2025年的创新药物研发保持平稳, 首创性药物占比持续增高。美国FDA药物评价和研究中心(CDER) 在过去一年里共计批准了46款新药, 其中包括34个新分子实体(NMEs) 和12个生物制品(BLAs), 获批数量相较前三年略有下降。本年度小分子药物获批31款, 占获批总量的67%, 其中涵盖13款首创性(first-in-class) 小分子药物, 治疗领域集中于罕见病、肿瘤、自身免疫性疾病、呼吸系统疾病等多个方向。其中, 多个首创性小分子药物具有突破性的临床价值, 例如全球首个非阿片镇痛药物NaV1.8抑制剂舒泽曲近(suzetrigine), 首个获批的局部薄荷醇受体TRPM8 (transient receptor potential cation channel subfamily M member 8) 激动剂阿考曲孟(acoltremon) 治疗干眼症, 首个靶向线粒体内膜心磷脂的依拉雷肽(elamipretide), 首个获批用于特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF) 的选择性磷酸二酯酶4B (PDE4B) 抑制剂依林奈坦(nerandomilast), 首个选择性口服Menin-MLL抑制剂齐托美尼布(ziftomenib) 等。首创性药物具有巨大的临床价值、学术价值及商业价值, 受到患者、研究人员及企业的广泛关注。本文通过药物化学角度浅析本年度3个代表性首创性小分子药物的研发背景、研发过程和治疗应用, 以期为首创性药物的研发提供更多的研究方向与方法。

2025版《中华人民共和国药典》将膜剂定义为原料药物与适宜的成膜材料经加工制成的膜状制剂, 供口服或黏膜使用。其中, 口溶膜系指口溶膜即指在口腔中快速溶化起全身或局部作用的膜剂。口溶膜规避了口崩片所具有的易破碎、可能引发窒息等缺陷, 该剂型因剂量准确、方便携带、适用于老人、儿童或具有吞咽困难症状的患者, 目前受到了学术界与医药产业界的广泛关注。本文综述了口溶膜的优势及局限性、目前上市情况、适用药物活性成分、常用辅料、制备工艺和新兴的纳米颗粒技术, 同时针对剂型特点, 对其在溶出度、溶化时限、机械性能等方面的质量评价要求进行了重点阐述, 旨在帮助读者和研究人员对口溶膜的开发与评价建立起较为全面的认知。

本研究聚焦于微针在经皮给药领域的创新应用, 旨在探讨其突破皮肤屏障限制的深层机制并综述前沿进展。近年来, 经皮给药研究更多关注微针的机制优化与材料创新, 本综述从微针的“刺穿和贴敷”和“涂覆和刺穿”等5种递送机制分析, 明晰原理、优点与现存挑战, 同时结合眼科疾病、皮肤病、癌症、自身免疫性疾病及慢性代谢性疾病等领域应用案例, 在药物输送效率和健康监测方面展现出广阔的应用前景。未来需攻克规模化生产、长期安全性验证及个体化治疗等关键问题, 加速临床转化进程。

胆汁酸(bile acids, BA) 已从传统的脂质消化辅助分子, 演变为调控宿主代谢的关键信号分子。近年来, 微生物来源的胆汁酸修饰酶及其介导的新型胆汁酸代谢通路, 在代谢性疾病发生发展中的作用日益凸显。这些微生物酶通过调节胆汁酸池的组成和比例, 进而影响法尼醇X受体(FXR)、G蛋白偶联胆汁酸受体(TGR5) 等关键受体的活性, 参与糖脂代谢、能量稳态和炎症反应的精细调控。中医药“肝脾同调”理论与该轴的稳态维持密切相关。中医学认为, “肝失疏泄”与“脾失健运”是代谢性疾病的核心病机, 现代研究则证实其与胆汁酸代谢紊乱及肠道菌群失调存在内在的生理病理联系。研究表明, “肝脾同调”中药及其活性成分能够通过靶向干预菌源胆汁酸修饰酶, 调节下游FXR、TGR5等受体信号通路, 有效纠正胆汁酸代谢异常并重塑肠道菌群结构, 最终发挥改善胰岛素抵抗、脂质堆积等代谢紊乱的作用。本文系统综述菌源胆汁酸-受体轴在代谢性疾病中的关键靶标并深入探讨“肝脾同调”中医药基于此轴的干预机制, 为中医药防治代谢性疾病提供新的科学阐释与潜在的治疗策略。

微反应器及相关技术作为连续制造的重要组成部分, 具有提升药物生产灵活性、显著降低成本、缩短反应时间、提高生产效率、绿色环保及增强供应链韧性等方面的显著优势, 被视为实现药物连续制造、推动行业转型升级的核心。特别是将微反应器与人工智能、自动化技术相结合, 重塑了规模化制备“反应釜-生产线-制造基地”的传统模式, 体现出智能可控、移动灵活、分步组合和即时生成等新特点。本文系统综述了不同类型微反应器在药物合成过程中的性能特点和在药物智能合成方面的应用前景, 分析了人工智能与芯片式微反应器深度融合所构建的智能化、分布式药物合成体系, 旨在实现药物的连续化、精准化及应急化生产, 为医药制造业的数字化与智能化转型提供重要支撑。

糖尿病肾病(diabetic kidney disease, DKD) 是一种进行性肾脏并发症, 目前尚缺乏有效逆转病情的治疗策略。中医药基于“扶正祛邪”原则, 在控制血糖、改善肾功能等方面展现出多靶点、整体调节的优势。黄芪作为补气要药, 功擅补气升阳、利水消肿, 与DKD“气虚浊留”核心病机高度契合, 已成为临床防治DKD的高频药物。本文系统总结相关文献发现, 黄芪凭借其活性成分如黄芪甲苷、黄芪多糖、毛蕊异黄酮, 药对如黄芪-山药、黄芪-山茱萸、黄芪-金雀根等, 配伍方剂如参芪地黄汤、玉液汤、黄芪葛根汤、黄芪六一汤、黄芪汤等和相关中成药如渴络欣胶囊、参芪降糖颗粒、尿毒清颗粒等在DKD防治中表现出良好潜力, 其作用机制涉及调节糖脂代谢、抑制氧化应激与炎症反应、改善胰岛素抵抗、调控多种程序性细胞死亡(焦亡/凋亡/铁死亡/自噬)、抗肾脏纤维化及减轻内质网应激等多个环节。该综述系统梳理了黄芪及其方剂配伍干预DKD的研究进展, 旨在初步阐释黄芪“补气利水”功效的现代科学内涵, 为其临床应用与深入研究提供参考。

五味子(Schisandra chinensis) 作为传统中药材, 具有独特的药理活性与广泛的临床应用价值, 其炮制工艺历经千年发展与改进。在中医药体系中, 五味子炮制直接影响药效发挥, 并与质量控制及用药安全密切相关。目前, 五味子炮制工艺标准化、活性成分质量控制及成分-药效关联研究仍存在不足。本文梳理了五味子炮制工艺的历史演变与现代技术进展, 结合当代分析技术及药理研究, 探讨主要活性成分的质量控制方法、不同炮制工艺对成分及药效的影响机制, 以及其在代谢性疾病、肝病、呼吸系统疾病和神经系统疾病中的应用。本文旨在为五味子炮制工艺标准化、质量控制精准化及临床应用现代化提供参考依据。

阐释“多成分-多靶标”协同调控机制, 是推动中药创新发展的重要命题, 但囿于“是否与整体疗效相关、与疾病转归相关”而备受关注。立足分子整体状态医学和中尺度关键功能模块(功能聚集体) 发挥中药整体疗效的特点, 以中医优势病种“消渴”与经典名方“消渴方”为示范, 遵循“源于临床-证于试验-归于临床”策略, 从临床回顾性匹配队列切入, 发现糖尿病分子整体特征及其经消渴方治疗后的转归; 以此关联临床与基础, 识别消渴方降糖中尺度关键功能模块, 解析多成分作用于模块内多靶点的非线性调控规律; 回归临床前瞻性试验, 利用中尺度关键功能模块整体应答, 确证消渴方降糖协同调控机制, 实现机制阐释从“宏观表型”“微观分子”走向“系统整合”, 形成解析中药“多成分-多靶标”协同调控机制的新范式、新技术。

