纤维细胞活化与纤维化进程的关键作用, 表明ANXA3可能作为一种内源性抗纤维化调控因子。以上发现不仅丰富了ANXA蛋白家族在肺纤维化调控网络中的作用认识, 也为未来开发基于ANXA3的肺纤维化靶向治疗策略提供了实验依据。本实验经哈尔滨医科大学药学院伦理委员会批准(批准号: IRB3035621)。

创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury, TBI)是一种常见的神经系统损伤性疾病, 具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点, 在全球范围内造成了沉重的健康负担和社会经济压力。其复杂的病理机制和有限的临床治疗手段使得药物研发面临重大挑战。研究人员已建立多种动物模型和体外模型用于模拟TBI及其后续病理过程, 为药物开发和机制研究提供了重要工具。本文系统综述了TBI的非临床研究评价体系, 包括常用动物模型和体外模型的建立方法、行为学与分子药效学评价指标, 并对当前治疗TBI药物的非临床评价策略提出若干规范化建议, 以期为该领域的研究提供系统性参考。

痛风性关节炎是一种由尿酸盐结晶沉积引发的炎性关节病, NOD (nucleotide binding oligomerization domain)样受体家族3 (NOD-like receptor protein 3, NLRP3)炎症小体的过度活化是驱动其急性炎症反应的核心环节。尽管针对NLRP3炎症小体的相关药物已进入临床试验阶段, 但其临床应用仍受限于不良反应与未知的长期风险。在此背景下, 中药凭借其多成分、多靶点的协同调控特点, 为痛风防治提供了新策略。研究表明, 中药在缓解关节急性炎症、降低血尿酸水平及预防复发等方面展现出多维度疗效, 凸显其在系统干预方面的潜力。本综述系统归纳了中药活性成分及复方调控NLRP3炎症小体活化通路的关键环节——抑制上游启动信号、阻断激活信号转导、直接干预炎症小体组装及增强自噬清除功能等, 从而抑制IL-1β等关键炎症因子释放的作用机制, 旨在为中药调控NLRP3治疗痛风性关节炎的深入研究与临床应用提供理论依据与方向参考。

中枢神经系统(central nervous system, CNS)是人体功能调控核心, 脑区结构与代谢网络具有显著异质性, 不同脑区代谢特征精准分工。阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)、帕金森病(Parkinson's disease, PD)、缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)等CNS疾病, 病理机制常伴随特定脑区代谢紊乱, 且该紊乱早于宏观结构损伤, 可从中寻找疾病早期诊断标志物。然而传统诊断及疗效评估方法在辨识早期代谢水平细微异常、表征代谢物空间分布特征、精确判定治疗是否逆转病理关联代谢紊乱方面存有限制。空间代谢组学基于质谱成像技术, 能在微米级空间分辨率下, 实现CNS组织切片中数百种代谢物的原位检测与空间定位, 既填补疾病早期代谢异常检测技术空白, 又推动疾病病理机制研究从“宏观结构”向“分子空间网络”跨越, 为疾病生物标志物筛选、机制解析与药物疗效评估提供重要技术支撑。本文系统综述空间代谢组学主要技术, 深入探讨其在CNS疾病研究中的应用现状, 旨在为推动该领域代谢组学发展提供理论支持与实践参考。

抗体偶联药物(antibody drug conjugates, ADCs)是一类治疗癌症的新型药物, 在结构上由单克隆抗体与细胞毒性药物通过连接子偶联而成。在治疗效果上具有耐受性良好、靶向识别精准、对非癌细胞影响较小等优势。截至目前已有19个ADCs被批准上市, 超300个ADCs处于不同临床试验阶段。本综述系统梳理了抗体偶联药物三大核心组分——抗体、有效载荷及连接子的发展历程, 构建抗体偶联药物研发的基础知识框架, 推动该领域的技术普及与认知提升。期待本综述能成为研究者探索抗体偶联药物创新疗法的起点, 激发对这一革命性治疗策略的深入思考。

乳腺癌是全球女性发病率高的恶性肿瘤之一, 传统治疗手段存在系统毒性大、耐药性强及靶向性不足等局限。近年来, 随着生物医用材料与药物递送技术的发展, 微针作为一种新兴的经皮给药系统, 因其无创、靶向、高效的递送优势, 在乳腺癌治疗中展现出广阔前景。本文综述了近年来微针递药系统在乳腺癌治疗中的研究进展, 包括抗肿瘤药物递送、免疫治疗、光热/光动力治疗等方面的应用, 分析了其作用机制及优势, 探讨了当前存在的挑战与未来的发展方向, 以期为微针在乳腺癌治疗中的转化应用提供理论参考。

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA) 作为一种慢性自身免疫性疾病, 会导致进行性软骨破坏和骨侵蚀, 还会对重要器官产生影响, 全球约0.5%~1%人口受此疾病困扰。其治疗面临药物靶向性不足、全身不良反应显著及患者依从性低等挑战。响应性微针技术通过整合炎症微环境敏感材料与智能递送技术, 构建可感知炎症部位特异性标志物(如pH、酶活性或氧化应激水平) 的微针递送系统, 实现抗RA药物在滑膜组织的局部精准递送。相较于全身给药, 该技术显著提升关节局部药物浓度, 有效规避传统治疗方法的骨髓抑制及肝肾毒性风险。微针的智能响应特性可动态调控释药速率, 按需释药; 其微针贴片式设计将给药频率大幅度减少, 显著改善长期治疗依从性。本综述系统阐释响应性微针的作用机制分类、材料创新与治疗优势, 分析当前转化瓶颈, 并探讨了其在RA个体化治疗中的发展前景。

