盐酸小檗碱缓解代谢相关性脂肪肝病的生物学靶点和机制

代谢相关性脂肪肝疾病(metabolic associated fatty liver disease, MAFLD)是一种全球性常见疾病,与心血管疾病、肥胖、糖尿病等多种代谢疾病密切相关.临床防治较为复杂.目前发现的研究药物,包括抗氧化剂、胰岛素增敏剂和降脂药物等,虽然在降低肝脏脂肪含量和部分组织学病变方面取得了一定的疗效,但在缓解肝脏纤维化方面效果有限.盐酸小檗碱(berberine, BBR)是一种异喹啉生物碱,来源于许多药用植物,早期被用作一种抗腹泻药物使用,目前大量研究显示其在保护心血管疾病、抗癌等方面具有丰富的药理作用.越来越多的研究发现, BBR具有调节代谢和保护肝脏的作用. BBR可以通过调节肝脏脂质代谢、改善胰岛素抵抗等途径改善MAFLD.但是药代动力学实验发现, BBR的吸收和首次消除主要发生在小肠,超过99%的BBR最终不会进入血液循环.由此推测, BBR主要在肠道发挥其缓解肝脏脂肪变性的生物效应,但具体机制和靶点尚不明确.有研究指出, BBR对肠道微环境改善和肠道脂质摄取抑制的作用可能是BBR缓解MAFLD的关键机制.本文综述了BBR的药代动力学、调节肝脏脂质代...     

基于DNA G-四链体识别的抗肿瘤分子筛选及结构设计研究进展

以生物靶分子为基础进行抗肿瘤药物先导化合物的筛选是抗肿瘤药物研究的热点之一. DNA G-四链体结构的发现和现代分子生物学技术对其与癌症关系的揭示, 为目前抗肿瘤药物研发提供了一个新的契机. 能够诱导DNA形成G-四链体结构或者与G-四链体特异性结合并使之稳定的化合物有望抑制肿瘤细胞的生长, 从而达到抗癌的作用. 以G-四链体为抗癌药物作用靶点对化合物进行筛选和结构设计是目前化学家和生物学家的关注点. 本文旨在针对靶向G-四链体的抗肿瘤分子筛选、结构设计以及抗肿瘤药物开发三个方面的最新研究进展进行综述. 首先, 介绍两种基于G-四链体对其配体结构特异性识别而对化合物进行结构筛选的研究方法: 基于核磁共振进行抗肿瘤化合物筛选方法以及计算机虚拟筛选. 其次, 从化合物与G-四链体之间静电相互作用方面来进行G-四链体配体的结构设计, 主要包括以下4种类型: (1) 原位胺的质子化; (2) 通过杂环芳香族化合物上的N-甲基化; (3) 中心金属离子的存在; (4) 不带电荷的化合物. 最后, 对目前基于G-四链体为抗肿瘤作用靶点、已经走向临床实验的CX-3543, AS1411两个抗肿瘤药物的开发与作用机制进行介绍.     

乙型肝炎抗病毒药物研究进展

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)在世界范围内流行,能够引起急、慢性肝炎,其中长期慢性感染可增加肝硬化及肝癌的发病风险.抗病毒药物治疗是控制HBV慢性感染的有效方法.目前应用于临床的抗HBV药物主要有两类:α干扰素和核苷(酸)类似物.这两种药物虽然可以抑制病毒复制,减轻或消除肝脏病理损害并有效阻止病情向肝硬化和肝癌发展,但并不能有效地达到HBV表面抗原(HBV surface antigen, HBsAg)使其转阴并清除病毒共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA),所以HBV慢性感染很难治愈.近年来,随着人们对HBV研究的深入,针对其复杂的感染机制及病毒与宿主免疫系统之间相互作用的不同靶点药物被相继开发出来.本文对近年来在病毒直接靶向和宿主靶向药物(一些目前正处于临床试验阶段),以及免疫治疗药物研发方面所取得的进展进行综述.此外,还对高通量筛选技术(unbiased high-throughput screens)寻找新的抗病毒化合物,以及老药新用的策略用于抑制HBV进行了探讨.     

