徐宏喜:開拓藤黃屬植物活性成分及藥理機(jī)制研究的領(lǐng)跑者

費(fèi)菲　譚紅勝

2019年1月17日，擁有《細(xì)胞》和《柳葉刀》等知名醫(yī)學(xué)期刊的世界最大科學(xué)文獻(xiàn)出版社之一愛思唯爾（Elsevier）正式發(fā)布了2018年中國高被引學(xué)者榜單，榜單共收錄1899位最具世界影響力的中國學(xué)者。上海中醫(yī)藥大學(xué)首席教授徐宏喜繼2014年后連續(xù)5年入選“藥理學(xué)、毒理學(xué)和藥劑學(xué)”類榜單。徐宏喜教授長期從事中藥研究，近期他接受本刊采訪，向我們介紹了其團(tuán)隊(duì)近10余年來，針對中國藤黃屬植物的化學(xué)成分及作用機(jī)制等方面的研究進(jìn)展，供研究者參考。

藤黃屬植物（GarciniaLinn.）是一類重要的藥用植物類群，全世界約有450種，中國有22種（包括引種栽培），主要集中分布在廣東、廣西、云南、臺灣和海南等南部省區(qū)。Xanthones是藤黃屬植物中含量較高的主要成分之一，其中尤以藤黃酸（gambogicacid）為代表的籠狀xanthones具有較顯著的抗腫瘤活性。我國學(xué)者開發(fā)的一類抗腫瘤新藥藤黃酸注射液曾獲得國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)，進(jìn)行臨床試驗(yàn)。盡管因?yàn)楦鞣N原因未能獲得新藥證書，但在藤黃酸基礎(chǔ)上經(jīng)過結(jié)構(gòu)修飾和優(yōu)化的一些化合物，以及從其它藤黃屬植物中新發(fā)現(xiàn)的一些xanthones、polycyclic polyprenylated acylphoroglucinols

（PPAPs）、雙黃酮類（bioflavonoids）和聯(lián)苯類（biphenyls）類等化合物被報(bào)道具有顯著的生物活性，其中有些化合物比藤黃酸活性強(qiáng)且毒性低，引起

國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。

徐宏喜教授與藤黃屬植物結(jié)緣始于1996年，在加拿大Dalhousie大學(xué)進(jìn)行博士后研究工作時(shí)，他圍繞天然藥物抗耐藥菌活性成分鑒定和作用機(jī)制開展研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于尼日利亞的一種藤黃屬藥用植物Garcinia.kola的提取物在當(dāng)?shù)仄毡橛糜诳谇磺鍧?，通過活性篩選，發(fā)現(xiàn)其對許多口腔細(xì)菌具有抑制作用，特別對一些臨床上分離的耐藥菌如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和耐萬古霉素腸球菌（VRE）等也有一定的抑制作用，通過生物活性導(dǎo)向的化學(xué)分離，鑒定了活性化合物的結(jié)構(gòu)，證實(shí)主要活性成分為雙黃酮類化合物（GB1）。此后10余年來，徐教授及其研究團(tuán)隊(duì)，一直專注于藤黃屬植物化學(xué)成分及生物活性研究，旨在發(fā)現(xiàn)藤黃屬植物的藥用價(jià)值。

