稀土药用研究的动向和问题

人们对稀土药用的兴趣普遍增加。最近Chemical Society Reviews在2006年第6期刊登了镧系元素药用研究专刊,专门介绍稀土药用研究的现状。针对该专刊和稀土药用研究的现状,作者讨论了稀土化合物药用研究的发展动向,特别讨论了需要解决的关键基础问题。从新药研究模式的转变得到启发,提出如何把负面生物效应转化为药理作用,如何从干预细胞信号网络入手进行研究,如何处理活性与毒副作用的关系,以及药物合理设计的策略等。

氢离子浓度影响配位平衡的定量处理方法

以四氨合铜 (II)配离子为例 ,综合考虑氢离子与中心原子和配体的作用 ,将微分原理引入配位平衡 ,提出了一种定量处理氢离子浓度影响配位平衡的方法。结果表明 ,此类配合物的最大浓度是由相关平衡常数和配体总浓度决定的特征值。

免疫途径抗HIV信号通路:cGAS-STING研究进展

干扰素基因刺激蛋白(stimulator of interferon genes,STING)是天然免疫信号通路中重要接头蛋白,环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)是其上游DNA识别受体,两者共同参与的cGAS-STING通路在识别外源性DNA、介导产生Ⅰ型干扰素的过程中发挥重要。最近研究结果表明,人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)入侵宿主细胞后,能激活cGAS-STING通路,诱导天然免疫反应,抑制HIV病毒活性。本文将对该信号通路的作用机制及相关内容加以综述,以期为开拓新的抗HIV药物靶点和分子设计提供新思路。

核磁共振法研究大肠杆菌细胞内La^(3+)与钙调蛋白的相互作用

应用in-cell和cell free核磁共振(NMR)方法分别研究了柠檬酸镧与大肠杆菌细胞内15N标记的钙调蛋白(CaM)以及La3+和大肠杆菌无细胞提取液(Cell free extract,CFE)的相互作用。将所得1H-15N HSQC NMR谱与纯化过的以不同组成比结合Ca/La的CaM的1H-15N HSQC NMR谱比较,发现在细胞内因胞内环境拥挤,蛋白运动能力下降,使CaM的NMR信号较少且峰宽增加。而柠檬酸镧可以透过细胞膜进入细胞,并与胞内的CaM结合。无细胞提取液的NMR谱显示,加镧之前细胞内CaM主要以Ca结合态存在,而加入La3+可能形成Ca2La2CaM混合金属配合物。这和无细胞的化学体系的实验结果一致。实验结果显示,细胞水平NMR方法可用于研究稀土以至其他金属配合物与细胞的相互作用如何与细胞内钙调蛋白作用,以及有关的生物功能。

La^(3+)诱导钙调蛋白与鼠脑组织钙调蛋白亲合蛋白的结合

应用固定化钙调蛋白(CaM)亲合色谱法、变性丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)等方法研究了La3+诱导CaM在大鼠脑匀浆液中的钙调蛋白亲合蛋白(CaMBP)谱以及CaM-CaMBP在模拟细胞环境下结合作用的La3+浓度依赖关系,并与Ca2+的作用进行了比较.实验结果表明,(1)La3+参与的CaMBP物种与Ca2+的基本相同.鉴定了其中含量高且稳定出现的5种CaMBP分别是参与糖酵解反应的6-磷酸果糖激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶、细胞骨架类的微管蛋白和肌动蛋白以及应激反应相关的71000热休克同源蛋白,表明稀土离子可能参与多种细胞过程;(2)La3+诱导CaM与5种CaMBP结合的浓度依赖曲线因CaMBP物种的不同而存在差别.热休克同源蛋白、肌动蛋白或微管蛋白对La3+相对敏感,La3+在金属-CaM-CaMBP三元体系中与CaM的结合常数K与Ca2+的相近或稍高;而6-磷酸果糖激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶体系对La3+的敏感性明显低于Ca2+.其原因可能在于模拟细胞环境的复杂性以及CaM-CaMBP蛋白质相互作用对金属离子与CaM配位结合的调节.