神经胶质瘤的治疗效果长期受限于血脑屏障导致的药物递送低效的困境。Angiopep-2肽能主动靶向低密度脂蛋白受体相关蛋白1, 并借助该受体介导的转胞吞作用高效穿越血脑屏障, 可实现药物向肿瘤细胞的精准高效递送, 为神经胶质瘤的治疗提供了新策略。目前, Angiopep-2已被广泛修饰于多种载体表面, 并显著提高了药物在脑肿瘤部位的富集, 彰显了其在构建跨越血脑屏障平台中巨大的潜力, 极大地推动了脑靶向递送系统的研究。本文主要介绍了基于Angiopep-2/LRP-1的修饰制剂在神经胶质瘤中的应用, 按照不同载体总结了其在神经胶质瘤中的研究进展, 为后续研究提供参考。

中药自组装纳米体系是指中药活性成分通过氢键、疏水作用、π-π堆积等非共价相互作用自发形成的无载体纳米结构, 因其在载药量、生物相容性及智能递送特性等方面展现出显著优势, 日益成为中药现代化研究的热点, 相关探索持续增多。本文从中药复方、药对、单味药及单体成分4个维度, 综述了中药自组装纳米体系的形成机制、优势特性及应用实例, 深入探讨了其研究价值, 并指出当前面临的关键挑战。本研究旨在整合现有认识, 为中药自组装策略的深入研究与实际应用转化提供理论依据。同时, 从自组装纳米技术的角度出发, 不仅为阐释中药药效物质基础及配伍机制提供了新思路, 也有助于推动中医药研究向精准化与现代化方向发展。

肽类药物具有高效性、高特异性、低毒性, 被广泛应用于多种疾病的临床治疗。由于肽类药物胃肠道渗透性低, 易被酶降解, 加之诸多生理屏障, 口服生物利用度极低, 通常采用注射给药。但与便利性更高、患者依从性更好的口服给药相比, 注射给药的依从性较差, 易出现不良反应。近年大量研究集中于基于渗透增强剂(penetration enhancers, PEs) 的促渗技术以提高肽类药物的口服生物利用度。本文综述了常用的PEs包括表面活性剂(辛酸钠、癸酸钠、烷基糖苷、胆盐)、螯合剂、壳聚糖、细胞穿透肽等的作用机制及临床应用情况, 并总结了相关专利技术(Eligen^TM、TPE^TM、GIPET^TM、POD^TM、Peptelligence^TM), 促进口服肽类制剂的研发和临床转化。

帕金森病(Parkinson's disease, PD) 为常见的神经退行性疾病, 典型症状为静止性震颤和肌强直等, 可严重降低患者的生活质量。因此早期精准诊断PD对改善患者预后至关重要。传统检测方法存在灵敏度低、有创性等局限, 而纳米探针凭借高特异性、高灵敏度及多模态成像能力, 为PD精准诊断和治疗提供了全新机遇。本文系统综述了近年来纳米探针在PD检测中的研究进展, 重点介绍了纳米探针的分类及功能化策略, 以及其在PD生物标志物检测等方面的应用。同时, 本文也分析了当前面临的生物相容性、临床转化等挑战, 并对其未来发展方向进行了展望, 以期为PD的早期诊断和精准治疗提供新的思路和参考。

微量胺相关受体-1 (trace amine-associated receptor 1, TAAR1) 是一种广泛分布于哺乳动物中枢神经系统的G蛋白偶联受体, 是调节单胺能和谷氨酸能系统的关键靶点, 在情绪、认知、奖赏及学习记忆等生理过程中发挥核心作用。近年来, 随着研究的深入, TAAR1的研究范畴已从最初的精神疾病领域, 迅速拓展至代谢综合征与免疫系统疾病, 展现出作为多疾病治疗靶点的巨大潜力。本文系统综述了TAAR1相关的信号通路及其在多种疾病中的关键作用, 重点探讨了TAAR1激动剂在精神分裂症、抑郁症、阿尔茨海默病、帕金森病、物质成瘾及2型糖尿病等疾病中的治疗机制与应用前景。此外, 本文还分析了TAAR1激动剂从基于天然配体的衍生化设计到基于结构生物学的理性设计的最新研发进展, 并展望了其与多靶点药物策略结合的未来发展方向, 以期为TAAR1靶向药物的开发与转化应用提供理论参考与研究思路。

近年来, 肿瘤严重威胁人类生命健康, 传统治疗手段虽广泛应用, 却存在明显局限。为此, 研究者日益聚焦纳米技术, 致力于发展更高效、精准的治疗策略。天然纳米材料, 包括天然存在的纳米颗粒、基于天然产物的大分子纳米材料, 以及源自天然小分子物质的自组装纳米材料, 凭借其独特的理化特性与优良生物相容性, 在医药领域展现出广阔前景。本文重点综述了几类代表性天然有机纳米材料在肿瘤诊断与治疗中的研究进展和应用潜力。展望未来, 天然纳米材料不仅将推动肿瘤诊疗技术革新, 为纳米医学注入绿色、可持续理念, 更有望促进临床转化, 为患者提供更安全、有效的治疗方案。