1.藤黃屬植物化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)修飾優(yōu)化研究

徐宏喜教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)首先從最受關(guān)注的活性成分藤黃酸入手，藤黃酸的C-2差向異構(gòu)體曾被美國學(xué)者認(rèn)為是一對不可分開的混合物，經(jīng)過不斷嘗試，運(yùn)用各種現(xiàn)代分離分析方法，例如循環(huán)高速逆流色譜技術(shù)等方法，終于成功對其實(shí)現(xiàn)了拆分，首次建立了能夠較大量制備兩個(gè)異構(gòu)體的方法，此后又對分開后的兩個(gè)化合物進(jìn)行了相關(guān)活性研究與比較，相關(guān)成果先后獲得了美國和中國發(fā)明專利，并發(fā)表了系列文章。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)又構(gòu)建了藤黃屬植物中最具有代表性的活性成分xanthones類和PPAPs類化合物數(shù)據(jù)庫，首次發(fā)表了運(yùn)用UPLC-DAD-QTOF/MS/MS聯(lián)用技術(shù)對中藥藤黃藥材中基于這兩類化合物的快速分析和質(zhì)量控制方法，還建立了不同產(chǎn)地藤黃藥材的指紋圖譜和質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫。隨著研究數(shù)據(jù)的不斷積累和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展的深入，徐宏喜教授的團(tuán)隊(duì)基于該數(shù)據(jù)庫，綜合運(yùn)用多種色譜分離技術(shù)，先后對17種中國藤黃屬植物的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，通過化合物的波譜數(shù)據(jù)、理化數(shù)據(jù)等信息確定它們的平面結(jié)構(gòu)，對于部分具有手性中心的化合物，利用X-ray單晶衍射及圓二色譜（ECD）曲線計(jì)算等方法確定其絕對構(gòu)型。經(jīng)過多年來堅(jiān)持不懈的努力，從這些不同的藤黃屬植物中，已經(jīng)分離鑒定了300多個(gè)化合物，其中有185個(gè)化合物為首次報(bào)道的新成分。通過分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、計(jì)算化學(xué)以及現(xiàn)代藥理學(xué)等技術(shù)和手段，研究證實(shí)了多個(gè)xanthones類及PPAPs類化合物具有顯著藥理活性，數(shù)種具有藥物開發(fā)價(jià)值的活性成分或組分已獲得美國及中國發(fā)明專利授權(quán)。

為了深入開展藥效學(xué)研究，針對有開發(fā)價(jià)值的重點(diǎn)化合物，建立了克級樣品制備純化工藝。例如：分別建立了從多花山竹子、山木瓜和大葉藤黃中快速分離和制備活性化合物garcinol的方法;建立了從藤黃中可同時(shí)大量分離高純度藤黃酸和新藤黃酸的方法;運(yùn)用分子印跡技術(shù)，以云南藤黃中的主要活性成分OC為模板分子，結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬和吸附性能實(shí)驗(yàn)得到最優(yōu)分子印跡聚合物，與固相萃取技術(shù)聯(lián)用，從云南藤黃果實(shí)中可以高效及大量地提取和分離OC。

由于許多中藥活性成分的含量比較低，選擇性及水溶性比較差，需要開展全合成或者結(jié)構(gòu)優(yōu)化修飾研究，以利于進(jìn)一步開展藥學(xué)研究及臨床前成藥性研究。對此，徐宏喜教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對云南藤黃果實(shí)中分離及富集所得的活性化合物OC進(jìn)行了結(jié)構(gòu)修飾研究，對其酚羥基、苯環(huán)及C-10位羰基進(jìn)行修飾，得到了數(shù)十種結(jié)構(gòu)不同的衍生物，再將衍生物進(jìn)行c-Met激酶抑制實(shí)驗(yàn)以及細(xì)胞毒性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了2個(gè)c-Met抑制活性較好的衍生物。此外，又進(jìn)一步對PPAPs類化合物的全合成方法學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，建立了可以通過一步反應(yīng)快速合成PPAPs類化合物的核心骨架結(jié)構(gòu)的方法，并應(yīng)用于5個(gè)去羰基PPAPs化合物的不對稱全合成研究。