La^(3+)通过重组细胞骨架影响大鼠成骨细胞增殖、分化

研究了稀土离子La3+对体外培养的成骨细胞增殖、分化及细胞骨架的影响,并初步探讨了相关机理.用细胞计数法检测了成骨细胞的增殖.用RT-PCR技术测定了碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OC)、骨桥蛋白(OPN),骨涎蛋白(BSP)以及cbfa-1 mRNA水平.采用激光扫描共聚焦显微镜观察了细胞中F肌动蛋白(F-actin)的变化.结果显示:La3+在48h促进了成骨细胞增殖;在4d促进了早期分化指标ALP,BSP和cbfa-1 mRNA的表达;在21d促进了晚期分化指标OC和OPN mRNA的表达.与此同时,La3+使成骨细胞骨架发生重组.另外,Western Blot分析证实La3+作用于成骨细胞短时间即可激活粘着斑激酶(FAK)酪氨酸磷酸化.结果提示,La3+通过提高FAK酪氨酸的磷酸化水平,改变细胞骨架的分布和聚合,从而促进成骨细胞的增殖和分化.

“液晶”调控的磷酸钙盐矿化材料的研究

In order to prepare calcium phosphate-based material with nano-structure and bioactivity,cationic hexadecyltrimethy1-ammonium bromide and amionic dodecyl sulfonate were used as the amphiphipile to form a liquid crystal templete.Phosphate mineralization was induced and controlled by liquid crystal.The products,characterized by SEM,IR and X-ray diffraction analysis,are composed of liquid crystal.and HAP.These results show that the liquid crystal can be used to control calcium phosphate minerialization for the biomimetic minerials materials with various nano-structure.Product showed biological affinity to the osteogensis cell.

转录因子Nrf2在癌症化学预防与化疗耐药性中的调控和功能(英文)

化学疗法和化学预防是控制癌症发病率和死亡率的重要手段,而针对氧化性/亲电性胁迫的细胞防御机制对这两种手段中都有重要影响。这种细胞防御机制主要由代谢消除氧化性/亲电性物种的细胞保护酶和蛋白组成,而转录因子Nrf2调控着很多这些酶和蛋白的基础和可诱导表达,是协调细胞防御响应的枢纽。Keap1蛋白可以感受氧化性/亲电性信号,正常情况下与Nrf2结合并抑制其活性。在氧化性/亲电性胁迫下,这种结合被破坏并导致Nrf2的激活和细胞保护酶/蛋白的表达。因此,Nrf2成为了化学预防药物的重要作用靶标。然而,在不同细胞环境下Nrf2的激活可能导致完全不同的后果。Nrf2对细胞不加区别的保护作用在癌症发生和癌细胞化疗耐药性中扮演了不受欢迎的角色。Nrf2信号的激活给癌变细胞以生长优势,也保护癌细胞免受化疗药物杀伤,导致不良的临床后果。从这方面而言,Nrf2信号的抑制剂可以增强化疗药物的效果,也值得深入研究开发。而对Nrf2的调控和功能的深入研究和了解,对化学预防和化学治疗都具有重要意义。

稀土发挥生物效应的机制及其作用物种探讨

稀土在工业、医药领域、基础研究以及在我国的广泛农用引起了人们对其生物效应机理以及可能毒性的关注.在稀土生物学效应机理及毒性的研究中,无论是在动物水平还是细胞层次,引起生物学效应的稀土物种都是一个关键问题,一直存在争议.本文对以动物、细胞为模型的生物效应研究中的实验条件进行分析,对生理条件下引起稀土生物学效应的可能物种提出"稀土离子池"(rare earth ion pool)模型,并对其引起生物学效应的活性物种以及与细胞膜相互作用的方式进行了探讨,以期为阐明复杂生物学体系中稀土化合物的作用机制提供思路.

从细胞无机化学的角度看镧系元素化合物作为诊疗药物的安全性问题

近几年来,在稀土农用安全性的争议尚未彻底解决之际,其作为诊疗药物使用的安全性问题又成为研究的焦点。本文从细胞无机化学的角度,提出了其中几个关键问题,并从下面几方面进行了分析讨论。第一,生物体系中的固相形成和沉积的作用。因为在研究稀土的生物效应以及解释其有关临床病理表现时,均会涉及到难溶化合物的形成、转化以及分布和调控;第二,在正常和病理条件下,稀土化合物的吸收、排出与积累问题,尤其是稀土跨血-组织屏障的问题,这也是关于稀土是否产生毒性的争论焦点;第三,从相似/相异性规律出发,探讨了稀土元素引起生物效应的共性和特性;第四,讨论了稀土化合物促进细胞增殖凋亡的信号转导机制以及所引发的问题。并在此基础上,提出了在细胞层次研究金属离子及配合物的生物效应时所面临的关键问题。