抗人类免疫缺陷病毒药物的研究进展

ＨＩＶ复制周期的每一步骤均可成为抗ＨＩＶ药物的靶点。逆转录酶、蛋白酶和整合酶的抑制剂一直是抗ＨＩＶ药物的研究重点和热点。作用于不同靶点的抗ＨＩＶ药物的联合治疗取得了重大突破,对减少ＨＩＶ引起的发病率和死亡率起了主要作用,为治愈ＡＩＤＳ带来了希望。从天然资源中寻找新的抗ＡＩＤＳ药物或先导化合物的研究,是当前国内外新药创制中重要的研究方向和非常活跃的领域,至少已发现近百种天然化合物具有抗ＨＩＶ的活性。     

新型冠状病毒治疗药物的研究现状及展望

新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019, COVID-19)因具有极强的传染力和无特效治疗药物,导致其在全球大规模传播.目前疫苗的接种和推广一定程度上缓解了COVID-19大流行,但从临床治疗角度仍需要行之有效的治疗手段和抗病毒药物才能阻止这种新型病毒对人类健康造成的巨大威胁.由于抗病毒新药的研制周期漫长,其研发过程涉及靶点的选择、体外药效筛选、体内药理学及毒理学验证以及临床安全性与治疗效果的确认等不同阶段,才能最终获得具有临床应用价值的治疗药物.经过科研工作者的不懈努力,针对新型冠状病毒SARS-CoV-2的特异性靶点而设计和筛选的少数小分子新型冠状病毒抑制剂药物,目前已进入临床验证并取得了令人振奋的治疗效果.本文综述了COVID-19暴发以来的抗病毒热点药物,尤其是对SARS-CoV-2具有潜在治疗作用的代表性抗病毒化合物的药学分类、作用靶点、药效机制以及相关的临床测试结果.基于抗新型冠状病毒药物的研发现状进行了分析和总结,明确了药物研发人员在新型冠状病毒肺炎疫情防治工作中肩负的责任和面临的挑战,提出能有效抑制病毒感染的新药的研发方向.     

病原菌的群体感应及其抑制剂的研究进展

随着病原菌耐药性特别是多重耐药性的日益严重,抗菌药作用新靶点的发现和新型抗菌药物的研发显得尤为重要.病原菌的致病作用常受到与其群体密度相关的群体感应(quorum-sensing,QS)系统的调控.细菌通过释放和交换自诱导信号分子(autoinducers,AIs)以调控致病相关基因的表达,从而影响细菌的毒力、黏附和生物膜的形成等.不同种类的AIs介导不同的QS系统,阻止AIs的积累或其与受体的识别和结合就可以抑制QS调控的致病基因的表达.因此,QS抑制剂(quorum-sensing inhibitors,QSIs)有望成为控制病原菌感染和耐药性产生的有效武器.迄今发现的QSIs有非肽类小分子化合物、肽类化合物和蛋白质(包括淬灭QS的酶和抗体).此外,一些竞争性的细菌或动物也可以清除AIs从而起到QSIs的作用.QSIs可以通过天然的QSIs指示菌株、人工构建的工程菌或者计算机模拟等方法进行筛选.对QS介导的病原菌致病机理的不断深入研究将为新型的QSI靶标的选择提供帮助,通过将QSIs和传统抗菌药物联合使用有望达到更好的治疗效果并预防细菌耐药性的产生.     

光学纯机械面手性轮烷及面手性大环化合物合成研究进展

近年来,面手性逐渐引起了多个领域科学家的关注.面手性结构单元广泛存在于多种活性天然产物和药物分子中,如机械平面手性轮烷和平面手性大环化合物.这两类结构在分子机器、分子识别、不对称催化以及药物研发等多个领域展示出了重要的应用价值.然而,由于机械平面手性轮烷和平面手性大环化合物的结构复杂性,合成这两类化合物仍然面临着较大挑战,且合成方法相对较少.因此,研究高效制备上述两类面手性化合物的新策略是非常有价值的研究方向.目前,合成化学家已发展了手性色谱分离技术、手性源诱导、过渡金属或酶催化的不对称环化反应等制备面手性化合物的策略.本文综述了制备光学纯机械面手性轮烷和面手性大环两类结构的研究进展,旨在启发从事相关领域的合成化学家发展更多高效合成面手性结构的新策略,从而为高效构筑机械平面手性轮烷化合物和平面手性大环化合物提供借鉴.     