本研究系统表征了元胡止痛口服液(Yuanhu Zhitong Oral Liquid, YZOL) 的化学成分并探究其治疗原发性痛经(primary dysmenorrhea, PD) 的作用机制。基于UPLC-Q-TOF-MS/MS技术, 共初步鉴定出100个成分, 主要为异喹啉类生物碱、香豆素类等; 通过苯甲酸雌二醇联合缩宫素建立大鼠PD模型, 从行为学指标、痛经相关因子水平及组织病理学变化等方面评价YZOL的干预效果, 结果显示YZOL能够有效减少PD大鼠扭体次数(P < 0.05), 延长扭体潜伏期(P < 0.05), 中、高剂量组显著降低PGF_2α/PGE₂水平(P < 0.05), 低、中、高剂量组均可显著降低TXB₂/6-keto-PGF_1α水平(P < 0.05), 同时明显改善子宫组织损伤, 高剂量组改善效果最为显著。进一步对子宫组织进行转录组测序, 分析共筛选得到403个回调基因, 其中YZOL-H vs PD上调280个, 下调123个。KEGG富集结果表明其主要涉及TGF-β信号通路、Rap1信号通路、PI3K-Akt信号通路、卵巢类固醇生成、MAPK信号通路等, 进一步功能注释表明, 这些通路与神经信号传导、炎症反应、突触活动及激素合成密切相关, 其异常激活可引起疼痛敏化、炎症介质释放及子宫平滑肌过度收缩, 从而促进PD的发生发展。结合转录组与网络药理学分析结果, 从疼痛信号传导、炎症反应调控及子宫平滑肌收缩等关键病理环节中筛选出7个核心靶点, 并采用AutoDock Vina进行分子对接分析。结果显示, YZOL中的黄连碱、紫花前胡苷、补骨脂素醇等与上述靶点具有较强结合活性, 结合能优于或接近阳性化合物, 且部分成分具有较高口服生物利用度(oral bioavailability, OB), 提示其可能为体内主要药效成分。最终通过生物信息学分析及批量分子对接, 预测潜在活性成分与关键作用靶标之间的相互作用, 建立YZOL治疗PD的“活性成分-关键靶标-生物效应”多维网络。综上, 元胡止痛口服液中的黄连碱、紫花前胡苷、补骨脂素醇、二氢白屈菜红碱、欧前胡素可能作用于IL1B、PRKCG、TRPV1、PTGER2等靶点, 通过调控疼痛信号传导、炎症反应及子宫平滑肌收缩等过程, 而发挥抗原发性痛经的镇痛作用。实验获得中国中医科学院中药研究所实验动物伦理委员会的批准(批准号: 2021B020)。

为评估新型抗体偶联药物hIMB1636-MMAE对人滋养层细胞表面抗原2 (trophoblast cell surface antigen 2, TROP2) 高表达的人表皮癌的疗效, 本研究系统评估了其对人表皮癌细胞A431体内外抗肿瘤疗效及作用机制。通过Western blot检测A431细胞中TROP2的表达情况; 通过流式细胞术检测hIMB1636-MMAE与A431细胞的结合特性及其对细胞周期和凋亡的影响; 利用激光共聚焦显微镜观察其被肿瘤细胞内吞的过程, 并利用CCK-8法评估其体外杀细胞活性; 进一步构建A431细胞裸鼠异种移植瘤模型, 以评价hIMB1636-MMAE的体内抗肿瘤效果。实验结果显示, A431细胞表达高水平的TROP2, hIMB1636-MMAE能特异性结合该细胞, 能够被其有效内吞并运送至溶酶体。hIMB1636-MMAE在体外可选择性杀伤A431细胞(IC₅₀为1.49 ± 0.22 nmol·L^-1), 可诱导G2/M期细胞周期阻滞和细胞凋亡, 在体内10 mg·kg^-1对A431裸鼠移植瘤的抑制率为93.89% (实验得到中国医学科学院医药生物技术研究所动物护理与使用委员会批准, 编号: IMB-20220210D₂03)。综上所述, hIMB1636-MMAE在体内外显示出良好的抗皮肤癌潜力, 为TROP2阳性皮肤癌患者提供了潜在候选药物。

探讨小檗碱(berberine, BBR) 和水苏糖(stachyose, Sta) 联用对自发性2型糖尿病KKAy小鼠的肝脏保护作用。将KKAy小鼠随机分为模型对照组(model)、水苏糖组(Sta, 200 mg·kg^-1)、小檗碱组(BBR, 100 mg·kg^-1) 及联用组(BBR+Sta, 100 mg·kg^-1 BBR + 200 mg·kg^-1 Sta), 每组14只, 每日灌胃给药一次, 连续8周。实验结束后, 分离小鼠血清和肝脏, 记录肝脏重量并计算肝脏指数, 检测肝脏脂质含量和氧化应激相关指标, 评估肝脏脂肪变性程度, 同时测定血清中的脂质含量、转氨酶水平及氧化应激相关指标, 以及采用qPCR考察肝脏中脂质代谢和炎症相关基因的表达水平, 运用流式细胞术检测肝脏中巨噬细胞数量。结果表明: BBR和Sta联用可明显降低KKAy小鼠的肝脏指数, 减少肝脏中甘油三酯(triglyceride, TG)、总胆固醇(total cholesterol, TC)、一氧化氮(nitric oxide, NO)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)、丙二醛(malonaldehyde, MDA) 含量, 改善肝脏组织形态, 减少脂质沉积, 降低血脂和血丙氨酸氨基转氨酶(alanine aminotransferase, ALT) 水平, 并抑制肝脏中脂质合成相关基因——脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase, Fasn)、固醇调节元件结合蛋白1c (sterol regulatory element-binding protein 1c, Srebp1c) 及炎症相关基因——白细胞介素-6 (interleukin-6, Il-6)、肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, Tnf-α)、单核细胞趋化蛋白(monocyte chemoattractant protein-1, Mcp-1) 的表达, 减少肝脏中巨噬细胞(CD11b⁺F4/80⁺) 及M1型巨噬细胞(F4/80⁺CD11c⁺) 数量, 并减弱巨噬细胞抗原提呈能力。联用组在降低血脂及抑制肝脏促炎基因Il-6表达方面的作用优于BBR单药; 两组在减轻肝脏巨噬细胞浸润和改善氧化应激指标方面无明显差异。综上, BBR和Sta联用通过改善肝脏脂质堆积、炎症及氧化应激, 降低巨噬细胞数量和功能等途径发挥抗代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD) 作用, 且整体效果优于BBR单用。提示小檗碱和水苏糖联用是一种治疗MASLD的潜在有效方案。本研究涉及的动物实验经中国医学科学院药物研究所实验动物管理和使用委员会的审查批准。

糠秕马拉色菌(Malassezia furfur, M. furfur) 是常见的嗜脂性真菌, 其表皮定植力强、复发率高, 可广泛引发动物及人类的皮肤疾病。传统抗真菌药物治疗存在不良反应大、耐药性频发等问题, 因此亟需开发新的治疗策略。本研究使用前期团队自主研发的质子型双菲啰啉(phenanthroline-phenanthroline⁺, ph-ph⁺), 探讨其是否具有高效抑制M. furfur的生长和繁殖的作用。实验结果发现, ph-ph⁺对M. furfur的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度值分别为2和8 µg·mL^-1。此外, ph-ph⁺能使M. furfur的毒力特征——生物膜、疏水率、黏附能力等均显著降低。通过透射电子显微镜和Annexin V-FITC/碘化丙啶染色评估, 证实ph-ph⁺可通过诱导细胞凋亡杀灭M. furfur。将ph-ph⁺涂抹于由M. furfur诱发的小鼠皮肤感染模型中, 结果显示ph-ph⁺能够有效清除小鼠皮肤表面的真菌, 且不引起皮肤刺激或其他不良反应。本研究表明, ph-ph⁺可能是一种有别于传统药物的新型抗菌化合物, 同时本研究也为治疗M. furfur或其他真菌所致的皮肤感染提供了一种潜在治疗方法。实验方案由西南大学动物实验伦理委员会批准(批准号: LAC2024-1-0446), 严格按照动物使用和护理的伦理原则进行实验操作。

