青蒿素原料生产与资源再生全球战略研究

青蒿素被世界卫生组织推选为抗疟一线药物,中药青蒿原植物黄花蒿(Artemisia annua L.)是青蒿素的主要来源.然而,全球范围内黄花蒿青蒿素含量差异较大,大部分地区野生资源无工业提取价值.本文从全球视角对黄花蒿分布与产地适宜性、引种栽培等青蒿素资源再生进行了分析与阐述,并对原料提取工艺、生物合成和化学合成进行综合分析.通过研究及分析发现,高青蒿素含量黄花蒿生态适宜区主要在中国秦岭-淮河分界线以南,面积1.54×10~6 km~2,占全球分布的77.08%.巴西和美国也有少量分布,面积分别为1.49×10~6 km~2(7.43%)和1.30×10~6 km~2(6.47%).越南和日本有零星分布.优质黄花蒿生态次适宜区包括亚洲东南部、欧洲西部、北美洲南部与南美洲中部.通过黄花蒿新品种培育和规范化栽培可显著提高青蒿素含量.青蒿素资源再生与原料生产为"一带一路"走出去的全球中药资源国家战略实施奠定基础.     

PKB与SMAD3相互作用调节前列腺癌细胞株PC-3对TGF-β 的敏感性

前列腺癌对TGF-β诱导的生长抑制不敏感, 而PI3K-PKB信号通路在大多数前列腺癌中高度活化. 通过生长抑制实验和荧光素酶报告基因系统发现, PI3K-PKB信号通路抑制前列腺癌细胞PC-3对TGF-β诱导的生长抑制和细胞周期停滞的反应; PI3K-PKB信号通路抑制TGF-β诱导的基因转录. 免疫共沉淀结果显示, PKB与Smad3之间存在蛋白质相互作用, 两者之间的相互作用是通过Smad3的MH2和Linker结构域介导的; TGF-β减弱PKB与Smad3的结合, 胰岛素(模拟PKB活化)增强两者的结合; PKB与Smad3的结合是PKB激酶活性依赖的, 丧失激酶活性的PKB不能与Smad3相互作用. 结果表明, 前列腺肿瘤丧失对TGF-β的敏感性与PI3K-PKB 信号通路的过度活化明显相关. PI3K-PKB 信号通路通过PKB与Smad3的结合抑制TGF-β诱导的生长抑制和基因转录.     

青蒿素作用机制之谜

青蒿素类药物是抗疟神药,同时也发现还有其他生物活性,但研究者对其作用机制一直存在争论.一般认为,青蒿素的过氧桥是其发挥功能必不可少的基团.青蒿素的作用分为两步:首先被激活,打开内氧键,然后破坏细胞功能.但在具体作用方式上没有定论,引起青蒿素的激活是铁、血红素还是其他如线粒体内某个未知的因子?青蒿素激活后是破坏血红素代谢还是靶向某个特异蛋白还是相对无选择地靶向一系列蛋白?作用部位是液泡还是线粒体?本文将针对青蒿素的作用机制研究现状进行综述.     

化学生物学在青蒿素靶标与作用机制中的研究进展

青蒿素是中国科学家屠呦呦及其研究团队从黄花蒿中分离得到的抗疟药物,在全世界治疗疟疾的过程中发挥了重要作用.随着屠呦呦2015年获得诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素的研究再次成为热点.随着对青蒿素研究的深入,人们发现,除具有抗疟活性外,青蒿素还具有其他药理活性,包括抗肿瘤、抗哮喘等.虽然全世界的学者们发表了大量与青蒿素相关的研究文章,但是其具体的抗疟活性以及抗肿瘤活性作用机制并不明确.青蒿素的作用机制非常复杂,尤其是其激活过程.最近,随着化学生物学平台在青蒿素作用机制研究中的应用,青蒿素研究有了新的突破,本文将着重介绍近年来化学生物学在青蒿素作用机制研究中的最新进展.     

