C2H2锌指蛋白药物递送技术的研发与应用

锌指蛋白是真核生物中广泛存在的转录因子，在基因的表达调控中起着重要作用。近期研究发现，C₂H₂类型的锌指蛋白(通过两个半胱氨酸和两个组氨酸螯合锌离子)可通过巨胞饮进入哺乳动物细胞。进一步的研究发现C₂H₂锌指蛋白可介导多种模式蛋白质及药物蛋白质的高效细胞递送，其细胞穿透效率亦高于传统的细胞穿膜肽。文章介绍了锌指蛋白的基本生物学信息和其细胞穿透特性，并讨论C₂H₂ 锌指蛋白在大分子药物递送中的应用。     

一种新型多肽类HIV-1进入抑制剂

近年来，阻止HIV-1进入宿主细胞已经成为研究和开发新型抗HIV-1药物的热点。我们根据HIV-1表面膜蛋白gp120与受体CD4以及中和抗体17b的共结晶结构，设计了一系列17b的多肽类似物。采用固相多肽合成技术合成多肽P20，并检测了P20对于HIV-1进入人外周血单核细胞的影响。实验证明P20能够有效抑制以CCR5为辅助受体的HIV-1进入人外周血单核细胞，对以CXCR4为辅助受体的HIV-1并没有明显抑制作用。由此可以推断，P20可以特异性的与HIV-1表面膜蛋白结合，阻断HIV-1与辅助受体CCR5的结合，从而抑制HIV-1的进入。该分子为开发新型抗HIV-1药物提供了有效的先导物。     

G蛋白偶联受体的结构研究与药物研发

G蛋白偶联受体(G protein coupled receptors,GPCRs)是人体内最大的膜受体蛋白家族,具有保守的7次跨膜螺旋结构.GPCR可识别细胞外的各种信号分子,如激素、神经递质、离子、光、气味分子等,与之结合后发生构象改变,随后与细胞内的效应蛋白(包括G蛋白、GPCR激酶GRK和阻遏蛋白)相互作用,从而诱导各种细胞反应.作为分布最广泛的细胞表面蛋白,GPCR在所有重要的生理活动中发挥不可或缺的功能作用,是心血管疾病、神经系统疾病、炎症、代谢性疾病、癌症等多种疾病的重要药物靶点.美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物中约34%以GPCR为作用靶点,2011~2015年间,GPCR药物的销售份额占据全球上市药物的27%.近年来,GPCR的结构生物学研究取得了长足的发展,研究成果揭示了GPCR对配体识别和信号转导的分子机制,并为基于结构的药物研发提供了重要信息.本文详细介绍GPCR的结构研究与药物研发进展,并就GPCR结构和功能研究的未来发展方向提出建议.     

纤溶酶原激活剂作用的结构基础及变构体研究进展

溶栓药物在治疗心脑血管血栓性疾病中发挥重要作用，但是传统的溶栓剂由于半衰期短，血栓特异性差等缺点使其在临床应用中往往伴随系统性溶栓副作用，近年来，随着人们对溶栓剂分子结构与功能认识的不断深入，用分子生物学方法对传统的溶栓剂进行改构，构建了一系列新型溶栓剂。组织纤溶酶原激活剂和尿激酶是目前研究较多的两种溶栓剂，通过某些氨基酸的突变，替换，缺失以及结构重排，得到了一些血栓特异性高，半衰期延长和活性增强     

硼中子俘获疗法临床试验问题与展望

硼中子俘获疗法（boron neutron capture therapy, BNCT）指¹⁰B俘获热中子裂变的产物杀灭肿瘤细胞的二元靶向细胞内放疗技术.中国于2014年开展BNCT的临床试验,其中早期恶性黑色素瘤2例,随访5年均成活;晚期患者17例,其中8例辐照后局部肿瘤缩小但生存期无延长, 9例患者肿瘤组织内¹⁰B未达到治疗所需浓度而无法辐照.首次试验明确了医院内中子照射器（IHNI-1）及¹⁰B药物的安全性,并验证了其治疗效果.针对发现的问题,我们认为,应将转移性肿瘤、复发瘤及放化疗不敏感的晚期肿瘤作为BNCT核心适应证,以此为目标开展高靶向效率¹⁰B药物研发,以高靶向效率¹⁰B药物驱动辐照数学模型探索,以辐照数学模型驱动大面积或全身辐照中子源的迭代升级,最终回归临床验证.     