探究防风色原酮类化合物19A改善小鼠急性肺损伤(acute lung injury, ALI) 的作用及机制。采用分子对接、药物亲和反应靶向稳定性实验、细胞热转移及双荧光素酶报告基因实验解析19A与法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR) 的结合模式及其对FXR转录活性的调控。体外以细菌脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 诱导BMDM建立炎症模型, 评价19A对细胞活性、NO释放、炎症因子mRNA及NF-κB通路的影响, 并在Fxr^-/-小鼠来源BMDM中验证其FXR依赖性。体内以气管滴注LPS和大肠杆菌(Escherichia coli, E. coli) 构建两种ALI小鼠模型, 观察肺功能、肺部炎症指标水平及肺部组织病理变化, 并在Fxr^-/-小鼠中进行反向验证。动物实验获得上海中医药大学伦理委员会批准, 伦理审查编号: PZSHUTCM2412200007。结果表示, 19A可与FXR形成稳定的相互作用, 增强FXR转录活性。19A体外可抑制LPS诱导的NO释放及炎症因子mRNA表达, 减少IκBα降解及磷酸化, 降低NF-κB p65磷酸化; 上述抗炎和抑制NF-κB作用在Fxr^-/- BMDM中明显减弱或消失。在野生型小鼠中, 19A明显改善ALI小鼠的肺功能异常, 降低肺指数和BALF总蛋白浓度, 减轻肺组织损伤和炎性浸润, 并下调肺组织炎症因子mRNA及抑制NF-κB信号通路, 而在Fxr^-/-小鼠中上述保护作用基本丧失。综上所述, 防风色原酮类化合物19A可通过激活FXR, 抑制NF-κB信号通路, 减轻LPS诱导的巨噬细胞炎症反应及小鼠急性肺损伤。19A有望作为基于防风色原酮骨架的ALI防治先导化合物, 为传统中药防风现代化及急性肺损伤新药研发提供实验依据。

Halorotetin B是从真海鞘(Halocynthia roretzi) 被囊中分离的一种天然萜类化合物。研究表明, 该化合物具有显著的抗肿瘤活性。然而, 由于其多靶点特性, 该化合物是否具有抗炎活性尚不清楚。本研究探究了Ha. B的抗炎活性。结果表明, 在细菌脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 诱导的RAW264.7细胞中, Ha. B能显著抑制促炎因子肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor-alpha, TNF-α) 和白细胞介素6 (interleukin-6, IL-6) 的产生。机制上, 网络药理学分析及蛋白质免疫印迹实验阐明了Ha. B通过调控MAPK (mitogen-activated protein kinase) 信号通路发挥抗炎功能。最后, 天然产物靶点预测揭示了Ha. B可能的直接作用靶蛋白, 细胞热转移分析(cellular thermal shift assay, CETSA) 实验结果表明Ha. B可在细胞内与鼠双微体蛋白2 (mouse double minute 2, MDM2) 发生相互作用, 分子对接实验模拟了其物理结合模式。RNA干扰实验进一步证实, Ha. B通过结合E3泛素连接酶MDM2, 发挥抗炎活性。

焦虑症影响着全球超过3.3%的人口, 且治疗选择有限, 而痕量胺相关受体1 (trace amine-associated receptor 1, TAAR1) 与5-羟色胺2C受体(serotonergic 2C receptor, 5-HT_2CR) 可参与焦虑等多种情绪活动。本文旨在研究TAAR1/5-HT_2CR在慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress, CUMS) 诱导的大鼠焦虑样行为发生中的作用及其双重激动剂的干预作用。本研究构建CUMS诱导的大鼠焦虑模型[本实验方案获得烟台大学实验动物管理委员会批准(批准号: YTU20240110)], 采用高架O迷宫试验和旷场试验评价大鼠焦虑样行为; 采用Western blot检测大鼠杏仁核中TAAR1、5-HT_2CR和脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF) 蛋白的表达; 分别敲低或过表达大鼠基底外侧杏仁核(basolateral amygdala, BLA) 中Taar1和Htr2c基因, 观察其对大鼠焦虑样行为的影响; 大鼠灌胃给予TAAR1/5-HT_2CR双重激动剂PCC0105004, 同时敲低BLA中Taar1和Htr2c基因, 观察其对大鼠的焦虑样行为的影响。结果显示, CUMS诱导的焦虑大鼠杏仁核中TAAR1和5-HT_2CR表达水平显著降低。过表达BLA中Taar1或Htr2c基因可改善大鼠的焦虑样行为。相反, 敲低BLA中Taar1或Htr2c基因可加剧CUMS诱导的大鼠焦虑样行为。灌胃给予PCC0105004可缓解CUMS大鼠的焦虑样行为, 敲低BLA中Taar1和Htr2c基因可完全消除PCC0105004的上述作用。进一步研究显示, PCC0105004可显著增加杏仁核中BDNF的表达。结果表明, TAAR1和5-HT_2CR在CUMS大鼠焦虑样行为发生中发挥重要作用, TAAR1/5-HT_2CR双重激动剂可能为焦虑症的治疗提供一种新的治疗策略。

肠道屏障的结构与功能稳态在脓毒症的发生发展中起着关键作用。右美托咪定作为高选择性的α₂肾上腺素受体激动剂, 广泛用于脓毒症和围手术期中需要手术干预的镇静治疗。最新研究显示其还具抗炎作用, 但是否能因此改善脓毒症急性期肠道屏障损伤及其机制尚未知。本研究通过腹腔注射脂多糖(lipopolysaccharide, LPS) 构建急性脓毒症小鼠模型, 经Evans染色、透射电镜、HE染色、ELISA和RT-PCR等方法观察了右美托咪定(1~6 μg·kg^-1) 对脓毒症小鼠肠道炎症和屏障改善情况。进一步在小鼠肠道组织和巨噬细胞RAW264.7中评价了α₂肾上腺素受体在炎症过程中的表达变化, 以及右美托咪定对LPS刺激下NF-κB和RhoA/ROCK信号通路的影响。研究结果显示, 右美托咪定(1~6 μg·kg^-1) 在LPS刺激6 h后, 可显著抑制脓毒症小鼠血浆和肠道组织中的炎症因子水平, 改善肠道屏障功能, 上调小肠和结肠组织的紧密连接蛋白表达。LPS刺激可降低体内外巨噬细胞上α₂肾上腺素受体表达, 而右美托咪定(5~20 nmol·L^-1) 可逆转炎症环境下α₂肾上腺素受体表达下调, 抑制RAW264.7中NF-κB通路激活和细胞炎症因子分泌增加, 拮抗Caco-2细胞中RhoA/ROCK信号通路激活及细胞跨膜电阻降低。综上, 本研究证实LPS刺激下巨噬细胞中α₂肾上腺素受体表达下调, 而右美托咪定可回调α₂肾上腺素受体, 并可能经该受体抑制NF-κB和RhoA/ROCK通路, 最终抑制炎症, 改善脓毒症急性期的屏障功能损伤。动物实验经西南大学试验动物伦理委员会批准(伦理审查号: IACUC-20260305-12)。

本文主要探究甘草苷(liquiritin, LQ)改善对乙酰氨基酚(acetaminophen, APAP)诱导小鼠肝损伤的作用及其潜在机制。采用APAP (300 mg·kg^-1)灌胃诱导小鼠急性肝损伤模型, 1 h后灌胃给药LQ, APAP给药6 h后检测血清生化指标和氧应激指标, 并结合肝脏病理形态变化, 全面评价甘草苷对小鼠肝损伤的改善作用(本实验获得上海中医药大学实验动物伦理委员会批准, 批准号为PZSHUTCM2401080003, PZSHUTCM2510170008)。采用蛋白免疫印迹(Western blot, WB)、实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qPCR)及体外细胞模型, 深入探究LQ改善小鼠肝毒性的作用机制。结果显示, LQ (25和50 mg·kg^-1)能够显著改善APAP诱导的小鼠肝损伤(P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001), 有效减轻肝脏氧化应激(P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001)与炎症(P < 0.05, P < 0.01)反应。WB及qPCR实验结果表明, LQ能够促进APAP诱导的小鼠肝脏中核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)的核转位激活(P < 0.05), 促进Nrf2下游基因的表达; 而在Nrf2敲除小鼠中, LQ的改善作用消失。以上结果表明, LQ能够通过激活Nrf2抗氧化信号通路, 抵御肝脏氧应激损伤, 从而发挥改善APAP诱导肝毒性的药效。

