蛋白质组学在动物源中药研究中的应用

动物源中药是传统中药的重要组成部分，因其成分复杂不易分离分析，导致其活性成分和机制研究进度缓慢，也进一步增加了评价动物源药材的品种质量以及保障临床安全用药的难度。随着多维色谱、质谱、生物信息学等技术的飞速发展，蛋白质组学逐渐成为动物源中药研究的重要工具。蛋白质组学从整体水平对药材本身或药物处理前后的动物或细胞模型的总蛋白进行定性定量分析，在获得中药指纹图谱、挖掘潜在活性成分以及定位药物靶点和通路方面具有显著优势。本文主要介绍了蛋白质组学技术及其在动物源中药药材品种和质量鉴定、药用资源开发和可持续发展、药效物质基础及作用机制研究等方面的应用，为动物源中药的深入研究提供新的研究思路和方法。     

药物靶标蛋白筛选的化学蛋白质组学研究进展

药物或生物活性物质通过与靶蛋白结合而发挥功能,研究表明,大多数药物具有多个作用靶点,药物靶标的发现有助于药物前体的筛选和作用机制的研究,同时对其耐药性等副作用的解决方案提供理论指导.基于生物质谱技术的蛋白质组学可对蛋白质进行高通量的定性定量分析,为药物靶标的筛选提供了全新的平台.本文综述了基于固载药物和游离药物模式的药物靶标蛋白筛选相关方法和应用研究的最新进展,为基于生物质谱技术的化学蛋白质组学研究提供参考.     

化学蛋白质组学技术在药物靶标鉴定中的应用

药物开发过程面临多重挑战,而靶标确证是其中的重要一环。如何运用多种研究方法发现和确认小分子药物的靶标是目前研究人员的主要工作内容之一。化学蛋白质组学整合了细胞生物学、合成化学和生物质谱等多门学科,为药物的靶标筛选提供了新平台。本文对近年来发展的基于生物质谱的化学蛋白质组学药物靶标鉴定技术进行了总结,结合具体应用分析其优缺点,并对该类技术的发展和应用进行总结和展望。     

线虫在药物开发中的研究进展及在鉴别鹿茸活性成分上的应用

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans, C. elegans)是生命科学研究中的重要模式生物之一,由于其身体结构简单和寿命周期短暂等优势被用来研究整个生命过程不同阶段的分子调节机制,在药物开发领域也发挥了重要作用。因此本综述对秀丽隐杆线虫在药物开发方面的应用及研究进展进行了简要综述。鹿茸作为中国的传统名贵中药,在上千年里大多以粗提物的形式加以应用,鹿茸的具体活性成分及其相关药理作用一直有待于系统研究,由于线虫作为优秀的模式生物操作简单易于观察,可以较方便的对各成分进行效果鉴定,因此本综述对线虫在鉴别鹿茸活性成分中的潜在应用价值进行了探讨。     

抗肿瘤动物类中药的研究进展

动物类中药资源丰富,其在肿瘤治疗中取得的疗效引起医药领域广泛关注,已成为抗肿瘤药物的一个新的研究热点。然而,抗肿瘤动物类中药成分复杂,其有效成分和作用机制尚有待进一步明确。综述常用抗肿瘤动物类中药及其活性成分、抗肿瘤动物类中药作用机制与临床应用,以期为抗肿瘤动物类中药的深入研究与开发提供参考。     

基因芯片技术及其在补血中药研究中的应用

补血中药在我国中医药宝库中占有十分重要的地位,中药调控造血的分子机制与细胞因子网络直接相关。多维超高通量药物筛选体系的建立和从分子水平系统说明中药作用的药理学机制,使传统的中药理论与国际通用的医学理论模式接轨,是中药现代化、国际化的迫切要求。由于中药重整体、多靶点、多环节的作用方式,使得传统的研究技术难以完整地阐明其作用机制;而现今发展起来的高密度基因芯片技术,可以同时研究上千种基因的作用模式,进行平行基因分析,因此可以用来检测疾病状态下和中药作用后成千上万个基因的表达模式,并对其进行定性和定量分析,从而使从整体和分子水平上阐明中药作用机制成为可能。基因芯片这种高通量、快速、平行的基因信息处理和分析技术,是实现这一目标的绝佳实验手段。在药物领域对于药物靶标的发现、多靶位同步超高通量药物筛选、药物作用的分子机理、中医药基础理论现代化、药物活性及毒性评价等都有其他方法无可比拟的优越性。因此,建立以基因芯片技术为核心的多靶点、多层次、多水平的中药多维超高通量筛选体系具有极其重要的意义。     