青蒿素及其衍生物的抗疟构效关系研究和治疗新适应症衍生物的发现

青蒿素及其衍生物蒿甲醚、青蒿琥酯在抗疟领域取得了巨大成功,尤其对脑型疟疾和抗氯喹耐药表现出很好的疗效.本文首先对青蒿素及其衍生物的构效关系进行了回顾,系统分析了采用量子化学计算、三维定量构效关系分析、还原电势检测,以及分子对接等不同手段对于研究青蒿素衍生物结构优化,阐明其潜在作用机制方面的指导作用.除了抗疟作用,青蒿素及其衍生物还具有显著的免疫调节功能.近年来,通过对青蒿素类化合物开展了以免疫调节活性为导向的药物化学与药理学相结合的系统研究,在青蒿素母体结构上引入新的基团,发现了一批具有更强免疫抑制活性以及口服吸收良好的新型青蒿素衍生物.其次,主要介绍这些新型青蒿素类衍生物在治疗自身免疫疾病方面的研究进展.为了充分挖掘青蒿素骨架在药物研发方面的潜力,从20世纪90年代开始有越来越多的研究开始探索青蒿素及其衍生物的抗肿瘤活性.青蒿素本身或其简单的衍生物,如双氢青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚等的抗肿瘤活性较弱.然而,通过采用向青蒿素骨架中引入水溶性片段、杂多环,以及靶向药物片段等策略,可以获得抗肿瘤活性更好,成药性更高,且具有明确分子靶标的新型青蒿素衍生物.最后,对新型抗肿瘤青蒿素衍生物的设计和改造最新进展进行了综述.     

基于玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)转录组的碳固定代谢途径分析

以玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)转录组信息为基础,分析了其碳固定代谢途径,共发现18种酶对应的34个编码基因,构建了玛氏骨条藻进行碳固定代谢途径的通路图.这些编码基因的序列比对结果表明,其与假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)的同源基因具有较高的一致性.对这些样品进行数字基因表达谱的差异基因分析,获得了不同生长时期碳固定代谢途径酶编码基因的差异表达情况.通过分析发现,C3和C4代谢途径中存在表达差异的基因分别有7和3个,其中果糖-1,6-二磷酸酶和丙酮酸磷酸双激酶的编码基因表达在指数生长期之后出现显著上调.这有助于对玛氏骨条藻碳固定代谢途径中关键编码基因调控过程的解析,为进一步研究硅藻的固碳机制奠定了基础,也为深入了解碳的生物地球化循环提供了新的研究方向.     

苏氨酸磷酸裂解酶SpvC的结构基础与催化机制的分析

沙门氏菌的致病蛋白SpvC属于一种全新的被称为苏氨酸磷酸裂解酶的蛋白酶家族一员.苏氨酸磷酸裂解酶可以特异性识别丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)激活位点的磷酸化苏氨酸和酪氨酸(pTXpY)模式,并不可逆地去除磷酸化苏氨酸的磷酸基团,使反应后的MAPK成为不可激活状态.SpvC的这种性质可以阻断宿主细胞免疫信号通过     

青蒿素与青蒿乙素的化学转化研究——青蒿素转化为异氢化青蒿乙素

我国科学工作者从中药青蒿(又称黄花蒿,Artemisia annua L)中分离得到具有良好抗疟作用的青蒿素(Ⅰ)及其另一主要副产物青蒿乙素(Ⅱ),青蒿素是一个含有过氧基团的新型倍半萜内酯化合物,分子内具有七个手性中心,化学结构较为特殊。我们从青蒿素和青蒿乙素的结构特点以及生源设想出发,认为化合物(Ⅲ)是实现二者互相转化的关键中间体,将无     

视黄酸通过促进磷酸化的Smad1 降解抑制骨形态发生信号的持续

骨形态发生蛋白(BMP)信号通路在胚胎发育和器官形成中发挥正常功能需要其与其他信号通路的交互作用.不同于FGF/MAPK 和Wnt/GSK3 信号通路对BMP 信号通路的调节已经得到阐释, BMP/Smad 和视黄酸受体(RAR)间的交互作用还没有被很好地理解. 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与分子生物学研究所景乃禾研究小组研究发现, 视黄酸可通过降低磷酸化的Smad1(pSmad1)的表达水平抑制BMP 信号持续. 视黄酸通过其核受体介导的转录作用, 可强化pSmad1 与其泛素E3 连接酶的相互作用, 促使pSmad1 泛素化和蛋白酶体降解. 该调节过程依赖于视黄酸导致的Gadd45 表达增加和MAPK 活性增强.在鸡胚胎神经发育期间, 视黄酸/视黄酸受体通路也可抑制BMP 信号以拮抗BMP 介导的神经前体细胞的增殖和分化. 而且, 视黄酸和BMP 信号间的交互作用参与了鸡胚背部神经管的正常发育. 上述研究结果揭示了视黄酸通过调节pSmad1 稳定性进而抑制BMP 信号的分子机制. 相关研究论文发表在2010 年11 月2 日Proc Natl Acad Sci USA, 107(44): 18886—18891 上.     