癌症是人类第二大死因, 其中实体瘤占成人癌症多数; 晚期及转移性实体瘤更是导致死亡的主要原因, 目前针对这类实体瘤仍缺乏高效且低毒的治疗策略。本研究基于黑猩猩腺病毒SAdV23构建了一株溶瘤病毒SKM_KK010(h)。该病毒采用优化的人端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase, hTERT)启动子驱动e1a基因表达, 实现病毒在肿瘤细胞中的特异性复制与溶瘤作用; 病毒同时携带csf2基因, 编码粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor, GM-CSF), 用以激活系统性抗肿瘤免疫。实验显示, SKM_KK010(h)可特异性杀伤结肠癌、膀胱癌、肝癌、肺癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞, 而对正常细胞无影响; 其在肿瘤细胞中的复制水平可达正常细胞的100~1 000倍。此外, 该病毒可以选择性地在受试肿瘤细胞中高效表达具有生物活性的GM-CSF, 每24 h每10⁶个细胞表达量可达147.60 ± 7.63 ng (如LoVo细胞), 远超体内起效阈值(每24 h每10⁶个细胞表达量40 ng); 而在正常细胞中GM-CSF几乎不表达。在人结肠癌LoVo细胞裸鼠移植瘤模型中, 瘤内注射SKM_KK010(h)可有效抑制肿瘤生长(T/C值为33.01%)。本研究成功构建了一株安全有效的溶瘤黑猩猩腺病毒, 证明黑猩猩腺病毒载体在溶瘤病毒开发中具有良好的应用潜力。动物实验经伦理委员会批准, 符合相关伦理标准(伦理审批编号: IACUC-KYB2301P)。

本实验室前期发现的硅硼酸酯类化合物可通过生物正交剪切反应激活氮氧化物前药。生物正交剪切反应的速率常数是该前药体内转化的关键参数, 本文通过对硅硼酸酯进行结构优化, 以获得具有更高二级反应速率常数的衍生物, 从而提高氮氧化物前药的激活效率。实验结果表明, 在硅苄基的苯环上引入吸电子基团等结构修饰可显著提升剪切反应速率, 并成功筛选出多个具有快速反应动力学(k₂ > 10² L·mol^-1·s^-1)的硅硼酸酯衍生物。其中一个代表性硅硼酸酯2b (k₂ = 239 L·mol^-1·s^-1)能够在细胞水平上, 高效特异地实现氮氧化物类荧光探针及他莫昔芬前药的激活。综上, 本研究为生物正交前药的设计及体内应用提供了高效的剪切反应工具。

ATP-柠檬酸裂解酶(ATP-citrate lyase, ACLY)作为肿瘤细胞能量代谢的关键桥梁, 与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关。抑制或敲除ACLY已被证实可有效抑制肿瘤细胞增殖并诱导其凋亡。本研究设计合成了18个脱氢弯孢霉菌素类ACLY抑制剂, 采用生物学评价和分子动力学模拟的方法, 系统探讨了衍生物的构效关系。化合物4e对三阴乳腺癌及胰腺癌细胞均显示出优异的抗增殖活性, IC₅₀值分别为0.4和1.1 μmol·L^-1, 为该类大环内酯衍生物的结构修饰与构效关系研究提供了重要依据。

采用硅胶、Toyopearl HW-40C、ODS以及半制备液相等方法和技术对九蒸九晒多花黄精进行系统地化学成分研究, 分离得到3个含氮类化合物。通过HRESIMS、NMR、IR、UV等波谱学方法进行结构鉴定, 分别鉴定为多花黄精碱F (1), (2S,5S)-5-[(1S)-1-methylpropyl]-3,6-dioxo-2-piperazine propanoic acid (2), (2S,5S)-5-(2-methylpropyl)-3,6-dioxo-2-piperazine propanoic acid (3)。其中化合物1为新的酰胺类化合物, 化合物2和3为二酮哌嗪类化合物且为首次从多花黄精中分离得到。

对源自广西金伦洞的真菌Furcasterigmium sp. L-YB-P1-1的次级代谢产物粗提物进行提取研究。利用薄层色谱、高效液相色谱等对真菌次级代谢产物粗提物进行分离纯化, 并运用现代波谱技术HNMR、质谱等测定化合物结构, 得到10个化合物, 其中包括1个新化合物(2R,3S)-2-hydroxy-3-methylpentanoic acid (E)-5′-hydroxy-3′-methylpent-2′-enoate (1)和9个已知化合物: uridine (2)、adenosine (3)、2-methoxyl-β-L-arabinofuroside uracil (4)、thymidine (5)、2′-O-methyladenosine (6)、5′-O-acetyl-9-β-arabinofuranosyl adenosine (7)、uridine-5′-α-hydroxypropanoate (8)、asperteretal G (9)及trans-ferulic acid (10)。使用DPPH法对化合物进行抗氧化活性评价, 结果显示化合物2~5和10具有抗氧化活性; 使用Griess法检测化合物对LPS诱导RAW264.7细胞产生NO的含量的影响, 发现化合物9具有一定的抗炎活性。

利用多种色谱技术从中药赤芝中分离得到2个化合物。经一维(1D)、二维(2D)核磁共振波谱(NMR)等方法鉴定其均为新的羊毛脂甾烷型三萜, 并采用量子化学计算方法确定其绝对构型, 命名为baoslingzhines X和Y (1和2)。体内外实验结果发现, 这两个化合物具有较强的抗神经炎症、抗氧化应激和抑郁症的活性。所有动物实验均获得深圳大学动物伦理与福利委员会批准(批准号: IACUC-202400148)。

轮枝孢属的次级代谢产物在抗菌、抗肿瘤、抗疟活性等方面有很好的活性, 为了对轮枝孢属次生代谢产物进一步的挖掘, 从而对中国广东大亚湾真菌Verticillium sp. SN-1发酵液中次生代谢产物进行分离鉴定, 并探究其抗菌活性。采用正相硅胶柱色谱、反相ODS色谱及半制备液相等色谱分离技术, 从Verticillium sp. SN-1的提取物中分离得到13个化合物。通过核磁、紫外及质谱等方法鉴定化合物结构, 分别为cytosporone G (1)、verticillpyrone A (2)、1, 5-二羟基-3-甲基呫吨酮-6-羧酸甲酯(3)、acremonidin E (4)、acremonoxide (5)、alternethanoxin A (6)、janthinone (7)、3-去氧-甲基硫赭曲菌素(8)、astrophenone (9)、acremoxanthone F (10)、acremoxanthone C (11)、acremoxanthone B (12)、acremonidin G (13)。其中化合物1和2为新化合物, 3~13为已知化合物。采用肉汤微量稀释法评价化合物的抗菌活性, 结果发现化合物4及10~13对耐甲氧西林金葡菌有一定的抑制作用, 最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC) 分别为32、16、32、8、8 μg·mL^-1; 化合物11~13对粪肠球菌有一定的抑制作用, MIC值分别32、32、8 μg·mL^-1。

运用Diaion HP-20、MCI Gel CHP-20、Sephadex LH-20、ODS-A gel等柱层析方法和半制备高效液相等色谱技术, 从干姜中分离出6个新化合物, 包括2个二苯基庚烷(1, 2)、1个降木脂素(3) 和3个姜烯酚(4~6)。用现代波谱学方法(1D、2D NMR、UV、IR和MS等) 对所分离得到的化合物进行结构鉴定, 分别鉴定为3-keto-5(R)-(6-amino-9H-purin-9-yl)-1, 7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-heptane (1)、(5α, 6α)1, 5-epoxy-3-one-6-hydroxy-1, 7-(4-dihydroxy-3-methoxyphenyl)-heptane (2)、(2S)1-(bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl)-dihydrofuran-5-(2H)one (3)、1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-decane-3, 5, 6-triol (4)、1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-decane-3, 8-diol (5) 和1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-decane-3, 5, 10-triol (6)。化合物1和3通过比旋度对比确定了绝对构型, 2未能获得CD数据, 仅通过计算碳谱确定了相对构型; 化合物3~6因样品量较少无法衍生化, 绝对构型暂未进一步确定。

