基于DNA条形码技术的俄罗斯特色药用植物资源调查

目的:调查俄罗斯高加索、阿尔泰野外地区药用植物的分布现状,明确该地区药用植物的种类、功效信息,深入挖掘一带一路沿线国家地区的药用植物新资源、新功效。方法:在野外搜寻并采集药用植物制成蜡叶标本运回国,提取腊叶标本的植物总DNA,使用内转录间隔区(ITS)序列通用引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,PCR产物送双向测序,测序结果经软件进行拼接,根据美国国立生物技术信息中心(NCBI)数据库BLAST所获相似度最高物种的同属ITS序列,经DNAman软件对待鉴定物种的ITS序列和同属ITS序列进行相似度分析,利用MEGA 7软件作进化树,采用Kimura-2参数遗传距离,采用邻接法构建邻接法(NJ)系统树,发育树各分支的置信度用自举检验法检验,共进行2 000次循环,根据聚类结果进行鉴定。在此基础上对俄罗斯高加索、阿勒泰野外地区的重点药用植物进行归纳与分析。结果:经过NCBI数据库BLAST比对,各标本ITS序列与NCBI数据库上登录序列聚为一支,与外类群明显分开,结合植物标本性状特征,确定了待鉴定标本的种属分类。该次野外收集的标本中共鉴定出51种植物,覆盖17科44属,有明确功效记载的植物共有29种。查阅俄罗斯联邦国家药品目录和《中国药典》,分析国内常用药用植物,总结出20种中俄常见药材其在当地具有不同药用功效。该研究对扩大中药用药范围和临床经验具有重要的借鉴意义,也为当地加强物种保护和开发利用野生药用植物资源提供了依据。

植物天然产物途径创建

植物天然产物是创新药物的重要源泉,主要从植物中分离提取获得,但由于含量低、结构类似物多、生产成本高等因素限制了对植物天然产物的深入开发利用。植物天然产物途径创建通过生物合成途径解析、代谢途径重构和优化,能够实现植物天然产物的异源合成,为其提供高效稳定的绿色获取方式。随着国际上具有影响力的研究工作的报道,基于我国丰富的药用植物资源和深厚的中医药研究经验,植物天然产物尤其是具有明确药理活性的中药活性成分的生物合成途径解析在国内广受关注,并取得了丰硕研究成果。本文综述了植物天然产物生物合成及其合成生物学生产的研究进展和思路,对近年新方法新技术的应用进行总结和讨论,为植物天然产物途径创建提供参考。

基于丹参功能基因的道地品质形成的分子机制

目的:探讨丹参功能基因单核苷酸多态性(SNP)和丹参有效成分之间的关系以及丹参药材产地特异性品质形成的分子机制。方法:以8个不同产地及变型的丹参为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)方法得到不同产地丹参成分指纹图谱,同时对丹参酮代谢途径中的3个功能基因丹参乙酰CoA酰基转移酶(SmAACT),4-diphosphocytidyl-2-C-methyl-Derythritol kinas(SmCMK),丹参异戊烯焦磷酸异构酶(SmIPPI)的cDNA全长进行聚合酶链式反应(PCR)扩增、克隆测序以及生物信息学分析。结果:获得了8个产地及变型共23株丹参样品中3个功能基因SmAACT,SmCMK,SmIPPI的cDNA全长序列。通过对3个功能基因的SNP位点及氨基酸多态性序列分析,分别发现18,16和14个SNP位点。HPLC指纹图谱可以将8个产地的丹参聚为两大类,北京、湖北、山东白花、山西、河南、山东紫花样品聚为一支,河北与内蒙古样品聚为另一支,这也说明丹参成分变化趋势与地理距离关联不大,而变型及品种因素对质量差异的贡献率较高。结论:不同产地丹参具有明显的遗传分化趋势,并形成了各自的产地特异性基因型。通过探讨不同产地丹参药材特异性品质形成的分子机制,为保证临床用药的稳定有效奠定基础,同时为丹参优良品种选育提供指导。

基于LC-MS的代谢组学技术分析孜亚比提片的降糖作用机制

目的:观察孜亚比提片对2型糖尿病大鼠的降糖效果,并基于代谢组学技术分析其降糖作用机制。方法:根据临床调研结果对不同组分来源的孜亚比提片进行筛选,筛选出最佳组方配比;并以2型糖尿病大鼠为实验对象进行药效学实验研究,正常组和模型组分别给予相同剂量的生理盐水、孜亚比提片组给予300 mg·kg-1孜亚比提片、二甲双胍组给予300 mg·kg-1盐酸二甲双胍片,每组8只,记录给药后实验组的空腹血糖值及体质量变化并进行数据分析;同时利用超高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱组合式高分辨质谱联用(UHPLC-LTQ Orbitrap MS)技术对大鼠血清进行代谢组学分析,采用主成分分析(PCA),偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对不同组别大鼠血清代谢物进行分析,鉴定出潜在生物标记物,并分析维吾尔族药孜亚比提片的降糖作用机制。结果:与正常组比较,模型组大鼠的空腹血糖值升高(P <0. 01);与模型组比较,孜亚比提片组大鼠状态整体较好,毛色光滑,其空腹血糖值也有所下降(P <0. 05),表明孜亚比提片对2型糖尿病大鼠有一定的降糖作用;根据LC-MS代谢组学数据结果最终得到8个生物标记物。与模型组相比孜亚比提片组中L-valine,propionylcarnitine含量均降低(P <0. 05),sphingosine-1-phosphate,LPC(16∶1/0∶0),LPC(18∶0/0∶0),LPC(18∶2/0∶0),LPC(20∶1/0∶0),PC(19∶0/0∶0)的含量均升高(P <0. 05)。结论:孜亚比提片能够降低2型糖尿病大鼠血糖值,并能改善2型糖尿病大鼠的一般生理特征,其作用机制可能与改善氨基酸代谢,脂质代谢有关。