小分子药物靶标寻找方法研究进展

许多微生物的次生代谢物属于小分子活性化合物,在医疗及农业领域发挥着重要的作用。在基因组学、蛋白质组学与生物信息学等技术的推动下,一些新的小分子药物靶标寻找方法应运而生了,这些新的方法主要是基于细胞中基因或蛋白质的表达量、蛋白质的亲和性、稳定性等各种特性进行靶标寻找的。小分子药物靶标寻找方法的发展加快了阐明小分子药物作用机理的历程,也为发现新的靶标资源以便于进一步筛选活性更高的药物提供了技术保障。     

代谢组学在中药研究中的应用进展

代谢组学是功能基因组学和系统生物学研究不可或缺的重要组成部分,是通过考察生物体系受刺激或扰动前后代谢产物的动态变化,研究生物体系的代谢网络的一种技术。应用代谢组学高通量、整体性的研究思路来理解中药的作用过程,与中医药的整体、辩证观点是一致的。代谢组学已成为中药研发的一个重要途径和手段,为中药现代化在技术上提供巨大支持,有助于为中药现代化研究寻找更多有效的突破口。本文在前人综述的基础上,着重概括了中药代谢组学研究方法近3年来在中药有效物质基础和作用机制、药物作用模型的鉴别和确证、毒性研究和中药安全性评价等方面的应用情况,同时展望了代谢组学方法所面临的机遇和挑战。     

蛋白质组研究中低丰度蛋白质的富集与鉴定技术

随着分离技术、质谱设备与生物信息学的发展,对复杂蛋白质组的深度覆盖研究已不再是遥不可及,对8 000个基因产物的规模化鉴定已经趋于常规化。然而,更深一步的蛋白质组覆盖,就遇到了低丰度蛋白质分离、鉴定等更高的挑战。因此,针对低丰度蛋白质鉴定方法与相关分离分析技术的发展,本文综述了改善低丰度蛋白质鉴定效率的三种方法的最新进展,包括蛋白质的高分辨分离与质谱分析策略、低丰度蛋白质的选择性富集方法和高丰度蛋白质的消减策略等。针对生物体系蛋白质组成的深度鉴定研究,逐步用于探索生命体在不同条件下蛋白质组的表达与修饰的动态变化,并最终发现具备重要生理与病理功能的调控性蛋白质、寻找候选药物靶标。     

活血化瘀类中药抗肝纤维化作用的计算药理探讨

如何防治肝纤维化是目前备受关注的问题,活血化瘀类中药治疗肝纤维化有良好的效果。研究发现,虽然活血化瘀类中药有效组分结构相似性不高,但是理化性质比较相似。与实验阶段药物和中药数据库中全部活性成分相比,活血化瘀类中药有效组分的化学空间分布更接近已知药物,约90%的有效组分符合Lipinski五规则。基于靶点蛋白作用通路的研究发现,活血化瘀中药通过直接作用或间接影响纤维化相关蛋白,并且多靶点多通路协同作用于多条生物路径,直接抑制TNF或间接调控NF-kappaB是其中典型的两条途径。这些研究结果可为阐明活血化瘀类中药的作用机制提供更多信息,有助于进一步筛选抗肝纤维化作用药物。     

新型细胞穿膜肽的鉴定方法与其在抗肿瘤治疗中的应用

如何将生物活性分子高效投递到靶标的细胞和组织仍然是生物治疗领域研究人员面临的难题之一。直到细胞穿膜肽(cell penetrating peptides, CPPs)的出现,其可介导多种外源性功能分子(核酸、多肽、蛋白质和化学药物)进入细胞,而且不影响外源活性分子的功能发挥。另外,CPPs在传递外源活性成分进入肿瘤组织和细胞方面表现出更具应用前景的优势。因此,通过对CPPs的分类、鉴定方法、穿膜机制、其在抗肿瘤治疗中的最新应用以及尚需要解决的问题进行综述,以期为新型CPPs的鉴定和其抗肿瘤治疗策略提供参考。     