荧光法研究咖啡酸类药物与白蛋白的作用

连翘酯甙、氯原酸是中药连翘、金银花的主要有效成分,都具有抗菌、抗病毒及增强机体免疫功能的药物,它们都可看作是咖啡酸的衍生物.当药物进入人体后,总要通过血浆的贮存和运输,达到受体部位、进而发生药理作用.白蛋白是主要的血清蛋白,可与许多内源、外源化合物结合.本文用荧光法研究了氯原酸与白蛋白的作用并首次推导了含有n个键合部位的生物大分子与猝灭剂缔合的公式,并得出了它们的键合常数、给体-受体间距,讨论了人血清与牛血清白蛋白与药物作用的区别和荧光猝灭机理.     

重组逆转录病毒介导的人组织型纤溶酶原激活剂基因转移及在哺乳动物细胞中的持续表达

心脑血管疾病是全球发病率和死亡率最高的疾病,其中血栓性疾病危害最大,近年来迅速崛起的基因治疗为这类疾病的有效防治带来了希望。人组织型纤溶酶原激活剂(tissue-type plasminogen activator,t-PA)是目前晕为有效的溶栓药物之一,其缺点是价格昂贵、半寿期短,而血栓性疾病住住需要长期给药,故难以推广使用。如果将t-PA基因导入体细胞持续表达具有纤溶活性的产物供机体利用,可望达到防治血栓性疾病的远期效果。重组逆转录病毒载体已成功地用子多种疾病的基因治疗。为了探索这一途径治疗血栓性疾病的可行性,本研究首先用含有t-PA基因的重组逆转录病毒感染体外培养的哺乳动物细胞,然后对感染细胞纤溶活性的变化进行了长期观察。     

G蛋白偶联受体的结构生物学研究

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)在细胞信号传导过程中发挥关键作用,其三维结构的解析对于深入理解GPCR的结构与功能关系具有重要意义。2000年以前,GPCR的高分辨率结构解析一直是困扰科学家们的一个难题。近年来,GPCR的结构生物学研究实现了飞跃式的发展。本文简要综述了GPCR结构解析的方法与创新点,并以CCR5和P2Y1R两种受体的结构解析为例阐述GPCR结构对于功能研究和药物研发的重要性。     

脑内LTCCs在药物成瘾形成过程中的调控机制

药物成瘾伴随中枢神经系统内钙离子通道数目及开放状态的适应性改变.大量证据表明,L型电压依赖性钙通道(LTCCs)可通过调节神经递质的释放、神经兴奋性、基因的转录及突触可塑性等过程调控成瘾行为.最新的研究还表明,LTCCs的不同亚型Ca_v1.2和Ca_v1.3对药物成瘾的调控分别依赖于D1及D2受体,且具有脑区及分子机制特异性.并且,Cav1.3的a亚基能够与内质网钙通道蛋白(Ry R2)的N末端氨基酸相互结合,促进胞内钙库Ca~(2+)的释放.此外,骨架蛋白激酶A锚定蛋白79/150(AKAP79/150)可将LTCCs锚定在突触膜上,从而调控成瘾药物诱导的突触可塑性改变.本文将重点讨论LTCCs在药物成瘾中发挥的调控作用及其潜在的细胞及分子机制.     

以化学结构为导向的药物设计与开发

●林道会议重要发言人之一的布赖恩．科比尔卡（BrianK．Kobilka）认为，了解G蛋白耦合受体的结构可帮助药物的设计开发．但这一切又是怎么进行的呢，     

大气污染对儿童鼻炎发病率的影响

近年来,我国儿童过敏性鼻炎发病率迅速增加,但其原因尚不明确.近期研究表明,我国室外大气污染不断加剧可能是导致儿童鼻炎的潜在原因,因此,本文主要研究室外大气污染物对鼻炎发病率的影响.本研究对长沙市4988个1⁸岁儿童进行标准问卷调查,问卷包括健康状况、家庭环境、过敏原暴露等因素,同时收集了长沙市2006²011年室外大气污染物PM₁0,SO₂,NO₂浓度监测数据.结果表明,长沙市3⁶岁儿童确诊鼻炎发病率为8.4%（95%CI,7.0%¹0.0%）.儿童鼻炎发病率与室外污染物平均背景浓度无关,而与年龄累积PM₁0,SO₂,NO₂浓度显著正相关.研究表明儿童长期暴露于高浓度大气污染可能是导致鼻炎的重要原因.     