溃疡性结肠炎是一种以结肠黏膜层慢性复发性炎症为特征的肠道疾病, 始于直肠并向近端结肠延伸的连续性、弥漫性的黏膜损伤为其主要的病理特点。G蛋白偶联受体21 (G-protein-coupled receptor 21, GPR21) 是一种孤儿G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs), 属于A类GPCRs, 已有研究报道GPR21与糖尿病和炎症密切相关。欧当归内酯A (levistilide A, LA) 是一种主要存在于中药材川穹和当归中的天然萜内酯活性成分, 具有抗炎、抗纤维化、抗肿瘤等多重药理活性。本研究通过慢病毒转染构建了GPR21-HEK293重组细胞, 并采用细胞膜色谱法筛选到LA是一种潜在的GPR21抑制剂; 在体外采用脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 处理RAW264.7细胞构建炎症的细胞模型, 并证实了LA对炎症的治疗作用与GPR21的相关性; 在体内采用葡萄糖硫酸钠(dextran sodium sulfate, DSS) 处理C57BL/6小鼠以诱导溃疡性结肠炎小鼠模型, 证实了LA对溃疡性结肠炎的治疗作用。综上所述, 本研究表明LA作为一种GPR21抑制剂通过减轻肠道炎症改善DSS诱导的溃疡性结肠炎。本研究所涉及的动物实验均获得西安交通大学动物伦理委员会批准(批准号: XJTUAE2024-1523), 并严格按照要求执行。

膀胱癌在全球具有较高的发病率与死亡率, 现有治疗手段常面临耐药、复发和转移等诸多挑战, 因此驱动着对于新型治疗化合物的持续性探索。19-Hydroxycytochalasin B (19-HCB) 是一种海洋真菌来源的细胞松弛素, 已有研究证实其结构类似物具有较好的抗肿瘤活性, 但其抗肿瘤机制尚不明确。本研究旨在评估19-HCB的体外抗肿瘤活性, 并以人膀胱癌J82细胞为模型探讨其作用机制。采用MTT法、细胞划痕实验、高内涵成像与流式细胞术、克隆形成、RT-qPCR和Western blot实验等综合评估其抗肿瘤活性和机制。结果显示, 19-HCB对膀胱癌J82细胞表现出最强的增殖抑制活性(IC₅₀ = 0.59 μmol·L^-1), 并能显著性抑制J82细胞的迁移。进一步研究作用机制显示, 与诱导细胞凋亡密切相关, 表现为促凋亡蛋白BIM、BAX上调和抗凋亡蛋白survivin下调; 同时, 细胞周期调控蛋白p21表达上调, 而CDK1表达下调, 此外, 19-HCB还能抑制AKT信号通路传导。总之, 19-HCB通过诱导凋亡、抑制迁移并调控多条关键信号通路, 从而发挥抗膀胱癌作用, 是一种具有开发潜力的候选药物先导化合物。

采用血清代谢组学技术探讨酸枣仁汤(Suanzaoren Decoction, SZRD) 改善大鼠焦虑样行为的作用机制。采用改良多平台水环境法制备失眠模型。与空白组比, 每天睡眠剥夺18 h, 造模21天后, 模型组大鼠运动总距离和中心区域活动时间均显著增加(P < 0.01); 进入开臂时间占比显著减小(P < 0.001), 进入开臂次数百分比明显降低(P < 0.001), 表明睡眠剥夺大鼠出现焦虑样行为。与模型组相比, SZRD能显著降低睡眠剥夺大鼠总运动距离和中心区域停留时间(P < 0.01); 并显著增加进入开臂的时间比例以及次数占比(P < 0.001), 显著改善睡眠剥夺大鼠失眠伴焦虑样行为。病理切片及免疫荧光结果显示, 与空白组比, 模型组大鼠肠道黏膜上皮细胞出现炎性浸润; 结肠组织ZO-1、occludin、claudin-1平均荧光强度均显著降低; 肝脏红色脂滴增多, SZRD组能够改善肠道与肝脏损伤, 且增加结肠occludin、claudin-1、ZO-1平均荧光强度。此外, GC-MS测定结果表明, 睡眠剥夺大鼠结肠内容物中乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和异己酸(P < 0.05) 含量显著降低, SZRD显著增加了6种短链脂肪酸含量。为进一步探明机制, 采用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术进行血清代谢组学研究, 与正常大鼠相比, 模型组共扰动53个差异代谢物; 而SZRD显著回调其中的36个差异代谢物, 包括氨基酸类、有机酸类、脂质类等。KEGG通过分析显示, SZRD主要影响了苯丙氨酸、酪氨酸与色氨酸生物合成, 色氨酸代谢、酪氨酸代谢、三羧酸循环等代谢通路。SZRD改善了睡眠剥夺导致的大鼠肠道和肝脏炎性损伤, 降低了肠道通透性, 主要通过调控氨基酸代谢和三羧酸循环发挥抗失眠伴焦虑的作用。研究结果将为阐明SZRD治疗“虚劳虚烦不得眠”的作用特点提供科学依据。本实验获得山西中医药大学动物伦理委员会批准(批准号: AWE202310391)。