药物靶标配体高通量筛选的亲和质谱技术研究

疾病相关的药物靶标蛋白与小分子化合物的亲和作用研究是当今新药研发的热点领域,基于靶蛋白与配体亲和作用的筛选技术已成为与基于靶蛋白活性高通量筛选技术高度互补的药物先导化合物发现关键技术。本文综述了亲和质谱技术用于筛选和检测指定靶蛋白的小分子配体的基本原理和主要优势,详细介绍了该技术应用于大规模化合物库筛选、分子片段库筛选、天然产物粗提物筛选和蛋白质与胞内代谢物相互作用研究领域的主要进展。     

脂质组学在医药研究中的应用

脂质组学是对整体脂质进行系统分析的一门新兴学科,通过比较不同生理状态下脂代谢网络的变化,进而识别代谢调控中关键的脂生物标志物,最终揭示脂质在各种生命活动中的作用机制。电喷雾电离-质谱技术是脂质组学领域中最核心的研究手段,目前已能对各种脂质尤其是磷脂进行高分辨率、高灵敏度、高通量的分析。随着质谱技术的进步,脂质组学在疾病脂生物标志物的识别、疾病诊断、药物靶点及先导化合物的发现和药物作用机制的研究等方面已展现出广泛的应用前景。     

UPLC/Q-TOF-MS联用技术在药物分析中的应用进展

超高效液相色谱与四级杆飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF-MS)联用,将超高效液相色谱的高效分离能力和高灵敏度的特性与四级杆飞行时间质谱的高分辨特性有机结合起来,在药物分析领域得到越来越广泛的应用。本文对近年来UPLC/Q-TOF-MS在天然药物成分分析、药效成分代谢动力学研究、中药指纹图谱建立、目标成分快速发现和表征等领域中的应用进行了概述,并指出其在药物分析领域中的优势和未来的发展方向。     

新疆祖卡木颗粒活性成分防治新型冠状病毒肺炎的整合药理学和网络药理学研究

基于中医药整合药理学、网络药理学及分子对接技术探寻祖卡木颗粒的活性成分防治新型冠状病毒肺炎(COVID-19),探讨其治疗COVID-19的可能的机制。祖卡木颗粒的10味中药借助于开放的4大数据库进行检索,并通过ADMET水平筛选得到48个候选成分。将候选成分通过预处理,作为做分子对接的配体。2019-nCoV-M~(pro)和ACE2作为做分子对接的受体,用AutoDock软件进行分子对接。能与2019-nCoV-M~(pro)和ACE2受体之间具有较好结合活性的成分有16个,其中木犀草素、毛纲草酚、大黄酸、芒丙花素、山奈甲黄素、半甘草异黄酮B、异鼠李素、洋芫荽黄素、山奈酚和槲皮素等10个活性成分满足score≥0.8的要求,并获取PIK3CG、AKT1和CDK6等91个核心靶标。核心靶标涉及226个GO和53条信号通路。祖卡木颗粒通过多成分,"神经-内分泌-免疫"多层面,多通路发挥对COVID-19的作用,为中医药-民族药进一步的药效物质基础和作用机理研究以及临床应用提供了理论依据。     

天然活性成分作用靶点识别及确证方法的研究进展

药物靶标的发现和验证是新药研发的关键环节,对新药创制具有源头创新意义。天然产物是新药创制的重要来源,识别其作用靶点不仅为临床预防治疗提供可能新策略,也为进一步阐释中草药及其复方的作用特点及分子机制提供参考依据。随着生命科学和信息学的发展,药物靶点的识别及确证方法不断涌现,生物信息学、网络药理学、蛋白质组学、亲和色谱、药物亲和稳定性、芯片技术、基因敲除技术、RNA干扰等技术的广泛应用,越来越多的天然活性成分的靶点得以识别和验证。因此,本文对近五年来天然活性成分作用靶点识别及确证方法做一简要综述,以供参考。     