2.藤黃屬植物抗腫瘤活性成分及其藥理機(jī)制研究

徐教授的研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，建立了包括分子、細(xì)胞及動(dòng)物水平的中藥及其成分的篩選及藥效機(jī)制研究平臺，先后發(fā)現(xiàn)大苞藤黃葉、單花山竹子葉、大果藤黃根皮、山木瓜根皮的醇提物和云南藤黃醇提取物具有較高的抑制腫瘤細(xì)胞增殖活性。經(jīng)體內(nèi)外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，20多個(gè)化合物具有不同程度的抗腫瘤活性。尤其是從云南藤黃中分離得到的活性化合物GUTK和OC，具有抑制細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞自噬、促進(jìn)凋亡等活性，可以通過調(diào)控與腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)相關(guān)的信號通路抑制腫瘤細(xì)胞的生長;藤黃屬植物山木瓜的主要活性成分Griffipavixanthone（GPX）可以抑制食管癌細(xì)胞中B-RAF和C-RAF蛋白，抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移、侵襲和增殖，還可以通過抑制自噬通量和鈣離子內(nèi)流，發(fā)揮抗宮頸癌HeLa細(xì)胞的作用;Cambogin也是山木瓜中的另一個(gè)主要活性成分，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該化合物可以有效抑制人乳腺癌細(xì)胞MCF-7的生長、抑制乳腺癌細(xì)胞遷移和侵襲，主要通過誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生，激化下游信號通路ASK1/MKK4，MKK7/JNK/c-Jun磷酸化，介導(dǎo)AIF由線粒體轉(zhuǎn)錄入核，下調(diào)促凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，上調(diào)抗凋亡蛋白Bax和Bak表達(dá)，打破Bcl-2/Bax的平衡，從而誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞的凋亡;從怒江藤黃中分離得到的新化合物NujiangexathoneA（NJXA）具有潛在的抗宮頸癌活性，尤其是hnRNPK蛋白高表達(dá)的宮頸癌，作用機(jī)制表明NJXA通過泛素化蛋白酶體途徑降低hnRNPK蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步通過下調(diào)c-Myc-Cyclins/Cdks-Rb-E2F1通路，從而誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯而發(fā)揮抗腫瘤作用，同時(shí)NJXA能夠引起B(yǎng)cl-2家族蛋白水平變化、細(xì)胞色素C釋放、Caspase-3激活和染色體碎裂，誘導(dǎo)Caspase介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。此外，NJXA還可以激活活性氧（ROS）而誘導(dǎo)JNK信號通路活化，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡;研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)新藤黃酸可作為FGFR抑制劑在細(xì)胞及動(dòng)物皮下腫瘤模型中抑制耐藥的腫瘤細(xì)胞生長，并能克服erlotinib引起的非小細(xì)胞肺癌的獲得性耐藥，也能抑制人組織來源的皮下瘤腫瘤模型（PDX）的生長。

3.藤黃屬植物抗炎活性成分及其藥理機(jī)制研究

cambogin可以通過去泛素化酶USP7調(diào)控的去泛素化作用促進(jìn)Treg細(xì)胞的FOXP3蛋白的表達(dá)，發(fā)揮免疫抑制功能。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)cambogin對DSS誘導(dǎo)的小鼠慢性結(jié)腸炎有顯著的抑制作用。從怒江藤黃中分離得到的新化合物NJXA，能夠抑制IgE/Ag介導(dǎo)的肥大細(xì)胞活化，抑制肥大細(xì)胞介導(dǎo)的過敏反應(yīng);還可以抑制在肥大細(xì)胞介導(dǎo)的被動(dòng)皮膚過敏反應(yīng)動(dòng)物模型中組胺釋放、PGD2和LTC4生成。在哮喘模型中，NJXA也可以降低IL-4、IL-5、IL-13、IgE、LTC4和PGD2的水平，抑制肺組織中的細(xì)胞浸潤和黏液生成增加，降低小鼠肺組織中酪氨酸和Syk的磷酸化水平。同時(shí)，NJXA降低了肺組織中IL-4、IL-5、IL-13和GATA-3等多種細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)錄因子的mRNA表達(dá)水平;云南藤黃中的活性成分OC可以降低過敏小鼠血清中組胺、PGD2和LTC4的水平，具有一定的抗過敏性炎癥作用。OC能夠抑制肥大細(xì)胞信號通路中上游的Fyn、Lyn和Syk激酶活性，抑制NF-κB和MAPK通路，從而抑制肥大細(xì)胞的脫顆粒反應(yīng)和炎性介質(zhì)的釋放;以巨噬細(xì)胞激活后的NO累積量為指標(biāo)篩選發(fā)現(xiàn)化合物1，3，5，7-tetrahydroxy-8-isoprenylxanthone（TIE）具有潛在的抗炎活性，進(jìn)一步的機(jī)制研究顯示，在使用LPS/IFNγ刺激的RAW264.7細(xì)胞中，TIE能夠阻斷ERK和p38-MAPK信號通路，進(jìn)而降低iNOS和COX-2的表達(dá)水平，并最終抑制NO和PGE2的生成;也抑制了炎癥因子IL-6、IL-12和TNF-α的釋放，此外還能夠阻斷NF-κB活化以及NF-κB對miR155表達(dá)的調(diào)控。