利用硅胶柱层析、半制备液相色谱等多种色谱技术, 从蛹虫草(Cordyceps militaris) 菌丝体发酵产物的乙酸乙酯部位得到7个呋喃类化合物。结合所得成分的物化性质和波谱数据分析, 鉴定其结构为5-[(3R)-羟基丁基]-2-呋喃乙酸乙酯(1), 5-[(3R)-羟基丁基]-2-呋喃羧酸(2), 5-[(3R)-羟基丁酰基]-2-呋喃乙酸甲酯(3), 5-[(3R)-羟基丁基]-2-呋喃甲醛(4), 5-(2-羟基乙基)-2-呋喃乙酸甲酯(5), 5-[(3R)-羟基丁基]-2-呋喃乙酸(6), 5-[(3R)-羟基丁基]-2-呋喃乙酸甲酯(7)。其中, 化合物1~3为新化合物, 化合物4、5为新天然产物, 化合物6和7为首次从蛹虫草中分离得到。化合物1、3~7具有不同程度的抗炎活性, 对脂多糖诱导的小鼠单核巨噬细胞RAW264.7细胞系一氧化氮生成有明显的抑制作用。化合物2对草地贪夜蛾卵巢细胞Sf9有一定的细胞毒性, IC₅₀值为57.01 μmol·L^-1。

本研究旨在评估新型抗三阴性乳腺癌候选化合物MT-1在SD大鼠体内的药代动力学行为特征及代谢产物分析。将大鼠随机分为灌胃和尾静脉注射组, 进行MT-1的单剂量给药后于不同时间点采集血样; 建立超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS) 法, 以香豆素为内标测定血浆中MT-1的浓度, 并进行方法学验证, 利用DAS 2.0软件计算药代动力学参数, 以GraphPad Prism 10.1.2软件绘制血药浓度-时间曲线; 同时应用超高效液相色谱-飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF/MS^E) 结合UNIFI软件分析血浆样本代谢物。药代动力学分析结果表明, MT-1口服生物利用度为11.26%, 吸收较快, 方法学考察定量范围为2~800 ng·mL^-1, 呈现良好的线性关系, 基质效应、提取回收率、精准度和稳定性等均满足生物分析的标准; 代谢物分析推测出4个潜在的代谢产物, 主要涉及甲基化、半胱氨酸以及葡萄糖醛酸的结合。本研究系统揭示了MT-1的体内药代动力学特征和代谢转化, 为其进一步开发和应用于三阴性乳腺癌治疗提供了实验依据。本实验获得贵州医科大学实验动物伦理委员会批准(批准号: 2503423)。

补骨脂作为临床常用中药, 近年来应用范围已拓展至肝癌治疗领域并展现出一定潜力, 但其相关的临床功效质量评价尚缺乏。本研究以10批不同产地的补骨脂药材为研究对象, 通过高效液相色谱法(HPLC) 优化色谱条件, 构建10批药材的化学指纹图谱, 同时测定各批次药材提取物对Hepa1-6肝癌细胞的IC₅₀值; 基于谱-效相关分析初步筛选抗肝癌活性成分, 并通过细胞实验进一步验证各成分活性; 构建10批补骨脂药材的效应成分指数(ECI), 将其应用至补骨脂药材的质量评价。结果表明10批补骨脂药材的化学指纹图谱相似度均超过0.95, 但共有成分的含量存在较大差异; 10批药材抗肝癌IC₅₀值最小为34.54 μmol·L^-1, 最大为85.04 μmol·L^-1, 活性差异明显; 经谱-效相关性分析与细胞活性实验确认, 异补骨脂二氢黄酮、新补骨脂异黄酮、补骨脂甲素、补骨脂定、补骨脂乙素、补骨脂二氢黄酮甲醚、补骨脂酚是其抗肝癌主要活性成分, 而药典中的指标性成分补骨脂素和异补骨脂素并没有抑制活性。将ECI应用于13批不同产地补骨脂药材, 可将其区分为3个质量等级, 与线性判别分析结果一致。补骨脂药材的ECI与其抗肝癌活性相关性高达0.957。本研究建立的ECI可用于补骨脂抗肝癌的质量评价, 并为提升补骨脂及其他抗肿瘤中药质量控制标准提供参考依据。

为探究人参蒸制过程中皂苷及脂质类成分的原位空间分布与动态转化规律, 本研究采用解吸附电喷雾离子化质谱成像(desorption electrospray ionization-mass spectrometry imaging, DESI-MSI) 技术, 分别在正、负离子模式下对蒸制0、2、4、6、8、10 h的人参主根切片进行分析。皂苷检测采用含0.1 mmol·L^-1 NH₄Cl的甲醇-水(95∶5) 为喷雾溶剂, 脂质检测采用含0.01 mmol·L^-1 TFA的甲醇为喷雾溶剂, 喷雾溶剂流速为2 μL·min^-1, X和Y像素大小为200 μm, 光栅速度为500~700 μm·s^-1。结果表明, 蒸制后人参多数大分子皂苷发生脱丙二酰基、脱糖基、脱乙酰基等降解反应, 稀有皂苷含量增加; 随蒸制时间延长, 多数脂质信号减弱、分布轮廓模糊。经多元统计分析, 共筛选鉴定出29个差异标志物, 包括7个皂苷和22个脂质, 主要分布于表皮、皮层及木质部, 其含量变化趋势与蒸制时间密切相关。DESI-MSI技术可直观揭示人参蒸制过程中化学成分的空间分布与动态转化规律, 所筛标志物为人参炮制机理研究及质量评价提供了新的科学依据。

重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus, rAAV) 作为基因治疗的核心载体, 其衣壳蛋白的正确鉴定是保证产品安全性、有效性与批次间一致性的关键。现有基于溶液内酶切的液质联用(liquid chromatograph mass spectrometer, LC-MS) 肽图分析方法, 虽能确认蛋白一级结构, 但因衣壳蛋白(capsid protein, VP) 1~3共享完全相同的C-末端序列(以AAV9为例, 共有序列超过400个氨基酸), 导致混合酶切后产生的共有肽段无法归属其蛋白来源, 尤其难以独立评估低丰度VP1和VP2的序列覆盖完整性及特异性翻译后修饰。针对这一固有局限, 本研究首次系统性地建立了基于“十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE) 分离-胶内酶解-LC-MS分析”的rAAV衣壳蛋白肽图鉴定方法。本方法的核心策略是通过电泳预先将VP1~3三种衣壳蛋白进行物理分离, 并对其各自条带进行独立的胶内胰蛋白酶/胰凝乳蛋白酶酶切, 从而实现对每种蛋白序列覆盖度的特异性评估。值得注意的是, 尽管VP1~3在衣壳中的天然化学计量比约为1∶1∶10 (即VP1和VP2分别仅占总蛋白约1/12), 且经胶内酶切多步回收后肽段量进一步损失, 本方法仍能对低丰度的VP1和VP2实现高达98%以上的综合序列覆盖率, 充分体现了其卓越的检测灵敏度与特异性。方法学验证表明, 本方法专属性强(空白基质零干扰)、重复性高(三次平行肽段总覆盖率≥ 98%, 关键肽段保留时间相对标准偏差RSD < 1%)、耐用性良好(关键参数变动下覆盖率保持稳定)。本方法有效解决了因VP1~3的C-末端序列相同而导致的溶液内酶切无法归属肽段的难题, 为rAAV产品的精确血清型鉴定、质量属性研究与质量控制提供了稳定、可靠且高分辨率的分析新工具。

北葶苈子现行标准无法有效控制其质量, 本研究采用HPLC法同时建立北葶苈子特征图谱和多成分含量测定方法。采用NanoChrom ChromCore HP AQ C18色谱柱(250 mm × 4.6 mm, 5 μm), 以乙腈(A)-0.2%磷酸水溶液(B) 为流动相进行梯度洗脱, 柱温35 ℃, 检测波长为210 nm, 建立北葶苈子的特征图谱, 共标定12个特征峰, 指认其中11个特征峰, 13批样品相似度均大于0.90, 该特征图谱可有效区分北葶苈子与其他4种十字花科种子药材及4种常见混淆品。同步采用该方法测定北葶苈子中关键成分金莲葡糖硫苷(glucotropaeolin, GPL)、芝麻菜苷(glucoerucin, GR)、芥子碱硫氰酸盐(sinapine thiocyanate, SPT) 及槲皮素-3-O-β-D-[2-O-(6-O-芥子酰基)-β-D-吡喃葡萄糖基]-吡喃葡萄糖苷(quercetin-3-O-β-D-[2-O-(6-O-sinapoyl)-β-D-glucopyranosyl]-glucopyranoside, QSGG) 的含量, 根据成分最大吸收选择两种检测波长(210和330 nm)。方法学考察结果表明该方法专属性强, 各成分线性关系良好, 精密度、重复性、稳定性及加样回收率均符合要求。13批样品中GPL、GR、SPT、QSGG的含量分别在1.58%~2.40%、1.27%~1.78%、0.22%~0.27%、0.28%~0.42%之间, 依据平均值拟定含量限度。该研究建立的HPLC特征图谱及多成分含量测定方法稳定可靠, 为北葶苈子药材质量控制与评价、药材市场规范及临床合理用药提供了科学依据。