青蒿素降解产物失碳倍半萜内酯的全合成

青蒿素1是一个含有过氧基团的新型倍半萜内酯,它具有突出的抗疟作用。在测定结构的基础上,我们开展了它的全合成工作。本文报道中间体失碳倍半萜内酯10的合成。合成的原料为10R(+)-香草醛2(见图1)。2用溴化锌环化立体专一地生成6R,7S,10R(-)-     

封面说明

<正>20世纪60年代,疟疾肆虐,氯喹等特效药失灵,国际社会急需新型抗疟药.我国科研人员勇于担当,团结协作,成功研制抗疟新药——青蒿素.青蒿素是一个仅由碳、氢、氧3种元素组成、具有过氧基团特殊结构的新型倍半萜内酯,一个具有独特结构的新化合物,对疟疾有高效、速效作用.以青蒿素为基础的ACT疗法在全球得到广泛使用,年治疗上亿疟疾患者,挽救了数百万人的生命.我国科研人员在青蒿素研究方面取得了丰硕的成果,其中中国中医科学院中药研究所屠呦呦研究员因发现青     

ATF5与TCF4相互作用及其对Wnt信号通路的调控

应用酵母双杂交技术, 鉴定Wnt通路关键信号分子TCF4与cAMP效应元件结合蛋白家族新成员——激活转录因子5(ATF5)之间的相互作用, 酵母表型分析和b-半乳糖苷酶(β-gal)活性测定结果发 现, 两者的作用位于ATF5蛋白C端含有碱性亮氨酸拉链(bZIP)区域(162 ~ 282 aa). 通过受TCF启动的荧光酶报告系统分析ATF5对Wnt信号通路的影响, 结果显示ATF5蛋白C端能进一步加强TCF4对Wnt通路的激活效应. 由此提示, ATF5可能是Wnt通路下游信号的辅助激活因子(co-activator), 它能协同 b-连环蛋白/TCF4参与Wnt信号通路的激活.     

青蒿素及其衍生物抗肿瘤研究进展

青蒿素是中医药学的一枚瑰宝,其抗疟活性已得到世界公认,拯救了上百万人的生命.不断深入的科学研究揭示青蒿素及其衍生物还具有抗肿瘤作用,如抑制细胞生长、促进细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成、阻断肿瘤细胞的侵袭转移过程.目前科学家对其抗肿瘤的认识已经取得了长足进步.本文从青蒿素及其衍生物的抗肿瘤机制、联合用药方案、临床研究及未来发展方向进行综述.     

青蒿素类药物的发展历史*

由于青蒿素的发现和在抗疟领域的使用,在全球范围内,特别是在发展中国家,挽救了几百万疟疾患者的生命,2011年度美国拉斯克临床医学奖颁给了屠呦呦研究员。为了帮助读者更好地了解青蒿素类药物,本文对世界卫生组织推荐的一线抗疟药物--青蒿素类药物的发展历史做一简要概述。     

三螺旋DNA的现场Fourier表面增强Raman光谱研究

在双螺旋DNA的大沟中,第三条嘧啶链能与双螺旋同型嘌呤-同型嘧啶束道的互补嘌呤链结合而形成局部的分子间三螺旋DNA.研究表明通过形成三螺旋结构,寡脱氧核糖核酸能在体外和体内专一性地阻止基因转录和复制,而且可用于染色体分析和基因图谱.大量的Raman光谱研究已提供了双螺旋DNA在多种状态下的构象和其Raman光谱信号谱带间的对应关系,而且这种对应关系也同样适合三螺旋DNA的构象研究.本文首次研究了三螺旋DNAd(CT)_8·d(AG)_8·d(C~+T)_8在银电极表面上的现场Fourier表面增强Raman散射in situ FT-SERS)行为,同时也研究了其在固态(处于纤维和晶态之间)下的构象.     

微丝重组对DG-PKC信号通路的作用

磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP_2)降解形成细胞内第二信使——三磷酸肌醇(IP_3)和双酰甘油(DG),IP_3激发胞内钙库释放Ca~2 [1],DG激活蛋白激酶C(PKC)~[2],引起一系列靶蛋白磷酸化级联反应,作为细胞内对外界信号的应答反应,调节细胞各种生理活动.我们发现G_0期C_3H_(10)T1/2/小鼠成纤维细胞经细胞松弛素B(CB)处理,促微丝(MF)解聚,可显著刺激PKC活性,显示了MF组装的改变,可能对某些信号通路具有影响.为了弄清其关系,本文就MF重组对磷脂代谢,特别是对DG-PKC信号通路的作用进行了初步研究.     