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS和网络药理学探究尖尾芋抗乳腺癌作用机制

本研究通过UPLC-Q-TOF-MS/MS技术、网络药理学策略探究尖尾芋石油醚部位抗乳腺癌药效物质基础及作用机制,并通过4T1乳腺癌荷瘤小鼠模型验证尖尾芋石油醚部位(petroleum ether fraction of Alocasia cucullata,EAC)体内抗乳腺癌作用及机制。基于UPLC-Q-TOF-MS/MS数据获取EAC化学成分41个,包括11种芳香类成分、8种萜类成分、5种生物碱类成分、4种脂肪酸类成分、2种香豆素类成分和11种其他类成分;基于鉴定出的化合物通过网络药理学得到556个潜在作用靶点;蛋白互作网络(PPI)分析发现MAPK1、Bcl-2等10个核心靶点,富集分析发现核心靶点可能通过MAPK、PI3K-Akt等细胞凋亡相关信号通路发挥抗乳腺癌作用,并通过分子对接技术验证了毛地黄毒苷配基等活性成分与细胞凋亡相关蛋白pERK、Bcl-2、Bax具有良好的结合能力。抗乳腺癌活性研究结果表明与模型对照组比较,EAC低、中、高剂量组肿瘤生长趋势渐缓,肿瘤质量减少,抑瘤率逐渐增加;EAC中、高剂量组脾脏指数有显著性差异,EAC低剂量组脾脏指数效果不显著(P<0...     

基于代谢组学技术探讨特色傣药肾茶的“雅解”作用机制

中药代谢组学是本草基因组学重要的组成部分,基于代谢组学技术研究中药及民族药作用机理已成为中药现代化研究的重要手段之一.傣药为中国"四大民族药"之一,具有完善的理论体系,其中"雅解"理论是其最具特色的医药理论."雅解"为傣语,意译为解药;肾茶是傣药"解药"之一,傣族人民长期代茶饮,临床上具有显著的保健和"解毒"作用.本研究应用液相色谱-质谱联用技术检测给予正常大鼠(Rattus norvegicus)肾茶提取物后大鼠尿液和血清中代谢物的变化,质谱数据采用正交偏最小二乘法判别分析方法寻找正常组和给药组之间的代谢物差异,并通过变量重要性投影选取潜在生物标志物,结合质谱信息和数据库检索对潜在生物标志物进行鉴定,将鉴定到的生物标志物输入MetPA数据库中构建代谢通路和关联网络.结果表明,两组大鼠尿液和血清中代谢物模式识别得到了很好的区分,分别发现并鉴定了39个尿液的潜在生物标志物和26个血清的潜在生物标志物,尿液的生物标志物主要与三羧酸循环、氨基酸代谢、辅酶A生物合成、脂类代谢、嘌呤代谢、胆汁酸合成等13条代谢通路相关,血清的生物标记物主要与氨基酸生物合成、氨基酸代谢、脂类代谢等5条代谢通路相关.该研究发现,口服肾茶提取物后可能提高机体基础代谢水平及免疫能力,同时提高机体对毒素的分解能力从而发挥其"解毒"机制.本研究为阐明肾茶的"雅解"机制提供了科学依据,同时为扩大肾茶的临床应用以及傣药中其他"雅解"类品种的开发提供了借鉴,也为丰富传统医药中"治未病"理论的科学内涵提供了参考.     

基于超高效液相色谱-质谱技术及网络药理学探究大血藤治疗脑梗死的有效成分及其潜在作用机制CSCD

本文通过超高效液相色谱-串联高分辨质谱技术、网络药理学及分子对接技术探讨大血藤化学成分治疗脑梗死的潜在药效物质和作用机制。采用超高效液相色谱-高分辨质谱技术对大血藤化学成分进行初步分析,鉴定得到大血藤中化学成分共20个,包括苯丙素类、蒽醌类、酚酸类和三萜类等。在化学成分分析基础上,通过网络药理学方法建立可视化的“化学成分-疾病靶标-生物通路”网络,筛选其治疗脑梗死的潜在核心靶点共71个,包括PIK3CA、SRC和STAT3等。KEGG通路富集结果表明,大血藤可通过调控HIF-1信号通路、sphingolipid信号通路、ErbB信号通路等多条信号通路发挥作用。我们进一步对核心靶点进行分子对接验证,结果显示大血藤化学成分3,4-二羟基苯乙醇葡萄糖苷、紫罗兰酮苷、大黄素甲醚等与APP、PIK3CA、STAT3等靶点均具有良好的亲和性。本研究揭示了大血藤通过多成分、多靶点、多通路的调控发挥治疗脑梗死的潜在作用机制,为未来深入阐释大血藤治疗脑梗死的药效物质基础和作用机制提供有利线索及参考依据。     

我国农业生物药物分子设计平台建设取得可喜进展

国家“863”计划现代农业技术领域通过攻关发现并鉴定了一系列基因和蛋白质新靶标,在农业生物药物分子设计平台建设方面取得可喜进展。