山柰酚衍生物的合成和细胞毒性研究(英文)

本研究报道一个简单的山柰酚结构修饰方法, 该方法采用不同的条件最终得到1个新化合物3,5-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-6,8,8-tris(3-methylbut-2-en-1-yl)-4H-chromene-4,7(8H)-dione (5)和3个已知化合物8-异戊烯基山柰酚(2)、6-异戊烯基山柰酚(3)、6,8-二异戊烯基山柰酚(4)。所有的衍生物均是首次合成, 根据它们的核磁和质谱数据进行了结构鉴定。化合物2、3和5对MDA-231 (IC_(50)值分别为9.45±0.20 μM、7.15±0.37 μM和6.92±0.30 μM和MCF-7 (IC_(50)值分别为10.08±0.57 μM、10.04±0.23 μM和2.15±0.20 μM)两种人乳腺癌细胞株表现出显著的细胞毒性。

沙利度胺衍生物ZSN-12抗急性肺损伤作用及机制探讨（英文）

对沙利度胺衍生物ZSN-12的抗急性肺损伤作用及机制进行了研究。结果显示ZSN-12(200 mg/kg)明显改善油酸致小鼠急性肺损伤的病理改变;抑制肺泡灌洗液(BALF)中中性粒细胞(PMN)的渗出和NO的大量释放(P<0.01,P<0.05),抑制率分别为48%和33%。ZSN-12(200,100,50 mg/kg)明显抑制二甲苯引起的鼠耳肿胀和角叉菜胶引起的足趾肿胀(P<0.01),并呈剂量依赖,给药3小时的抑制率分别为62%,43%,30%和60%,47%,33%;ZSN-12(10,5,1μmol/L)明显抑制ConA诱导的脾T细胞增殖(P<0.01),抑制率分别为33%,30%,22%。综上所述,沙利度胺衍生物ZSN-12对油酸型急性肺损伤有一定的保护作用,其机制主要与其抗炎作用,抑制中性粒细胞渗出,减少NO释放,抑制T细胞增殖有关。

环磷酰胺衍生物SLXM-2对小鼠肝癌H_(22)细胞的DNA损伤作用(英文)

化合物SLXM-2是一种环磷酰胺衍生物,前期研究已经证实其具有良好的肿瘤抑制作用,并具有较低的毒副作用。但是其作用机制尤其是对细胞DNA的损伤作用仍不清楚。本研究旨在评价SLXM-2对肝癌H22腹水小鼠的生命延长作用与DNA损伤的关系,并探讨可能的分子机制。实验结果证实,SLXM-2能够显著提高肝癌H22腹水小鼠的生命延长率(P<0.05)。进一步实验表明,SLXM-2能够造成肝癌H22细胞DNA损伤,显著上调γH2AX(Ser139),p-Chk1(Ser296),p-Chk2(Thr68),p-p53(Ser15),p-p53(Ser20)和p21的蛋白表达,并显著下调p-ATR(Ser428)和p-ATM(Ser1981)的表达(P<0.05)。总之,SLXM-2对肝癌H22细胞具有显著的抑制作用,分子机制与其能够造成肿瘤细胞DNA损伤有关。

新型吡啶酮类HIV-1双靶点(RT/IN)抑制剂的设计、合成及生物活性评估（英文）

本文以吡啶酮类逆转录酶抑制剂和二酮酸类(DKA)整合酶抑制剂为先导化合物,选取必要的药效团进行高度整合并对其进行合理优化,设计出的三个系列的HIV-1 RT/IN双靶点抑制剂。采用表面等离子共振(SPR)技术及酶联免疫吸附法对目标化合物分别进行了体外抗HIV-1 RT和IN的生物活性测定。实验结果表明,化合物A2对逆转录酶和整合酶都表现出较好的抑制活性,为深入研究该类化合物作为HIV-1双靶点抑制剂提供了相关信息。

咖啡酸苯乙酯及其苯甲酰基衍生物:合成和单晶X衍射分析(英文)

在Na2CO3的催化下,咖啡酸和β溴乙基苯在非质子性混合溶剂HMPACH3CN中高收率地合成天然蜂胶中主要的生物活性成分咖啡酸苯乙酯(CAPE)。为了更好地探究CAPE的构效关系和活性机理,我们首次成功地合成了单、双苯甲酰基取代的咖啡酸苯乙酯产物,同时单苯甲酰基取代产物结构通过单晶X衍射被确定。