4.抗病毒活性成分及其藥理機(jī)制研究

早在1993年，徐宏喜教授在日本富山醫(yī)科藥科大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間，對100多種具有清熱解毒作用的中藥及東南亞國家的傳統(tǒng)植物藥進(jìn)行系統(tǒng)的篩選，通過體外抗病毒實(shí)驗(yàn)，首次發(fā)現(xiàn)30多種中藥的水提取物具有不同程度的抗病毒活性。進(jìn)一步開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，有12種中藥提取物對感染皰疹病毒的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具有顯著的治療作用，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在抗病毒雜志AntiviralResearch上。在此基礎(chǔ)上，徐宏喜教授在新加坡國立大學(xué)繼續(xù)開展中藥抗病毒研究，又從民間中草藥大根草中首次分離得到一種具有抗HIV病毒活性的新成分。多年來，徐宏喜教授及其研究團(tuán)隊(duì)一直堅(jiān)持不懈的繼續(xù)開展中藥抗病毒活性成分的研究，先后對500多種天然藥物進(jìn)行了系統(tǒng)的抗病毒活性篩選研究，發(fā)表了一系列抗病毒中藥活性成分及其作用機(jī)制的研究論文。近年來，徐宏喜教授的團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)了國家“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項(xiàng)“十二五”計(jì)劃項(xiàng)目，深入研究開發(fā)抗病毒中藥相關(guān)產(chǎn)品。

5.抗耐藥菌中藥活性成分及作用機(jī)制研究

細(xì)菌無處不在、抗生素濫用成災(zāi)，我國又是抗生素濫用最嚴(yán)重的國家之一。MRSA和VRE等耐藥菌給人們的健康帶來較大的危害。徐宏喜教授1996年在加拿大Dalhousie大學(xué)開展博士后研究期間，發(fā)現(xiàn)蘇木CaesalpiniasappanL.的主要活性成分巴西蘇木素（brasilin）對MRSA及VRE具有顯著的抑制作用。此外，徐宏喜教授從非洲人用樹根來“刷牙及清潔口腔”的小故事當(dāng)中獲得靈感，發(fā)現(xiàn)報(bào)道了一種產(chǎn)于非洲尼日利亞的藤黃屬植物Garcina.kola的提取物不僅對口腔細(xì)菌有較好的抑制作用，對臨床上分離的耐藥菌MRSA和VRE等也有顯著的抑制作用，通過生物活性導(dǎo)向的化學(xué)分離，證實(shí)了其中的雙黃酮類化合物GB1是主要的抗耐藥菌活性成分。隨后又對中藥中常見的一些黃酮類成分進(jìn)行研究篩選，發(fā)現(xiàn)部分中藥中的黃酮成分有不同程度的抗MRSA和VRE的作用。近年來，徐宏喜教授的團(tuán)隊(duì)通過采用抑制細(xì)菌毒力的新策略研究治療耐藥菌，通過抑制金黃色葡萄球菌毒性因子表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子MgrA來控制耐藥，建立了基于MgrA融合熒光蛋白的活體高通量篩選方法，先后篩選了500多種中藥和中藥成分。初步結(jié)果顯示部分中藥提取物具有較強(qiáng)的抑制活性。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表研究論文，并獲得“抗金葡菌藥物篩選系統(tǒng)”的中國專利授權(quán)。