胆囊癌(gallbladder cancer, GBC) 是一类高度侵袭性的消化系统恶性肿瘤, 化疗在其中晚期治疗中具有重要地位, 但患者间的药物反应差异明显, 耐药问题突出。目前尚缺乏专门面向GBC的系统性转录组数据库及药物反应预测工具。为此, 作者开发了胆囊癌数据库(GBCDB, http://www.gbcdb.com/)。该平台整合了5个批量转录组数据集(126份样本) 及1个单细胞数据集(24份样本, 涵盖8大细胞谱系共140 870个细胞), 全面覆盖癌变组织、邻近正常组织及胆囊炎组织。GBCDB提供用户友好界面, 支持单基因、双基因及多基因等灵活查询模式。该平台通过多种可视化工具实现全面比较分析: 箱线图展示样本类型间的表达分布, 相关性散点图呈现基因间关联, 热图将基因表达可视化, 统一流形逼近与投影图(UMAP) 则用于单细胞转录组数据。同时引入RefDNN模型, 成功对吉西他滨、顺铂、5-氟尿嘧啶、丝裂霉素C与紫杉醇共5种胆囊癌常用化疗药物进行耐药性预测。GBCDB为胆囊癌分子机制研究与化疗耐药性评估提供了系统化的数据资源与分析工具, 有望为个体化治疗策略的制定提供科学依据。

为评价二肽基肽酶-4 (dipeptidyl peptidase-4, DPP-4) 抑制剂LGT-6在大鼠体内的排泄途径、药代动力学性质及心脏安全性, 采用超高效液相色谱-串联质谱(ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS) 法测定生物样本, 并结合全自动膜片钳技术(automated patch clamp, APC) 评估人类醚-à-go-go相关基因(human ether-à-go-go-related gene, hERG) 抑制风险。结果显示, LGT-6在大鼠体内主要通过胆道排泄(累积排泄率约82.4%), 单次大鼠尾静脉注射(5 mg·kg^-1) 与灌胃(5 mg·kg^-1) 给药后, LGT-6的绝对生物利用度为77.2%, LGT-6对hERG钾通道的半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration, IC₅₀) 大于30 μmol·L^-1。本研究建立的体内外生物样品中各指标成分的分析方法均符合相关技术要求。结果表明, LGT-6具有以胆道排泄为主、口服吸收高效的吸收、分布、代谢和排泄(absorption, distribution, metabolism, and excretion, ADME) 特性, 且心脏安全风险较低, 为进一步临床前安全性评价及后续开发提供了关键实验依据。本实验获得贵州医科大学动物伦理委员会批准(批准号: 1900912)。

研究白芍抗抑郁组分BS-60E在大鼠体内的代谢过程及抑郁状态对其代谢处置的影响。本文复制慢性不可预知温和应激抑郁大鼠模型, 分别灌胃给予正常和抑郁大鼠BS-60E水溶液, 收集血清和尿液样本, 利用UPLC-Q-TOF/MS结合UNIFI软件鉴定原型成分及代谢产物, 并采用多元统计分析方法比较正常与抑郁大鼠体内的差异成分。动物实验均经过中国医学科学院药用植物研究所动物伦理委员会批准(批准号: SLXD-20211105019)。结果显示, 血清和尿液样本分别检出9个、28个原型成分及33个、60个代谢产物, 主要代谢途径包括羟基化、去饱和等Ⅰ相反应以及葡萄糖醛酸化、硫酸化等Ⅱ相反应; 与正常大鼠相比, 芍药苷、1-O-β-D-glucopyranyl paeoniflorone等单萜成分在抑郁大鼠血清和尿液中含量均降低, 而没食子酸甲酯、没食子酸乙酯等多酚类成分在血清中含量降低, 但在尿液中含量升高。以上结果表明, 抑郁状态显著改变了大鼠对BS-60E主要成分的代谢处置, 表现为单萜类成分吸收减少, 血清与尿液中原型成分暴露量降低, 其药效作用可能主要依赖于代谢产物并经肾脏以代谢形式排出; 多酚类成分经肾脏排泄加快, 血清浓度降低而尿中排泄量增加, 其原型成分可能直接参与药效过程, 并以原型及代谢产物形式经尿液排出。

为探索一种从中药材实际样品中选择性分离富集原儿茶酸(protocatechuic acid, PCA) 的方法。本课题以四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe₃O₄ MNPs) 为基材, 基于硼亲和作用与分子印迹策略, 使用支链聚乙烯亚胺(polyethylenimine, PEI) 对产物表面的硼酸配基数量进行扩增, 进而制备了对PCA具有高亲和力的特异性印迹四氧化三铁磁性纳米材料(Fe₃O₄@PEI@FPBA MIPs)。采用电子透射显微镜、傅里叶红外光谱仪等多种仪器进行表征分析, 并系统考察了其吸附性能。由于硼亲和定向表面印迹机制, 所制备的Fe₃O₄@PEI@FPBA MIPs对PCA具有高度选择性, 最大吸附容量可达475.33 mg·g^-1, 最大印迹因子为5.24。吸附过程符合准一级动力学模型, 吸附等温线符合Langmuir模型。此外, 重复性试验结果也表明, Fe₃O₄@PEI@FPBA MIPs在循环使用后仍能保持较好的吸附性能。对实际样品进行分析, 回收率为96.67%~110.17% (相对标准偏差为1.65%~4.52%)。

骨关节炎(osteoarthritis, OA) 的局部精准治疗仍面临递送效率低与毒性高的双重挑战。本研究构建了载雷公藤甲素的脂质体微针(triptolide liposome microneedles, TP-Lip-MNs) 递送系统。采用薄膜分散-超声法制备TP脂质体(TP-Lip), 并通过微针模具浇筑-离心填充干燥技术优化微针制备工艺, 最终制得的TP-Lip-MNs载药量达每针63.49 μg, 单针机械强度为0.9 N, 药物在皮肤120 μm深度处释放量达到峰值。在药代动力学(pharmacokinetics, PK) 研究中, 依托微渗析采样技术结合LC-MS/MS技术建立了大鼠膝关节腔微渗析液中TP的定量分析方法。结果显示, TP-Lip-MNs组的曲线下面积(AUC_{0-8 h}) 为156.80 ± 37.04 ng·h·mL^-1, 是TP-Lip组(68.31 ± 5.92 ng·h·mL^-1) 的2.3倍; 峰值质量浓度(C_max) 为66.35 ± 18.59 ng·mL^-1, 是TP-Lip组(22.49 ± 2.36 ng·mL^-1) 的3.0倍, 显著提高TP在膝关节腔的药物扩散速率和吸收速率。在单碘乙酸钠诱导大鼠OA模型的药效学(pharmacodynamic, PD) 评价中, 通过大鼠膝关节肿胀率、CT影像图得出TP-Lip-MNs对炎症引起的骨质增生具有抑制效果, 治疗组的IL-1β、IL-6、TNF-α含量有明显的下降趋势, 进一步验证了TP的抗炎效果。血清生化指标(ALT、AST、BUN、CRE) 证明其具有良好的生物安全性。本研究通过“模型-递送-PK-PD”闭环设计, 为OA的局部治疗提供了兼具创新性与转化潜力的解决方案。动物实验经天津中医药大学动物实验伦理委员会批准(No. TCM-LAEC2024125g1009)。