代谢综合征药物高通量筛选模型的建立

线粒体对于真核细胞至关重要, 除了为细胞提供能量, 还参与细胞信号转导、分化与生长、凋亡等生命过程. 许多疾病的发生与线粒体功能失常密切相关, 包括神经退行性疾病、糖尿病、肥胖、肿瘤等. 由于线粒体膜电位是反映细胞功能状态的重要指针, 因此选用了代谢性细胞L6大鼠肌管细胞建立了一种快速且高效地分析线粒体膜电位的高通量筛选模型. 通过对线粒体染料JC-1浓度及孵育时间、待筛选化合物孵育时间、阳性化合物CCCP(carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone) 浓度等实验条件的优化, 确立了筛选条件, 并对鱼藤酮、丙二酸、抗霉素A、寡霉素和黄连素(berberine)等线粒体抑制剂进行验证, 证实该筛选体系的可靠性. 以10 μmol L^-1 CCCP作为阳性对照, 筛选体系的整体CV值(变异系数)为5.92%, Z'因子为0.575, 符合高通量筛选的要求. L6肌管细胞线粒体膜电位高通量筛选模型的建立, 将为发现治疗代谢综合征的新药先导化合物提供更多机会.     

3Li_2O·2B_2O_3玻璃晶化及相变研究

3Li_2O·2B_2O_3化合物是Rollet等人首先提出的,它是包晶化合物,包晶反应温度在700℃左右.Sastry等人肯定了这个结果.Bouaziz等人发现此化合物在650℃存在一相变,而且在545℃低温分解成2Li_2O·B_2O_3和Li_2O·B_2O_3。 我们用差热分析,多晶X射线衍射等方法对3Li_2O·2B_2O_3玻璃晶化及相变问题进行了研究,从中发现一新相,测定了新相的晶体学参数,对相变过程衍射线的变化规律进行了讨论。     

G蛋白偶联受体及其生物信息学研究

G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor, GPCR)是一类具有7个跨膜螺旋的跨膜蛋白受体. GPCR的结构特征和在信号传导中的重要作用决定了其可以作为很好的药物靶标. 目前世界药物市场上有三分之一的小分子药物是GPCR的激活剂(agonist)或拮抗剂(antagonist), 这说明该类受体和它们的配基在药物开发和设计中占有极其重要的地位. 以公开数据库中已有的基因组序列和EST序列作数据源, 利用生物信息学手段寻找新的GPCR编码基因(新的药物靶标), 并构建GPCR分子生物学数据库, 一直是GPCR研究领域中的热点. 综合利用生物信息学和高通量配基筛选方法, 寻找可以用作新的药物靶标的GPCR, 进而鉴定出它们的特异性或非特异性配基, 是GPCR研究和药物开发的一个重要方向.     

抗菌素发现后几个微生物学新问题

微生物学家首先发现微生物间拮抗现象并提取到抗菌素,为本世纪40年代开辟了拮抗性微生物学领域,推动了生物化学、天然有机化学、发酵工业、生物工程和与医学有关的学科的发展。反过来,这些学科的发展,又推动了微生物学的发展。本文将综述与寻找新抗菌素有关的三个微生物学问题。一在筛选拮抗性放线菌中的微生物学问题 1.与寻找拮抗性微生物方法有关的微生物学问题寻找新抗菌素,首先要广泛从土壤中大规模分离放线菌,然后测定其拮抗性能。微     

土贝母皂甙甲素对鼠耳炎性水肿和小鼠皮肤促癌过程的强抑制作用

为了寻找能够减少癌症发生的药物,人们已经进行了大量的尝试。以前我们已经发现了几种具有抑制促癌效果的天然和人工产物。土贝母是一种传统中药,载于清代赵氏编著的《本草纲目拾遗》。在古代用它的块茎来治疗乳岩、     

机器学习在材料设计方面的研究进展

新材料的发现是推动现代科学发展与技术革新的源动力之一,是当前促进经济发展与解决环境问题的迫切需求.传统的材料研发基于试错法,效率低且成本高.大量实验与计算模拟产生的数据为新材料的研发提供了新契机.基于这些数据,机器学习最近在材料性能预测、新材料的发现与设计等领域取得了很大进展.譬如基于材料项目(materials project)数据库对钙钛矿材料的统计分类、结合高通量计算对双钙钛矿卤化物材料稳定性的预测,以及金属间化合物电催化剂的设计与筛选等.除了基于隐式模型的预测,机器学习也可以用来发现具有物理可解释性的显式描述符,从而加速新材料的发现.     