基于STING/NLRP3信号通路探讨香青兰总黄酮(total flavonoids of Dracocephalum moldavica L., TFDM) 对多柔比星(doxorubicin, DOX) 诱导的心脏毒性的保护作用及可能的作用机制。本研究获得了新疆维吾尔自治区药物研究院动物伦理委员会的审核与批准(批准号: XJIMM-20250201)。通过单次腹腔注射DOX (20 mg·kg^-1) 构建多柔比星心脏毒性(doxorubicin-induced cardiotoxicity, DIC) 模型, 观察各组小鼠体重、心重和心脏指数变化并用心动超声仪评价心脏功能。HE染色和Masson染色观察小鼠心肌组织损伤情况, 使用相关试剂盒检测小鼠血清中心肌酶的活性及组织中氧化应激指标和心肌组织中炎症因子的水平。Western blot法检测心肌组织中STING/NLRP3通路及焦亡关键蛋白的表达。此外, 进一步在大鼠H9c2心肌细胞中评价了TFDM (100 µg·mL^-1) 对DOX或STING激动剂vadimezan (DMXAA) 刺激下炎症因子及STING/NLRP3信号通路的影响。小鼠体内研究结果显示, TFDM能够有效提高小鼠的体重、心重比、左室射血分数、左室短轴缩短率, 降低左心室舒张末期内径和左心室收缩末期内径; 抑制心肌酶、氧化应激指标和炎症因子的异常升高并改善心肌炎症浸润及纤维化程度。此外, 还能够抑制DIC小鼠STING/NLRP3通路的激活及焦亡关键蛋白的表达。体外实验结果表明, TFDM干预能有效降低炎症因子的释放, Western blot结果显示, DOX及DMXAA均显著提高STING通路及相关焦亡蛋白的表达, TFDM给药后其蛋白表达水平显著下降。综上所述, TFDM预处理可以有效缓解DIC, 抑制细胞焦亡和炎症级联反应, 减轻DIC小鼠心肌损伤程度并改善心脏功能, 从而发挥心肌保护和减轻多柔比星心脏毒性的作用, 其机制可能与抑制STING/NLRP3通路有关。

结核分枝杆菌聚酮合成酶13 (polyketide synthase 13, Pks13) 负责催化合成分枝菌酸的前体, 是一个极具潜力的开发新型抗结核药物的靶标。本研究基于前期虚筛筛选发现的苗头化合物6, 采用基于结构的药物分子设计策略, 设计合成了一系列苯并呋喃酮类化合物, 其中化合物7k和7o对Pks13的抑制活性较好, IC₅₀分别为1.01和0.64 μmol·L^-1。本研究为新型Pks13抑制剂的研究奠定了基础。

分泌型天冬氨酸蛋白酶2 (secreted aspartic protease 2, SAP2) 是白念珠菌重要的毒力因子之一。因此, 开发针对SAP2的小分子抑制剂对白念珠菌病的治疗至关重要。前期课题组通过虚拟筛选及骨架跃迁策略, 成功发现了具有抗耐药白念珠菌活性的先导化合物SAP2-IN-1。作为初步的构效关系讨论, 本研究针对先导化合物SAP2-IN-1开展基于药物合理设计, 初步合成了10个新型吲哚啉-2-酮衍生物, 并对所有目标化合物开展了酶水平抑制活性及真菌细胞水平活性测试。其中, 化合物A1对SAP2具有良好的抑制作用(IC₅₀ = 0.87 μmol·L^-1), 联用氟康唑(fluconazole, FLC) 时能够有效抑制耐FLC白念珠菌(Candida albicans, C. albicans) 0304103的生长(FICI = 0.047)。初步作用机制研究表明, 化合物A1能够抑制耐药白念珠菌生物被膜与菌丝形成, 兼具开发为新型抗真菌先导化合物的潜在价值, 同时为靶向毒力因子研发抑制剂、克服白念珠菌耐药困境提供了新的理论依据与研究策略。

对采自中国南海西瑁岛的短指软珊瑚Sinularia sp.中的化学成分及其过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator activated receptors, PPARs) 的激动活性和抗炎活性进行研究。采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱和高效液相色谱(HPLC) 等方法进行化学成分分离, 通过核磁共振波谱(NMR)、质谱(MS)、红外光谱(IR) 等手段, 以及比对相关参考文献, 确定了化合物的结构。从短指软珊瑚中分离得到11个化合物, 包括2个降倍半萜、2个呋喃倍半萜、7个甾体类化合物。经波谱数据分析, 其结构分别鉴定为(2E,6E)-3,7-dimethyl-nona-2,6,8-trienoic acid (1)、(3S,6E)-3,7-dimethyl-nona-6,8-dienoic acid (2)、(1′E,5′E)-5-(2′,6′-dimethylocta-1′,5′,7′-trienyl)-furan-3-carboxylic acid (3)、(5′E)-5-(2′,6′-dimethylocta-5′,7′-dienyl)-furan-3-carboxylic acid (4)、(24S)-24-甲基胆甾醇(5)、24(R)-7α-羟基麦角甾-5-烯-3β-醇(6)、brassicasterol (7)、孕甾-5,20-二烯-3β-醇(8)、gorgosterol (9)、β-sitosterol (10)、24-methylenecholesterol (11)。化合物1为新化合物, 化合物6、10为首次从短指软珊瑚Sinularia sp.中分离得到。荧光素酶报告基因检测显示, 化合物8和9在5 μmol·L^-1浓度下具有选择性激活PPAR-α转录因子的活性, 化合物5是PPAR-α和PPAR-β的双激动剂。此外, 化合物5、7和8具有体外抗炎活性, 化合物5对脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7产生的炎症介质诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS) 和环氧化酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2) 具有显著的抑制作用。