本研究以崩解剂的功能性相关指标为切入点, 探索不同类型超级崩解剂在中药片剂中的作用机制及其中药类型和载药量的调控效应。选用三类常用超级崩解剂及具有崩散、溶解/溶蚀和膨胀3种典型崩解特征的中药为模型, 通过系统表征崩解剂的粒径、含水量、膨胀能力和流动性等特征, 并结合崩解动力学测试, 分析崩解剂物性与片剂崩解速度和崩解过程形态之间的定量关系。结果表明, 交联羧甲基纤维素钠(croscarmellose sodium, CCS) 的崩解效应主要受粉体流动性支配; 羧甲基淀粉钠(sodium starch glycolate, SSG) 则由沉降体积、粒径及含水量等多种指标共同决定; 交联聚维酮(crospovidone, PVPP) 的崩解促进作用与粒径及其分布均匀性和膨胀能力密切相关。对于崩散型和溶解/溶蚀型中药片剂, 依据上述关键指标筛选崩解剂能够明显缩短崩解时间、提高崩解速率; 在高载药量膨胀型中药片剂中, 则出现中药粉体与崩解剂争夺水分和膨胀空间的“膨胀竞争”现象, 削弱了崩解剂的加速作用。研究结果提示, 以功能性相关指标为核心评估和选择崩解剂, 有助于构建“结构/性质-崩解行为”的联系, 为中药片剂尤其是高载药量处方的崩解剂类型与型号优化提供可操作的物理学依据。

中药碳点作为近年来纳米技术与传统中药结合的创新成果, 展现出高效性、良好的水溶性和优异的生物相容性等独特优势, 在临床治疗等方面具有巨大优势。本研究以传统中药墨旱莲和女贞子作为前驱体, 通过溶剂热法合成墨旱莲-女贞子碳点, 探究其作为新型的乳腺癌新型预防和治疗药物的潜力。首先, 利用荧光光谱、紫外可见吸收光谱对碳点进行了表征, 表明墨旱莲-女贞子碳点具有良好的光学特性。随后对碳点制备条件进行优化, 筛选出最佳反应条件。为进一步探究碳点的特性, 以小鼠乳腺癌4T1细胞作为研究对象, 借助细胞成像技术证明墨旱莲-女贞子碳点可用于细胞成像。MTT实验表明墨旱莲-女贞子碳点对乳腺癌4T1细胞具有杀伤效果; 细胞划痕实验表明墨旱莲-女贞子碳点能抑制乳腺癌4T1细胞迁移率。采用DCFH-DA结合倒置荧光显微镜检测4T1细胞中活性氧(reactive oxygen species, ROS) 水平的变化。与对照组相比, 墨旱莲-女贞子碳点处理组ROS表达显著增高且呈剂量依赖性。为了研究墨旱莲-女贞子碳点在体内成像效果, 通过小鼠活体、离体器官成像显示碳点具有良好的荧光特性, 此外, 墨旱莲-女贞子碳点还具有一定的抑癌作用, 治疗时对小鼠的体重和生长无显著影响。综上, 墨旱莲-女贞子碳点具有良好的生物相容性和优异的荧光特性及一定的抑癌作用, 为乳腺癌治疗提供了一种新方案, 具有潜在的临床转化价值。本实验获得山东中医药大学动物伦理委员会批准(No: SDUTCM20240304213)。

抗结核药物很难达到结核空洞病灶内, 常规的口服或静脉给药效果并不理想。本研究构建了一种以聚(DL-乳酸羟基乙酸-聚乙二醇) 共聚物为基质的利福喷丁复合温敏凝胶, 用于肺结核的支气管镜肺部介入治疗以提高肺结核靶向给药治疗效果。通过正交设计筛选利福喷丁脂微球最优处方, 将其与基质溶液混合制备复合温敏凝胶, 并对其进行表征。无膜法考察凝胶的溶蚀情况, 透析袋法评价其体外释放行为。共聚焦显微镜观察A549细胞对药物的摄取情况, 使用给药后不同时间点的肺组织提取液进行抑菌实验, 考察大鼠经气管插管给以温敏凝胶后肺部的滞留情况。所有动物实验程序均经河北医科大学实验动物伦理委员会批准(No: IACUC-Hebmu-P 2022084), 并遵循其指导方针进行。得到的脂微球粒径482.4 ± 0.22 nm, 制成复合凝胶后粒径略有增大, 复合凝胶的胶凝温度为34.47 ± 0.15 ℃, 胶凝时间为41.33 ± 1.70 s, 胶凝后具有适宜的黏度, 体外释放符合Ritger-Peppas动力学模型。脂微球能顺利递送脂溶性药物进入肺上皮细胞。单次给药后大鼠肺内的抑菌效果可持续14天。以上结果说明该制剂可在适宜温度下呈现液态与凝胶态的转变, 既保证了药物经支气管镜给药的可行性, 又能确保病灶部位长时间有效释药, 可以实现肺结核高效局部治疗的设计构想。

丹参作为我国传统大宗中药, 其酚酸类成分是发挥药理作用的核心物质, 而环境胁迫可通过调控相关通路以实现酚酸类成分的积累。为挖掘H₂O₂胁迫下丹参酚酸类成分的关键转录因子。首先以不同浓度H₂O₂条件下的丹参无菌苗为材料, 按照标准流程进行RNA-seq分析, 3次生物学重复; 取样本的6次生物学重复, 进行UHPLC-QE-MS非靶标代谢组分析, 所有分析委托基迪奥生物公司进行。结果表明, 胁迫呈现浓度依赖性效应: 低浓度H₂O₂轻微抑制生长但可激活部分光合及丹参酚酸类成分合成相关基因, 而高浓度H₂O₂强烈抑制生长, 并驱动代谢资源由生长向防御方向分配。该过程伴随着苯丙烷途径与酪氨酸途径中PAL、RAS、CYP98A2等关键酶基因的上调, 从而促进阿魏酸(ferulic acid, FA)、迷迭香酸(rosmarinic acid, RA) 及丹酚酸B (salvianolic acid B, Sal B) 的积累。同时, 氧化应激抑制植物激素合成与光合作用相关基因表达, 减少生长相关的资源分配, 并通过激活GRXC1、TRX2等抗氧化基因维持细胞内氧化还原稳态。转录调控分析发现, WRKY28、WRKY33等转录因子与丹酚酸的含量呈显著正相关, 而MYB305则作为负调控因子被抑制。这些结果从代谢资源分配与转录调控层面揭示了丹参在H₂O₂胁迫下酚酸类成分积累的调控网络, 为通过分子育种或环境调控提升丹参药材品质初步提供了理论支撑。需注意的是, 外源H₂O₂处理为可控实验手段, 其结论与自然胁迫下的真实情况可能存在信号起始与网络整合层面的差异, 后续需通过多维度验证进一步完善。

秦岭柴胡Bupleurum giraldii (H. Wolff) Koso-Pol.为伞形科Apiaceae柴胡属Bupleurum L.多年生草本植物, 全草可药用, 是陕西省重点保护高山珍稀药用植物。本研究基于基因组浅层测序(genome skimming, GS) 方法测序获得秦岭柴胡叶绿体全基因组序列, 对其进行了组装、注释和特征解析, 并与同属已发表物种叶绿体全基因组进行了比较和种间系统发育关系分析。秦岭柴胡叶绿体全基因组呈保守的环状四分体结构, 长度为155 761 bp, 由一个大单拷贝区(large single copy, LSC; 85 663 bp), 一个小单拷贝区(small single copy, SSC; 17 492 bp) 和一对反向重复区(inverted repeats, IRa/IRb; 26 303 bp) 构成; 共注释得到129个基因, 包括84个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因, 其中6个蛋白编码基因、7个tRNA基因和4个rRNA基因在IRs区发生重复。从秦岭柴胡叶绿体全基因组序列中共检测出66个简单重复序列(simple sequence repeats, SSRs), 34个串联重复序列(tandem repeats) 和31个散在重复序列(dispersed repeats)。密码子使用偏好性(codon usage bias, CUB) 分析结果显示, 当相对同义密码子使用度(relative synonymous codon usage, RSCU) 大于1时, 偏向以A或T碱基结尾, 而小于1时, 则偏向以C或G碱基结尾; 中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析结果均表明, 秦岭柴胡叶绿体基因组密码子使用偏好性主要受自然选择影响。柴胡属植物种间叶绿体全基因组序列长度、GC含量、基因组成及排列顺序高度保守, IRs区未检测到明显的扩张或收缩; 序列的种间变异主要发生在非编码的基因间区, 且LSC区、SSC区序列的变异程度显著高于IRs区, 共筛选到11条种间高变异序列, 分别位于LSC和SSC区。系统发育分析结果显示, 柴胡属所有物种以BS_ML = 100%, PP = 1的支持率聚类为一个单系, 属下划分为柴胡亚属(subgenus Bupleurum) 和subgenus Penninervia 2个分支, 秦岭柴胡位于柴胡亚属, 与B. falcatum L.系统发育关系最近缘。本研究首次对秦岭柴胡叶绿体全基因组特征进行了全面解析, 澄清了秦岭柴胡在柴胡属内的系统发育位置, 研究结果将为柴胡属药用植物种质资源保护和合理开发利用提供理论基础。