益生菌:代谢性疾病调控新靶向

代谢综合征是一种代谢异常性疾病,近年来随着其发病率逐年升高,严重影响个人的生活质量,成为世界性公共卫生问题.代谢紊乱性疾病的流行与近几十年来膳食中大量营养素摄入量的动态变化和生活方式的改变有关.肠道微生物群失调被认为是代谢紊乱发生的影响因素之一,如何通过调节肠道菌群改善代谢综合征已成为目前的研究热点.益生菌作为一种广泛应用于食品中对人类健康有益的活的微生物,通过调节肠道微生物群起到改善血糖、调节血脂和降低胰岛素抵抗及胆固醇的作用.本文综述了益生菌在肥胖、2型糖尿病及高血压等代谢性疾病方面的具体作用效果及相关机制,提出在其应用过程中将面临的问题,为益生菌在未来的产业发展及应用提供新的思路.     

酵母双杂交技术构建重组维甲酸X受体(RXR)基因酵母

应用酵母双杂交技术构建重组维甲酸X受体(RXR)基因酵母, 用以筛选具有类/抗维甲酸活性的化合物. 构建含有RXR基因的酵母表达质粒pGBT9-RXRβ, 称为诱饵质粒; 构建含有RXR协同激活因子GRIP1基因的酵母表达质粒, 形成靶质粒pGAD424-GRIP1; 诱饵质粒和靶质粒同时转染酵母细胞Y187, 于营养缺陷型培养基(SD/-Trp/-Leu)上筛选阳性菌落, 构建RXR-GRIP1双杂交酵母. 考察RXRβ-GRIP1酵母与典型的RXR配体化合物天然激素-9-顺维甲酸的结合情况. 结果表明, 9-顺维甲酸能够诱导RXRβ-GRIP1酵母酶活性, 并存在显著的剂量-效应关系, EC₅₀值为1.5×10^-7 mol·L^-1. 构建的 RXRβ-GRIP1 酵母与报道的RXRβ- TIF2酵母相比, 对9-顺维甲酸的EC₅₀值接近, 但诱导活性较高. 进一步建立了检测环境污染物诱导/抑制RXRβ-GRIP1酵母β-半乳糖苷酶活性的实验方法, 用于检测三丁基锡乙酸盐化合物、Aroclor1254以及水厂进水和出水样品. 证明三丁基锡乙酸盐能够较强地诱导RXRβ-GRIP1酵母酶活性; 而Aroclor1254能够显著抑制9-顺维甲酸诱导的RXR酶活性, 是RXR拮抗剂; 水厂进水样品能够抑制9-顺维甲酸诱导的酶活性, 而现行工艺对RXR拮抗剂有很好的去除效果. 证实了该重组基因酵母用于环境污染物类/抗维甲酸干扰效应的筛选可行性.     

重大林业入侵害虫美国白蛾对植物次生挥发物质的触角电位活性

在室内分别对美国白蛾雌虫和雄虫进行了55种寄主化合物的触角电位活性实验.结果显示,雄蛾反应较强的化合物分别是(强度从大到小排列,下同):反-2-己烯乙酸酯、壬醛、己醛、反-2-己烯醛、己醇、乙酸异戊酯、顺-3-己烯乙酸酯、乙酰乙酸乙酯和香茅醛及(+)-香茅醛;雌蛾反应较强的化合物分别是:己醇、己醛、苯乙酮、乙酸异戊酯、壬醛、反-2-己烯醛、顺-3-己烯乙酸酯、香茅醛、顺-3-己烯-1-醇及反-2-己烯醇.从55种化合物中筛选出了7种活性较高的化合物进行了剂量反应实验,结果显示,美国白蛾雄蛾对7种化合物的反应都随着剂量的增加而增强,而且雄蛾对每种化合物最高剂量1000g的相对反应值都与同种化合物其他剂量的相对反应值反应有显著性差异.     

用Caco-2细胞单层模型比较两种具类胰岛素效应的氧钒配合物的小肠吸收能力

应用Caco-2细胞单层肠吸收模型比较了两种结构相似但降糖效应显著不同的重要氧钒配合物双乙酰丙酮氧钒（VO（acac）2）和双麦芽酚氧钒（VO（ma）2）经肠道的吸收能力.实验发现,两种钒化合物都通过被动扩散的途径转运,其表观渗透系数（顶端→底端）分别为（82.0±6.7）×10-7和（14.6± 0.7）×10-7cm·s-1;表明VO（acac）2的吸收能力远远大于VO（ma）2.这可能与化合物及其配体在转运过程中的代谢有关.吸收的差异可能导致两种化合物生物利用度的巨大差别,这可能是VO（acac）2降糖效应优于VO（ma）2的主要原因.     