采用中压快速制备色谱、半制备高效液相色谱以及以电雾式检测器(CAD) 触发自动馏分收集器的高效液相色谱等手段, 从黄芩醇提物的大孔吸附树脂水洗脱部位分离得到13个寡糖类单体化合物。采用质谱及核磁共振等波谱手段鉴定化合物结构, 分别为α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-葡萄糖-(1→2)-β-D-果糖-(6→1)-α-D-半乳糖-(6→1)-α-D-半乳糖(1)、α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-葡萄糖-(1→2)-β-D-果糖-(4→1)-α-D-半乳糖(2)、α-D-半乳糖-(1→2)-α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-葡萄糖-(1→2)-β-D-果糖(3)、棉子糖(4)、水苏糖(5)、毛蕊花糖(6)、筋骨草糖(7)、umbelliferose (8)、erlose (9)、loliose (10)、α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-半乳糖-(1→6)-α-D-葡萄糖-(1→2)-β-D-果糖-(1→1)-α-D-半乳糖(11)、rehmaglupentasaccharide E (12) 和rehmaglupentasaccharide F (13)。所有寡糖单体均为首次从黄芩中分离得到, 聚合度为3~6。其中化合物1~3为新化合物, 属于非传统型棉子糖家族寡糖。化合物4~7为棉子糖家族系列寡糖; 化合物11~13亦为非传统型棉子糖家族寡糖。

利用硅胶柱层析、重结晶等多种分离纯化技术, 对白芷(Angelica dahurica) 95%乙醇提取物的乙酸乙酯部位进行分离纯化, 首次从白芷中分离得到两个新的非蛋白氨基酸组成的环二肽。运用NMR、HR-ESI-MS、IR、OR、UV、CD等现代波谱手段, 结构分别鉴定为angelidaphine A (1) 和angelidaphine B (2)。

采用AB-8大孔树脂、ODS反相硅胶、葡聚糖凝胶Sephadex LH 20柱层析、半制备液相色谱和晶体培养等方法, 从千层塔中共分离了4个生物碱化合物, 分别为serratinine A (1)、fawcettimine (2)、7-hydroxylycopodine (3)、huperzine I (4)。进一步通过质谱(MS)、核磁共振波谱(NMR)、X-ray单晶衍射和圆二色谱(CD) 等方法, 对分离到的化合物进行结构鉴定。其中, 化合物1是正方体晶形, 立体构型为(4R, 7S, 8S, 12S, 13S, 15S)-serratinine, 命名为serratinine A, 本研究首次对其进行晶体培养和立体构型确证。

吡咯里西啶生物碱(pyrrolizidine alkaloids, PAs) 造成的肝损伤引起了世界范围的广泛关注, 建立PAs毒性的快速评价模型对于PAs暴露的风险评估具有重要意义。因此本文以千里光碱为代表性成分, 探讨其在斑马鱼成鱼体内的代谢特征, 为斑马鱼模型用于PAs毒性快速筛选评价提供核心代谢学支撑。本文首先经口灌胃给予斑马鱼成鱼千里光碱(0.6 mmol·kg^-1), 于给药后0.25、0.5、1、2、6、12、24 h采集肝脏组织; 联合超高效液相色谱-多级质谱联用技术(LC-MSⁿ) 鉴定代谢产物, 并采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术(UPLC-MS/MS) 测定千里光碱原型及代谢产物的经时变化, 并拟合药代动力学参数。结果在斑马鱼肝脏内鉴定出5种千里光碱代谢产物, 包括氮氧化物、羟化产物、千里光碱的N-葡萄糖醛酸结合物及千里光碱羟化产物的葡萄糖醛酸结合物; 原型及Ⅰ相代谢物快速达峰并清除, Ⅱ相代谢物中羟化产物的葡萄糖醛酸结合物达峰最晚, 后期成为斑马鱼肝脏内的主要存在形式。本研究首次系统阐明千里光碱在斑马鱼成鱼体内的代谢图谱与动力学规律, 证实斑马鱼具备与人相似的葡萄糖醛酸化解毒能力, 为斑马鱼作为PAs代谢与毒性研究模型提供关键实验依据, 也为含PAs中药制剂的风险评估提供科学数据。本实验获得浙江大学动物伦理委员会的批准(批准号: ZJU20250602)。

为寻找急性重症肺炎新的治疗策略和解决芹菜素口服生物利用度的问题, 拟采用肺泡表面活性物质二棕榈酰卵磷脂(dipalmitoylphosphatidylcholine, DPPC) 和2-羟丙基-β-环糊精(2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin, HP-β-CD) 作为肺吸入载体, 研制芹菜素包合物DPPC脂质干粉吸入剂。用研磨法、薄膜分散和冷冻干燥技术制备芹菜素包合物DPPC脂质干粉吸入剂。正交实验设计优化处方, 并对其粒径、包封率、电位、体外释放及肺部沉积进行研究。脂多糖(lipopolysaccharides, LPS) 诱导的大鼠肺炎模型可以表征急性重症肺炎并进行体内药效作用评价。筛选最优处方芹菜素与HP-β-CD的摩尔比2∶1、HP-β-CD浓度20%、研磨时间90 min, 制备得到芹菜素包合物。将芹菜素包合物与DPPC质量比1∶2、水化时间15 min、甘露醇与DPPC质量比1∶1, 最终制备得到芹菜素包合物DPPC脂质干粉吸入剂, 其包封率为(71.46 ± 3.18)%, 载药量为(8.36 ± 0.42)%, 复溶前后的粒径为198.6 ± 4.4和221.6 ± 5.5 nm, zeta电位为15.3 ± 2.1 mV。干粉吸入剂的空气动力学粒径为4.28 ± 0.77 μm, 体外肺部沉积率(FPF) 为43.02%。动物实验经同济大学附属杨浦医院动物伦理委员会批准(No: LL-2023-ZRKX-002)。对急性重症肺炎大鼠进行体内药效学评价, 测得芹菜素包合物DPPC脂质干粉吸入剂组治疗效果优于芹菜素原料药组。制备的芹菜素包合物DPPC脂质干粉吸入剂符合肺吸入颗粒标准、分布均匀、稳定性良好, 肺部沉积率高, 体内对急性重症肺炎有很好的治疗效果, 有望成为目前急性重症肺炎治疗的有效制剂。