經(jīng)過多年的研究積累，徐宏喜教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在藤黃屬植物相關(guān)研究方面，先后獲得國家級課題12項(xiàng);發(fā)表了藤黃屬植物相關(guān)的研究論文90余篇;獲得7項(xiàng)美國專利授權(quán)，20項(xiàng)中國專利授權(quán)。2017年7月，主編出版專著《中國藤黃屬植物化學(xué)成分及生物活性研究》（上海科學(xué)技術(shù)出版社），同年，該專著入選《“十三五”國家重點(diǎn)圖書、音像、電子出版物出版規(guī)劃》。

徐宏喜教授從事中藥研究工作20多年來，除了在藤黃屬植物研究取得突出的成果以外，對一些常用及名貴的中藥，包括人參、夏枯草、黃芪、肉桂、芍藥、補(bǔ)骨脂、西紅花、葛根、附子、三七、黃連、地黃及百部等也進(jìn)行了活性成分、質(zhì)量控制以及藥理活性相關(guān)的研究，發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了許多有價(jià)值及受關(guān)注的研究成果，相關(guān)論文在SCI期刊發(fā)表后受到業(yè)內(nèi)同行較高的引用。

院長小傳

徐宏喜教授，現(xiàn)為上海中醫(yī)藥大學(xué)首席教授、中藥學(xué)院院長。國家中組部“千人計(jì)劃”，上海市首批千人計(jì)劃特聘專家，于1994年取得日本富山醫(yī)科藥科大學(xué)藥學(xué)博士學(xué)位，并于新加坡國立大學(xué)及加拿大Dalhousie大學(xué)進(jìn)行博士后研究工作。徐宏喜教授曾先后受聘于香港中文大學(xué)中藥研究中心科學(xué)主任、香港和記黃埔（中國）有限公司副總經(jīng)理兼高級醫(yī)藥顧問、上海和黃藥業(yè)有限公司董事兼研究開發(fā)總監(jiān)、香港賽馬會(huì)中藥研究院副總裁。目前，徐宏喜教授的主要社會(huì)兼職包括：中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)中藥實(shí)驗(yàn)藥理學(xué)分會(huì)主任委員、上海市藥學(xué)會(huì)中藥專業(yè)委員會(huì)主任委員、上海市藥理學(xué)會(huì)中藥藥理專業(yè)委員會(huì)主任委員、國家藥典委員會(huì)委員、國際現(xiàn)代化中醫(yī)藥學(xué)術(shù)會(huì)議聯(lián)席主席、香港中藥藥理學(xué)會(huì)副會(huì)長、教育部中藥學(xué)教育指導(dǎo)委員會(huì)委員、國際國內(nèi)十余種學(xué)術(shù)刊物的編委等職。

徐宏喜教授至今已發(fā)表SCI論文290多篇，H指數(shù)為53。獲授權(quán)美國發(fā)明專利9項(xiàng)，PCT專利1項(xiàng)，中國發(fā)明專利25項(xiàng)。培養(yǎng)博士后25人，博士研究生20人，主編專著4部及十三五規(guī)劃教材《中藥藥理學(xué)》，主審雙語創(chuàng)新教材《藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》。主要研究領(lǐng)域包括中藥活性成分及藥效評價(jià)研究，中藥新藥開發(fā)以及中藥質(zhì)量控制分析方法研究等。重點(diǎn)對病毒、腫瘤、耐藥菌等重大疾病的中藥防治與藥效評價(jià)開展研究，闡明中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及藥理作用機(jī)制，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新藥物。