沉香是瑞香科植物白木香等在受到外界伤害刺激后产生的具有特殊香味的树脂, 兼具药用和香用价值。倍半萜类化合物是沉香具有特征性香气和生物活性的主要成分之一, 然而, 沉香中倍半萜类化合物的生物合成机制尚未完全阐明。本研究从茉莉酸甲酯(MeJA) 诱导的白木香愈伤组织中克隆并鉴定出3条倍半萜合酶基因AsTPS2、AsTPS10和AsTPS41。通过在大肠杆菌中表达纯化, 成功获得可溶性重组蛋白。体外酶反应发现AsTPS2和AsTPS10具有相似功能, 不仅能够催化法尼基焦磷酸(FPP) 产生α-葎草烯和β-石竹烯, 还能催化香叶基焦磷酸(GPP) 产生链状单萜香叶醇、橙花醇和单环单萜α‑松油醇、异蒲勒醇。AsTPS41则催化FPP产生β-榄香烯、α-愈创木烯和δ-愈创木烯, 同时也能够催化GPP生成香叶醇、橙花醇和α‑松油醇。利用AlphaFold3对AsTPS2和AsTPS10的蛋白结构进行模拟并进行对接分析, 发现二者虽氨基酸序列不同(一致性83.5%), 但在活性腔周围的氨基酸残基及其构象完全相同, 因而表现出相同的催化活性。进一步对AsTPS2活性腔周围的关键氨基酸进行位点突变, 单点突变体Y411A在保持AsTPS2功能的前提下产生了2个新产物β-榄香烯和shyobunol; 双点突变体G410A-Y411A在Y411基础上, 产生4个新产物, 分别为α-榄香醇、橙花叔醇、trans-法尼醇和pogostol。单点突变体C449A产物中β-石竹烯的占比由野生AsTPS2中的7.2%提升至55.1%。在上述研究基础上, 构建了AsTPS2及其突变体AsTPS2^C449A、AsTPS41的酿酒酵母表达体系, 经分离制备并结合NMR图谱分析, 鉴定了产物α-葎草烯、β-石竹烯和δ-愈创木烯的结构。上述研究结果, 不仅为研究沉香形成的分子机制提供参考, 而且也为进一步揭示沉香倍半萜生物合成后修饰相关酶的研究奠定基础。

忍冬(Lonicera japonica Thunb.) 是我国著名传统药用植物, 其芳香成分也在食品、日化与园艺等领域具有重要应用潜力。人工定向选育获得的忍冬新品种“九丰2号”作为花茶、金银花保健品原料被广泛种植, 但其芳香成分特征及生物合成机制尚缺乏研究。本研究以“九丰2号”及其亲本品种“大毛花”为材料开展挥发性代谢组与转录组比较分析。采用代谢组学技术揭示了萜类化合物为忍冬两个品种的主要芳香成分, 且金花为两个品种挥发性代谢物积累最丰富的器官。对两个品种金花进行比较代谢组学分析, 共检测到131种差异代谢物, 包括“大毛花”中的β-罗勒烯、α-法尼烯和“九丰2号”中的α-松油烯、紫苏烯等。差异代谢物主要富集于单萜生物合成、倍半萜和三萜生物合成等次生代谢通路。两个品种的转录组文库共获得268.61 Gb高质量数据, 鉴定出34 281个差异表达基因。其中, 金花的差异表达基因主要富集于与萜类、脂肪族及苯丙素类化合物合成相关的通路。转录组学与代谢组学联合分析表明, 忍冬差异芳香成分及差异表达基因均显著富集于萜类化合物生物合成通路。通过实时荧光定量PCR验证发现, 参与β-罗勒烯、α-法尼烯等物质合成的萜类合酶基因(LjTPS15与LjTPS16) 在两个品种金花中表达水平存在显著差异。其中, “九丰2号”中两个基因的表达量较低, 相应成分的含量也较少, 表明其表达水平下降与“九丰2号”中上述成分含量显著降低相关。本研究揭示忍冬两个品种的主要差异芳香成分和差异表达基因, 为后续深入解析其分子机制奠定基础, 也为忍冬育种提供理论依据。

重组人精氨酸酶1 (recombinant human arginase 1, rhArg1) 在治疗精氨酸酶1缺乏症(arginase 1 deficiency, ARG1-D) 及精氨酸营养缺陷型癌症中具有重要的潜在应用价值, 然而, 其相对较低的催化效率和有限的体内稳定性在一定程度上制约了其临床应用。为了提升rhArg1的催化性能, 本研究利用蛋白质语言模型SaProt对rhArg1进行零样本全局突变效应预测, 并根据预测分值筛选排名前37位的突变体进行实验验证。酶活性测定实验显示在37个突变体中, 共有16个突变体的酶活性高于野生型(wild type, WT)。其中, V30A、C45F、A56V和H312P这4个突变体的活性提升最为显著, 较WT分别提高33%、23%、22%和90%。进一步的酶动力学研究表明, 突变体H312P的催化效率(k_cat/K_M) 较WT提升了131%。上述结果表明, 蛋白质语言模型SaProt模型能够有效指导rhArg1的理性改造, 本研究获得的高活性突变体为ARG1-D治疗及精氨酸营养缺陷型肿瘤治疗提供了具有潜力的候选分子。

鹅不食草[Centipeda minima (L.) A. Braun et Aschers.] 为传统药用植物, 倍半萜类化合物是其核心活性成分, 而倍半萜合酶(STSs) 是倍半萜生物合成的关键酶。本研究以鹅不食草为材料, 基于已发表的转录组数据, 通过本地Blast比对结合系统发育树分析, 筛选获得9条完整的CmTPSs候选基因。采用生物信息学方法分析其序列特征、系统发育归属及保守基序, 利用TBtools软件绘制基因表达热图分析其组织特异性表达模式, 并通过基因克隆、酿酒酵母异源表达及GC-MS检测, 验证了CmTPS1、CmTPS3、CmTPS4、CmTPS5的催化功能。结果表明, 9条CmTPSs基因分属TPS-a、TPS-b、TPS-c、TPS-e/f、TPS-g 5个亚家族, 且在根、茎、叶、花中呈现明显的组织特异性表达; CmTPS1和CmTPS4为专一性Caryophyllene合酶, CmTPS3和CmTPS5为多功能合酶。本研究为解析鹅不食草倍半萜生物合成分子机制提供了关键基因资源, 也为其活性成分的高效制备及药用资源开发提供了理论与技术支撑。

商陆(Phytolacca acinosa Roxb.) 为我国传统中药, 以干燥根入药, 具有消肿利尿、解毒散结等功效。商陆皂苷是商陆的主要活性成分, 具有抗炎、抗肿瘤及抗真菌等多种药理活性, 但在商陆药材中含量低且结构复杂、化学合成困难, 致使其药源匮乏, 基于生物合成的合成生物学有望为其高效绿色生产提供新策略。但目前该类化合物的生物合成途径未被揭示, 关键功能酶未见报道。本研究通过酶活性导向的新颖酶挖掘结合转录组分析策略, 发现商陆愈伤组织中3个新颖糖基转移酶PaUGT2、PaUGT15和PaUGT25, 它们能够位置选择性催化商陆皂苷元28-COOH进行糖酯化反应; 同时发现PaUGT2还能高效催化商陆皂苷甲(esculentoside A) 和商陆皂苷乙(esculentoside B) 的28-COOH进行O-糖基化修饰, 而PaUGT15和PaUGT25对上述底物也具有催化活性。本研究发现并功能鉴定了商陆皂苷生物合成途径中C-28位O-糖基转移酶, 初步阐明了齐墩果烷型商陆皂苷结构多样性的酶学基础, 为其完整生物合成途径解析与重构奠定基础。