本研究以甲氧基聚乙二醇-聚己内酯[monomethoxyl poly (ethylene glycol) 2000-poly (ε-caprolactone) 2000, mPEG_2K-PCL_2K]、自合成的靶向肠上皮细胞顶端钠依赖性胆汁酸转运蛋白(apical sodium-dependent bile acid transporter, ASBT), 以及葡萄糖转运蛋白5 (glucose transporter 5, GLUT5) 的功能性载体材料果糖-聚乙二醇2000-脱氧胆酸(fructose-polyethylene glycol 2000-deoxycholic acid, Fru-PEG_2K-DC) 为载体材料, 以姜黄素为模型药物, 构建肠上皮细胞靶向姜黄素胶束(fructose-polyethylene glycol 2000-deoxycholic acid-polymeric micelles/curcumin, FD-PMs/Cur), 旨在提高药物的肠吸收及跨肠转运效率。首先采用叠氮-炔基点击化学反应合成了果糖-聚乙二醇-脱氧胆酸(Fru-PEG_2K-DC), 并通过核磁共振法及红外光谱法确证合成产物的结构; 然后, 采用薄膜分散法制备肠上皮细胞靶向FD-PMs/Cur, 并以粒径、多分散系数(polymer dispersity index, PDI)、包封率和载药量为评价指标, 对载药纳米胶束的制备工艺和处方进行了优化和筛选; 最后, 通过体外细胞实验考察所构建靶向制剂的细胞摄取及溶酶体逃逸功能。结果表明, 制得的FD-PMs/Cur呈近球形, 大小均一, 分散性良好, 平均粒径为25.86 ± 0.160 4 nm, PDI为0.169 ± 0.015, 表面电荷为-5.74 ± 0.707 mV, 包封率和载药量分别为(92.31 ± 0.40)%和(7.69 ± 0.04)%; 在胃肠液中释放缓慢, 稳定性高; 体外细胞实验结果显示, 与非靶向胶束相较, 靶向胶束能显著提高药物的细胞摄取, 有较好的肠细胞靶向能力; 同时靶向胶束由于修饰胆酸的存在, 具有溶酶体逃逸功能。所构建的FD-PMs/Cur具有良好的胃肠道稳定性、肠上皮细胞靶向能力和溶酶体逃逸功能, 可以有效靶向肠上皮细胞, 提高跨肠转运效率, 为提高脂溶性药物口服生物利用度提供新的思路。

本文初步探究了将天麻素(gastrodin, GAS) 作为脑靶向配体, 构建一种经葡萄糖转运体1 (glucose transporter type 1, GLUT1) 介导的新型脑靶向脂质递药系统, 实现跨屏障-靶肿瘤级联增效。采用薄膜水化法成功制备了天麻素修饰的脂质体, 并对其理化性质、药物释放特性及体内外靶向性进行了初步评价。特别探讨了采用三分枝偶联方式后的天麻素修饰脂质体(GAS₃-Lip) 体内外性能。天麻素修饰脂质体针对bEnd.3脑血管内皮细胞和GL261脑胶质瘤细胞显示出良好靶向性, 体内亦呈现明显的病灶蓄积。在体内外药效评价中, 相比经典的谷胱甘肽(glutathione, GSH) 修饰脑靶向脂质体, 三分枝天麻素载药脂质体(GAS₃-Lip/DOX) 对脑胶质瘤表现出更强的抑制效果, 相关动物实验均获得了南方医科大学动物实验伦理委员会批准(伦理号: SMUL202412013)。综上所述, 该策略有望为靶向治疗脑胶质瘤的药物递送研究提供有益思路。

构建β-细辛醚(β-asarone, β-As) 修饰的载丹参酮IIA (tanshinone IIA, TSA) 纳米递药系统(As-TSA-NPs), 通过鼻腔给药提高其脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia-reperfusion injury, CIRI) 治疗效果。采用复乳-溶剂挥发法制备As-TSA-NPs, 并对其形态、粒径、电位、载药量及体外释放行为进行表征; 以coumarin 6为荧光探针, 通过16HBE细胞模型考察β-As修饰对纳米粒鼻黏膜渗透性及抑制P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp) 外排的影响; 建立大鼠大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO) 模型, 通过神经功能评分、脑梗死体积测定及氧化应激指标[superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA)] 评价体内药效。结果表明, As-TSA-NPs形态圆整, 粒径约为180 nm, zeta电位约为-33 mV, 载药量约为3.5%, 具有较好的缓释特性。β-As修饰显著增强纳米粒的细胞摄取(较未修饰组提高1.8倍), 并通过抑制P-gp外排作用提高鼻黏膜渗透性。体内实验证实, As-TSA-NPs组大鼠脑梗死体积较模型组减少13.5%, SOD活性提高13.6%, MDA水平降低21.5%, 神经功能评分显著改善。本研究表明, β-As修饰的纳米粒可有效提升TSA经鼻入脑效率, 为CIRI治疗提供了一种新型鼻-脑靶向递药策略。本研究所有对动物的处理和操作均通过上海中医药大学动物伦理委员会的批准(PZSHUTCM210226002), 并遵循其指导方针进行。