CB促微丝解聚对cAMP-PKA信号通路的作用

细胞内第二信使双酰甘油(DG)和环腺苷酸(cAMP),在对外界信号的应答反应中起重要作用.DG激活蛋白激酶 C(PKC),cAMP激活蛋白激酶A(PKA),引起一系列靶蛋白磷酸化级联反应,调节细胞的增殖、分化和其它生理功能.我们曾发现,细胞松弛素B(CB)不仅改变微丝(MF)组装,并能刺激DG-PKC信号通路.有文献报道,在 G_0至S期早期,cAMP-PKA信号通路的激活对肝细胞的增殖具有促进作用,而这两种信号通路可能通过PKC的作用加以偶联,即PKC可通过磷酸化Gi蛋白激活cAMP-PKA信号通路.MF组装     

青蒿素的发现和发展

卫生部中医研究院中药研究所(简称"中研院中药所",现为中国中医科学院中药研究所)屠呦呦及其研究组在对中药进行大量研究基础上,受中医典籍《肘后备急方》的启迪创建了青蒿提取方法,1971年10月获得青蒿抗疟活性化学部位,1972年11月从中发现青蒿素.青蒿素是一个仅由碳、氢、氧3种元素组成、具有过氧基团特殊结构的新型倍半萜内酯,是与已知抗疟药在化学结构、作用机制完全不同的新化合物.临床疗效几乎可达100%,具有速效、高效和低毒等特点.目前,青蒿素及其衍生物是世界上治疗疟疾最有效的药物,青蒿素联合疗法已被用于几乎所有国家和地区的疟区,每年治疗病例一亿以上,降低了全球疟疾的发生率和死亡率,已挽救了数百万人的生命.青蒿素来自中医药、发现启迪于中医药.它是中国传统医学和现代科技紧密结合.融合多学科和行业的系统创新工程,凝聚着一群中国科学家的艰辛和智慧,是中医药对人类健康事业作出的一项巨大贡献.我国政府先后11次给参加这一工程的相关单位授予国家发明奖、国家自然科学奖、国家科技进步奖等各类大奖,屠呦呦也因此获得了2015年度诺贝尔生理学或医学奖和2016年度国家最高科学技术奖.     

一种新硫色满酮衍生物诱导人乳腺癌MCF-7细胞凋亡

初步研究了新合成的(顺)-3-(氯代亚甲基)-5-甲基-硫色满-4-酮(3-chloromethylene-5-fluoro-thiochroman-4-one,CMTK)对人乳腺癌MCF-7细胞增殖和凋亡的影响,分别用不同浓度的CMTK对细胞进行干预,采用改良的MTT法测定CMTK抑制细胞增殖的能力,台盼蓝染色法计数活细胞数,绘制生长曲线,流式细胞术检测细胞对细胞周期的影响,同时采用流式细胞术及TUNEL染色法(terminal dexynucleotidyl transferase(TdT)-mediated dUTP nick end labelling)检测CMTK诱导凋亡,活性检测法测定细胞中人半胱氨酸蛋白酶8(caspase-8)和人半胱氨酸蛋白酶9(caspase-9)的活性,ELISA法测人死亡受体3(deathreceptor3,DR3)、人肿瘤坏死因子受体1(tumor necrosis factor receptor1,TNFR1)、人肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、人半胱氨酸蛋白酶3(caspase-3)的蛋白表达情况.结果表明,CMTK可明显抑制MCF-7细胞增殖,与顺铂(cisplatin,CDDP)相比,其抗肿瘤活性更明显,IC50为14.24±0.12molL1;生长曲线进一步说明CMTK抑制细胞增殖,其抑制作用呈时间-剂量依赖性;流式细胞仪检测分析显示,加药12和24h后可将细胞阻滞于G0/G1期(**P<0.05);TUNEL法和流式细胞仪分析CMTK可诱导凋亡的结果基本一致;与药物作用后,caspase-8和caspase-9的活性增高,并呈浓度剂量依赖性;ELISA法检测DR3蛋白量和TNF-细胞因子的量无变化,TNFR1和caspase-3的蛋白量显著增高,CMTK诱导肿瘤细胞凋亡的机制可能是:不仅可以通过死亡受体TNFR1介导凋亡途径,激活caspase-8;还可以通过线粒体凋亡途径,激活caspase-9;最终激活caspase-3凋亡通路.本研究为深入研究CMTK诱导肿瘤细胞凋亡的机制提供了依据.     

『中国神药』青蒿素的前世今生

<正>从一株株貌不惊人的小草中提取的青蒿素成为人类抗疟首选药,拯救了成千上万人的生命,这是中华传统医学为全人类献上的一份礼物!2011年,中国科学家屠呦呦因为发现青蒿素(一种用于治疗疟疾的药物)而获得拉斯克医学奖。因为迄今有接近三分之一的拉斯克奖获得者随后获得了诺贝尔奖,所以拉斯克奖也常被科学界看作是诺贝尔奖的"风向标"。果不其然,因为青蒿素在世界卫生领域内所作出的卓