以核酸为作用靶的药物研究

以核酸为作用靶的药物研究中国科学院院士北京医科大学药学院教授张礼和发展高效低毒的治疗或预防药物一直是药物化学家追求的目标。近年来蛋白质化学已经取得飞速发展，许多涉及重要生理和生化过程的酶、受体以及各种内源性的活性因子已经分离纯化，有些已得到了晶体结构...     

电场调控载药丝素蛋白微球的制备

通过控制丝素蛋白在溶液中的构象, 在低于1 wt%的浓度条件下, 获得由纳米或微米球组成的丝素蛋白电凝胶, 并通过调节制备参数, 初步实现了丝素蛋白微球在200 nm~3 μm之间的尺寸调控. 以异硫氰酸荧光素标记的牛血清蛋白(FITC-BSA)作为模型药物, 载药实验结果表明, 在电场作用下, 随着丝素蛋白在正极自组装形成微球, 带有负电荷的药物在正极富集, 并包覆进丝素蛋白微球, 初始载药率可达75%以上, 药物能在120 h内缓慢均衡释放. 考虑到温和的制备条件(低压电场、室温或者低温、水环境)、丝素蛋白的可降解性及其同药物的良好相容性, 电场调控制备丝素蛋白微球体系有望成为缓释带负电荷的蛋白质和基因药物的优良载体.     

硫化铋基纳米材料在癌症诊断和治疗中的应用

癌症仍然是目前威胁人类生命和健康的主要疾病.随着纳米技术的发展,集成不同诊断和治疗功能的多功能纳米材料已成为纳米研究中最活跃的领域.其中,Bi₂S₃基纳米材料由于其特殊的物理化学特性及生物相容性等,在生物医学领域引起了极大的关注.本文系统地总结了Bi₂S₃基纳米材料的形貌调控及缺陷调控策略,概述了Bi₂S₃基纳米材料最近在癌症诊断和治疗方面的研究进展.此外,强调和讨论了Bi₂S₃基纳米材料的生物安全性和生物分布,并对进一步增强Bi₂S₃基纳米材料生物相容性的方式进行了概括.最后,为设计下一代Bi₂S₃基纳米材料作为抗肿瘤药物提供了新的见解.     

人源大麻素受体的结构生物学研究

据史料记载，早在公元200年前中国已将大麻（cannabis）用于镇痛及其他疾病的治疗，随后人们在娱乐和宗教活动中也开始使用大麻。随着科学技术的不断进步，大麻中的多种活性成分被逐步鉴定出来，其中就包含具有精神活性的四氢大麻酚（Δ9 -tetrahydrocannabinol, Δ9 -THC）。这些活性成分是一类结构和功能多样的化学物质，统称为大麻素 （cannabinoid）。20世纪90年代初期，科学家们发现人体和一些动物体内存在一类内源性大麻素系统，该系统参与调控体内的多种生理过程，其中包含内源性大麻素和大麻素受体（cannabinoid receptor）。目前人体中已知的大麻素受体属于G蛋白偶联受体（G protein coupled receptor, GPCR），主要包含大麻素受体亚型I（cannabinoid receptor type 1, CB1）和大麻素受体亚型II（cannabinoid receptor type 2, CB2），其中CB1主要分布在中枢神经系统，而CB2在外 周免疫系统中高量表达。它们介导的信号通路与多种疾病密切相关，是非常重要的药物靶标。大麻素主要包括植物性大麻 素（phytocannabinoids）、内源性大麻素（endocannabinoids）和合成型大麻素（synthetic cannabinoids）等三大类。文章回顾了大麻及大麻素的历史，总结了大麻素受体CB1和CB2的结构与功能研究进展，以及它们在学习与认知、情 绪、肥胖、疼痛及免疫等相关疾病治疗中的应用前景。     

过氧化氢抑制蓝光诱导的14-3-3蛋白与向光素的结合

向光素(phototropins)是继光敏色素(phytochro- mes)[1,2]、隐花色素(cryptochromes)[3,4]之后发现的一种蓝光受体. 该受体蛋白含有2个重要的功能区: (ⅰ) 具有能与FMN结合的位于N端的2个LOV(light, oxygen, voltage), 即LOV1和LOV2, 该功能区与对光照、氧气及电压差敏感的一大类蛋白在序列上相似[5]; (ⅱ) 位于C末端的Ser/Thr蛋白激酶区域[6]. 目前, 愈来愈多的研究表明, 向光素在植物气孔开放[7]、向光性反应[6,8]、叶绿体移动反应[9,10]和弱光下植物生长[11]等过程中起重要的调节作用. 向光素作为一个自身磷酸化的Ser/Thr蛋白激酶受体, 可被蓝光诱导磷酸化, 继而和14-3-3蛋白结合, 启动一系列蓝光介导的信号转导过程[12]. 但其具体的信号转导细节及调节机制还很不清楚........     