肺动脉高压(pulmonary hypertension, PH) 是一种以肺血管重构为特征的致命性疾病, 其中动脉性PH (pulmonary arterial hypertension, PAH) 需长期联合药物治疗。本研究针对临床联合用药方案复杂、患者依从性差的问题, 开发波生坦(bosentan, BST) 与枸橼酸西地那非(sildenafil citrate, SIL) 复方片剂。通过处方前研究建立了pH 1.2、4.5、6.8条件下的HPLC含量测定方法, 证实BST溶解度随pH升高而增加, SIL则相反。采用湿法制粒工艺、以溶出度和含量均匀度为核心指标优化处方, 确定最佳组成为47.8% BST、31.2% SIL、8%~18%玉米淀粉-预胶化淀粉(2∶1)、2%~8%羧甲基淀粉钠、3%山嵛酸甘油酯及1%硬脂酸镁。质量评价显示片剂符合药典标准, 稳定性良好。SD大鼠药动学研究表明, 复方片剂中BST和SIL的t_max分别为3.76和0.94 h, 与市售制剂相当, 且半衰期分别延长3和2倍。该复方制剂通过简化给药方案(43 mg BST + 28 mg SIL, 每日3次) 显著提高患者依从性。两药在同一时间段可以达到血药浓度, 为在药效学层面实现协同作用创造了有利的药代动力学条件。这一特性使该复方制剂有望成为PAH治疗的一种潜在新策略。研究获得中国药科大学动物伦理委员会批准(批准编号: YSL-202505069), 所有实验均符合伦理规范。

本研究以中药芍药来源的细胞外囊泡(Paeonia lactiflora derived extracellular vesicles-like particles, PL-EVLP) 包载有效成分芍药苷(paeoniflorin, PF), 以增强抗皮肤衰老效果, 进而以水凝胶体系(PF@PL-EVLP Gel) 进一步提升制剂的稳定性和经皮递送效率。以差速离心法提取PL-EVLP, 采用超声结合冻融法制备负载芍药苷的芍药细胞外囊泡(PF@PL-EVLP), PF@PL-EVLP为具有双层膜的茶托状纳米颗粒, 平均粒径约为148.07 nm, 具有较高的载药量及较好的稳定性。以卡波姆934作为凝胶基质制备PF@PL-EVLP Gel, 水凝胶体系中细胞外囊泡的结构完整且分散均匀, 稳定性良好。体外释放实验结果表明: PF@PL-EVLP和PF@PL-EVLP Gel具有一定缓释效果; 体外药效学研究表明, PF@PL-EVLP具有良好的氧化损伤保护作用, 可使细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、羟脯氨酸(hydroxyproline, HYP) 含量显著提升, 丙二醛(malondialdehyde, MDA)、基质金属蛋白酶-1 (matrix metalloproteinase-1, MMP-1)、活性氧(reactive oxygen species, ROS) 含量明显下降; 相较于溶液组, PF@PL-EVLP Gel可使药物的累积透皮量提高约10.82倍, 局部皮肤滞留量提高约7.38倍, 累积透皮率提高约9.36倍。体内药效学实验表明: PF@PL-EVLP Gel可发挥抗皮肤衰老作用, 提高皮肤含水量, 增加小鼠皮肤中的胶原纤维比例, 防止D-半乳糖诱导衰老小鼠的皮肤变薄; ELISA结果表明PF@PL-EVLP Gel有效提高小鼠皮肤组织总抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、SOD、HYP、基质金属蛋白酶抑制剂-1 (tissue inhibitor of metalloproteinase-1, TIMP-1) 含量及血清中SOD含量, 减少皮肤组织MDA、MMP-1含量及小鼠血清中MDA含量, 减轻皮肤氧化损伤程度; Western blot实验表明水凝胶体系通过下调BAX的表达, 抑制皮肤细胞凋亡, 发挥抗皮肤衰老作用。本研究为芍药细胞外囊泡水凝胶体系在经皮递送中药有效成分延缓皮肤衰老方面的应用提供了实验依据。动物实验经上海中医药大学动物伦理委员会批准(批准编号: PZSHUTCM2503120002、PZSHUTCM230907004)。

中成药组分基原物种准确是保障其安全性和有效性的基础。时珍法已用于植物、动物和真菌界不同物种的鉴定, 但其能否适用于中成药组分基原物种鉴定有待研究。本文以三七Panax notoginseng为对象, 开展时珍法在市售中成药中基原物种鉴定研究。通过人参属6个物种共9个基因组数据的对比分析, 挖掘到4 289 410条三七特异靶标序列, 构建三七特异靶标数据库。从数据库中选取靶标序列并采用Sanger测序验证其准确性, 通过PCR联合琼脂糖凝胶电泳、PCR联合Sanger测序、TaqMan探针荧光定量PCR和高分辨熔解曲线四种技术检测靶标序列, 构建三七鉴定方法。进一步利用上述四种方法检测市售中成药, 所有样品均成功检出三七。因此, 时珍法可实现中成药中三七基原物种鉴定, 为中成药质量控制提供新的思路和技术。