新型穴状结构阴离子NaSb_9W_(21)O_(86)~(18-)杂多蓝的合成及抗艾滋病病毒(HIV-1)活性

大环穴状结构化合物是杂多化合物中的一类新型结构.目前发现具有此类结构的化合物共有4个,这类化合物具有抗病毒活性,其中(NH_4)_17Na[NaSb_9W_(21)O_(86)]·14H_2O(代号HPA-23,以下简记为NaSb_9W_(21)).在80年代初曾作为首例抗艾滋病药物应用于临床,虽然后来因一些副作用而使临床使用受到限制,但作为潜在的抗病毒化合物在多酸化合物的药物化学研究史上仍是一个重要的化合物.我们曾对杂多化合物进行了系统的抗艾滋病病毒(HIV-1)活性筛选,发现某些杂多蓝配合物具有较低的细胞毒性及较高的活性.杂多蓝是杂多酸(盐)还原后得到的混合价态配合物,迄今为止,有关Keggin结构杂多蓝合成及性质研究已有一些报道,但关于大环穴状结构杂多化合物杂多蓝的研究还未见文献报道.本文采用控制电位电解法合成了穴状结构阴离子NaSb_9W_(21)O_(86)~(18)的六电子、十电子杂多蓝,并采     

氧钒离子结合于GroEL(HSP60)并促进GroEL的解聚

对钒化合物在线粒体上的可能作用靶点进行研究, 发现氧钒离子在鼠肝线粒体的结合量达(244±58) nmol/mg蛋白, 表观结合解离常数为(2.0±0.8)×10&;#8722;16 mol/L. 使用凝胶排阻色谱将氧钒离子 结合蛋白分离后, 用质谱方法和免疫试验鉴定线粒体中的主要钒结合蛋白为60 kD的热休克蛋白(HSP60). 实验发现, 氧钒离子结合于HSP60后导致HSP60的聚合体GroEL解聚. HSP60是一个关键的分子伴侣, 许多研究表明它参与一些炎症和自身免疫性疾病(如Ⅰ型糖尿病)的发病过程. 因此, HSP60可能是钒化合物体内作用的一个非常重要的新靶点; 其相互作用可能与钒化合物的降血糖、抗癌的药理以及钒的毒性作用有关.     

从单菌株组学到宏基因组学:Lactobacillus casei Zhang益生功能

干酪乳杆菌Zhang(Lactobacillus casei Zhang, LCZ)是一株研究充分的益生菌,受传统蒙医学的启发,分离筛选自内蒙古牧民的自然发酵酸马奶.其研究经历了3个主要阶段,单菌株组学体外评价阶段,肠道优势菌结合益生功能体内评价阶段,益生功能评价与肠道菌群组学结合的阶段.LCZ经过耐酸耐胆盐筛选,具有较好的体外黏附特性和体外调节巨噬细胞活性的作用.接着进行了菌株全基因组的测定和解析,抗生素抗性实验显示其具有较强的基因组稳定性.生长过程、酸应激和胆盐胁迫的蛋白组学鉴定出一系列与益生菌生长和抗性相关的功能蛋白.进一步体内试验表明,LCZ已经被证明具有调节肠道菌群的丰度和比例、抗脂质过氧化和增加抗氧化酶活性、调节细胞和体液免疫以及肿瘤免疫功能、改善血脂和肝脏脂质代谢、缓解口服糖耐量受损和预防二型糖尿病、保护肝脏和预防肝损伤、抑制肝移植瘤生长和诱变结肠癌发生发展等多项功能.小规模人群试验表明, LCZ可以维持肠道菌群的丰富度,增加有益菌的丰度和减少潜在有害菌的丰度.更重要的是,通过调节肠道菌群预防上呼吸道感染和改善部分衰老指标的功能在中等规模人体随机临床试验中也得到了验证.益生菌LCZ未来将在改善肠道菌群方面发挥更大的益处,具有开发为预防和辅助改善疾病的保健食品/特医食品的潜能.