3H-喹唑啉-4-酮衍生物的设计、合成及其α7尼古丁乙酰胆碱受体正向变构调节作用评价（英文）

作者基于课题组先前得到的具有较强α7烟碱型乙酰胆碱受体I型正向变构调节剂活性的先导化合物2,设计并合成了一系列的6位取代的3H-喹唑啉-4-酮化合物(3a-3d),所有目标化合物均通过对表达有人源α7乙酰胆碱受体的非洲爪蟾卵使用双电极电压钳技术来进行活性评价。然而,在100μM的乙酰胆碱作用下,所有化合物均没有显示出比先导化合物2更高的活性。由此证明噻唑[4,5-d]并嘧啶-7(6H)-酮母核是发挥正向变构调节活性的必需基团,是对先导化合物2的构效关系的补充。

钒配合物的生物效应、分子机制和药物发现

钒化合物可以通过改善葡萄糖和脂质代谢,促进胰岛素信号转导,发挥降血糖以及胰岛素保护作用;同时,其还能抑制多种肿瘤的增殖和诱导肿瘤细胞凋亡,并通过多种作用方式限制肿瘤细胞的侵袭和转移。钒配合物具有良好的药动学特性,在生理介质中,可以通过复杂的物种变化与各种细胞内靶标相互作用。过去20年,研究者对钒化合物生物活性及其分子机制获得了较为深入的认识,从而推动了该类化合物的理性分子设计和药物发现。综述钒化合物抗糖尿病和抗肿瘤的药理作用及潜在分子机制研究,并简述其药物设计及药物发现的策略。

食用植物成分和中药用于癌症化学预防:Nrf2,表观基因组学,癌症干细胞(英文)

癌症是世界范围内的首要致死原因之一。现代诊断和治疗技术的革新改善了癌症患者的治疗和护理,但晚期癌症的治疗仍然是一个巨大的挑战。因此,亟需新的创造性的策略来防治癌症。几个世纪以来,草药曾被用于防治癌症等疾病。科研资助机构,例如美国的国家癌症研究所(NCI),在近期加强了对利用天然植物成分和非毒性药物如非甾体抗炎药(NSAIDs)预防或减缓癌症发生研究的支持。本文综述了利用来源于蔬果、绿茶和中药的生物活性成分来预防癌症方面的研究,尤其是重点讨论了在Nrf2、表观基因组学和癌症干细胞等方面的影响。

咖啡酸苯乙酯酰化衍生物的设计、合成及其作为抗氧化应激损伤的中枢神经保护剂的活性评估(英文)

以咖啡酸苯乙酯(CAPE)为先导物,将其对位酚羟基或间位、对位两个酚羟基进行酰化,制备CAPE的前药,提高其稳定性和脂溶性。并采用了H2O2和6-OHDA两种模型对其进行了神经保护活性测定。结果显示目标化合物相较于CAPE能够更好地保护PC12神经细胞免受氧化应激损伤。此外,目标化合物也显示出了较强的血脑屏障透过能力。

应用抗生物素蛋白-脂质体复合物为手性选择剂的毛细管电色谱法拆分手性对映体(英文)

抗生物素白蛋白(Avidin)-脂质体复合物是一种特殊的手性选择剂,本研究利用毛细管电色谱(CEC)将它应用于拆分D,L-色氨酸、D,L-苯乙内酰硫脲丝氨酸、D,L-苯乙内酰硫脲苏氨酸和R,S-盐酸吡格列酮对映体。Avidin被固定在涂布于毛细管内的脂质体上,该脂质体由二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(Biotinyl-cap-DPPE)和不同比例的磷酯酰丝氨酸(PS)构成。实验结果发现将1 mg/mL的Avidin和Biotinyl-cap-DPPE/PS(80:20,mol%)的脂质体作为毛细管固定相,可以实现较好的分离度和重现性。本实验还研究了不同的涂布和预处理方法对手性拆分结果的影响,最后,还通过成功地进行了盐酸吡格列酮对映体手性拆分对该电色谱法进行了评估。因此,利用制备毛细管固定相应用于手性对映体拆分的毛细管电色谱法在将来的药物开发研究中具有重要的现实意义。