甾体皂苷是麦冬Ophiopogon japonicus (L. f.) Ker Gawl.的重要活性成分, 其结构与药效受糖基化修饰影响, 但麦冬糖基转移酶研究较少。本研究完成了麦冬根、茎、叶的de novo转录组(无参转录组) 测序及组装、注释, 并结合结构域筛选, 对麦冬尿苷二磷酸依赖型糖基转移酶(UDP-dependent glycosyltransferase, UGT) 家族开展鉴定与系统发育分析。共获得109条UGT候选编码序列(coding sequence, CDS) 并鉴定出34个全长UGT候选CDS序列(OjUGT1~OjUGT34)。系统发育分析结果将麦冬与拟南芥UGT基因家族划分为15个亚家族, 其中D组(UGT73亚家族) 与G组(UGT85亚家族) 成员相对数量较多。保守基序分析与多序列比对分析显示31个OjUGT蛋白具有典型的植物次生代谢产物糖基转移酶保守基序(plant secondary product glycosyltransferase, PSPG)。表达谱分析揭示一些OjUGT具有明显的组织表达差异, OjUGT32 (UGT73亚家族) 在块根中特异高表达, OjUGT34 (UGT73亚家族) 在叶片中特异高表达。跨物种比较提示天门冬科内UGT73/UGT85基因存在谱系特异性扩张, 可能与甾体皂苷合成有关。综合系统发育特点、PSPG保守基序分析、三维结构预测与表达特异性分析结果, 推测OjUGT32与OjUGT34可能参与麦冬甾体皂苷糖基化过程。本研究构建了麦冬UGT基因家族的表达谱, 预测分析了OjUGT的理化性质与序列特征, 为阐明麦冬皂苷糖基化合成提供候选基因。

(-)-吉玛烯D是一种具有重要生物活性的单环倍半萜类化合物, 同时也是合成其他双环倍半萜母核的关键前体之一。尽管植物来源的吉玛烯D合酶已有较多报道, 但目前真菌尤其是青霉属真菌来源的吉玛烯D合酶却鲜见报道。本研究从蛇足石杉内生真菌Penicillium herquei中克隆获得1个倍半萜合酶基因PhGDS, 该基因编码蛋白含有Ⅰ型倍半萜合酶典型的DDXXD和NSE/DTE保守结构域。为明确其功能, 分别在酿酒酵母和大肠杆菌中对PhGDS进行异源表达, 并采用气相色谱-质谱联用技术、核磁共振波谱技术对产物进行鉴定。结果从酿酒酵母发酵产物中分离得到2个产物, 分别鉴定为(-)-吉玛烯D (66.01 mg·L^-1) 和Germacra-1(10),5-dien-4α-ol (0.54 mg·L^-1)。在大肠杆菌中成功实现PhGDS的可溶性表达, 体外酶活性分析证明其能够催化法尼基焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP) 生成(-)-吉玛烯D和Germacra-1(10),5-dien-4α-ol。本研究首次在青霉属中发现并鉴定了吉玛烯D合酶, 为利用合成生物学技术规模化制备(-)-吉玛烯D及其衍生倍半萜类化合物, 提供了宝贵的基因资源。

MYC转录因子是茉莉酸信号转导通路中的核心调控因子, 广泛参与植物生长发育、次生代谢、逆境应答以及激素信号传导等过程。本研究基于金银花(Lonicera japonica Thunb.) 基因组数据, 通过生物信息学方法对LjMYC基因家族进行鉴定, 对其理化性质、进化关系、保守结构域与基因结构、启动子顺式作用元件等方面进行分析, 并对该基因家族在金银花不同组织、不同开花时期以及茉莉酸甲酯(MeJA) 处理下的表达模式进行分析。结果表明, 共鉴定出25个金银花LjMYCs基因, 分布在8条染色体上, 亚细胞定位预测其中22个LjMYCs蛋白定位于细胞核, LjMYC13和LjMYC14定位于叶绿体中, LjMYC4定位于细胞质中。顺式作用元件分析表明, LjMYCs基因启动子区域含有光响应、生长发育、激素和胁迫响应等作用元件。RT-qPCR方法分析表明, LjMYC8等8个基因在花蕊中的表达具有组织特异性; LjMYC1等10个基因在开花进程(S1~S6) 中的表达变化趋势基本一致, S2时期的表达量略低于S1时期, S3时期表达量升高, S4时期略有下降, S5和S6时期持续高表达。外源MeJA处理促进开花, 二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(DIECA) 处理延迟开花; 除LjMYC20外, MeJA处理可诱导LjMYC1等9个成员的表达, DIECA处理则抑制其表达。本研究结果揭示了LjMYC基因家族的基本特征以及在不同组织、不同开花时期和茉莉酸信号响应中的表达特征, 为探究该基因家族在金银花茉莉酸信号传导中的功能提供了关键依据。

干旱是严重制约百蕊草(Thesium chinense Turcz.) 生长发育的关键逆境因子, 而WOX (WUSCHEL-related homeobox) 转录因子家族在植物生长发育及逆境胁迫应答中发挥重要作用。为探究百蕊草的抗旱机制并筛选相关WOX基因, 本研究采用20% PEG6000模拟干旱胁迫, 结合生理及转录组分析揭示其响应策略。结果表明: 干旱显著抑制植株生长和光合作用, 但激活了抗氧化酶系统(CAT、POD、SOD和APX活性分别为对照的4.09、1.57、3.05和58.44倍), 同时促进了总多糖、总黄酮及百蕊草素Ⅰ等次生代谢产物积累。通过转录组分析筛选出候选基因TcWOX8, 从百蕊草中成功克隆TcWOX8, 全长897 bp, 编码298个氨基酸, 蛋白分子质量为33.6 kD, 含Homeodomain保守结构域, 系统进化显示与葡萄、大麦WOX8亲缘关系最近, 揭示可能参与植物的非生物胁迫响应。进一步的实验证实, TcWOX8蛋白可进行可溶性表达, 具备转录激活活性, 且定位于细胞核。该基因的表达不仅受干旱胁迫诱导, 还对盐、低温和高温胁迫均有显著响应。这些结果为阐明百蕊草抗旱分子机制、揭示TcWOX8在植物广谱逆境防御中的关键调控作用奠定了坚实的分子基础。