同源于hMIP-1α的vMIPα对人趋化因子受体的作用

HIV感染靶细胞须以人CD4+白细胞膜上的趋化因子受体为共受体, 与此共受体结合的趋化因子类似物可阻止HIV进入靶细胞. 实验目的是了解与人趋化因子单核细胞炎性蛋白-1α(MIP-1α)同源的人疱疹病毒8 K6基因编码产物vMIPα是否具有结合人趋化因子受体的功能. 首先用蛋白质同源分析及蛋白空间结构模拟等对比vMIPα与人趋化因子的结构异同, 用PCR扩增出K6片段, 克隆于哺乳类细胞表达载体, 转染于NIH3T3细胞, 得到条件培养液. 然后将K6基因在大肠杆菌中表达, 得表达产物vMIPα. 结果显示转染K6的NIH3T3细胞含有vMIPα单一分子量的mRNA, 此转染细胞的条件培养液及大肠杆菌表达纯化的vMIPα可与人趋化因子125I-hMIP-1α竞争结合外周血单核细胞的CCR5受体, 而且此条件培养液及vMIPα不引起外周血单核细胞对ICAM-1的黏附反应. 研究证实K6编码产物vMIPα与CCR5结合但不引起细胞黏附反应, 即封闭HIV的CCR5共受体, 提示有用于防治HIV/艾滋病的可能性.     

同源于hMIP-1a 的vMIPa 对人趋化因子受体的作用

HIV感染靶细胞须以人CD4+白细胞膜上的趋化因子受体为共受体, 与此共受体结合的趋化因子类似物可阻止HIV进入靶细胞. 实验目的是了解与人趋化因子单核细胞炎性蛋白-1a (MIP-1a)同源的人疱疹病毒8 K6基因编码产物vMIPa 是否具有结合人趋化因子受体的功能. 首先用蛋白质同源分析及蛋白空间结构模拟等对比vMIPa与人趋化因子的结构异同, 用PCR扩增出K6片段, 克隆于哺乳类细胞表达载体, 转染于NIH3T3细胞, 得到条件培养液. 然后将K6基因在大肠杆菌中表达, 得表达产物vMIPa. 结果显示转染K6的NIH3T3细胞含有vMIPa单一分子量的mRNA, 此转染细胞的条件培养液及大肠杆菌表达纯化的vMIPa可与人趋化因子125I-hMIP-1a竞争结合外周血单核细胞的CCR5受体, 而且此条件培养液及vMIPa不引起外周血单核细胞对ICAM-1的黏附反应. 研究证实K6编码产物vMIPa与CCR5结合但不引起细胞黏附反应, 即封闭HIV的CCR5共受体, 提示有用于防治HIV/艾滋病的可能性.     

G蛋白偶联受体的共同激活机制

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)构成人体中最庞大的膜蛋白家族，也是最重要的一类药物靶 标。随着GPCR结构解析技术的突破，目前已破解八十余个受体的400多个结构，揭示出GPCR复杂多样的配体结合模式和 跨膜信号转导机制。近年来，残基相互作用计算已实现对GPCR构象变化的精细描述，揭示出A家族GPCR存在共同的激活 机制。文章简要回顾GPCR激活机制研究的方法和创新点，并对A家族GPCR共同激活机制如何推动功能研究和药物研发进行展望。     

发展亲和质谱技术加速G蛋白偶联受体的配体筛选和药物发现

基于靶蛋白 配体亲合作用检测的亲和质谱技术与常规高通量筛选技术相辅相成，已发展成为药物先导化合物早期发 现流程中的关键技术之一。G蛋白偶联受体（GPCR）家族由于其特殊的生化性质，对基于亲合作用的配体筛选和配体表征 提出了巨大的技术挑战。文章主要介绍亲和质谱技术用于GPCR配体筛选的基本原理及其特点，并总结该技术用于大规模化 合物库及天然草本粗提物筛选的前沿进展。