中科院專家破解中藥黃芩合成抗癌物質(zhì)的秘密

中科院上海辰山植物科學(xué)研究中心（上海辰山植物園）藥用植物與健康組成功完成了唇形科植物黃芩全基因組測(cè)序，并分析了黃芩中活性成分的進(jìn)化機(jī)制，進(jìn)而完整闡明了抗癌活性物質(zhì)漢黃芩素的合成機(jī)制，成功解析了一種使用2000多年的藥用植物中的珍貴化學(xué)物質(zhì)合成途徑，為通過合成生物學(xué)獲取漢黃芩素提供了基礎(chǔ)，也為其它唇形科植物的遺傳分析提供了參考。4月14日相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《分子植物》（doi.org/10.1016/j.molp.2019.04.002）。

黃芩是一種著名的唇形科藥用植物，原產(chǎn)于中國。黃芩葉片中含有野黃芩素、野黃芩苷，根中則含有黃芩素、漢黃芩素等活性物質(zhì)?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明這些黃酮類成分具有抗菌，抗病毒，抗氧化，抗癌，保肝和神經(jīng)保護(hù)特性，它們還能夠抑制并殺死腫瘤細(xì)胞，且對(duì)正常動(dòng)物細(xì)胞沒有副作用，但由于缺乏基因組信息而使黃芩栽培育種及遺傳改良受到限制。

論文第一作者、該課題負(fù)責(zé)人趙清博士告訴記者，通過全基因組測(cè)序，研究團(tuán)隊(duì)搞清楚了黃芩素及漢黃芩素在黃芩中的產(chǎn)生及進(jìn)化機(jī)制，也闡明了漢黃芩素的合成路徑。一般來說，唇形科植物重復(fù)序列較高且由于黃芩自身自交不親和特性會(huì)帶來基因組的高復(fù)雜性。因此，研究人員采用了三代PacBio測(cè)序技術(shù)，結(jié)合Illumina數(shù)據(jù)糾錯(cuò)，再用10X genomics技術(shù)延伸片段長度，最后用Hi-C技術(shù)將98.04%基因組序列掛載到黃芩的9條染色體上。這樣，研究人員得到了高質(zhì)量的黃芩基因組，測(cè)得序列占預(yù)估基因組的94.73%，N50 達(dá)到 33.2 Mb。并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)的分子生物學(xué)及代謝生物學(xué)實(shí)驗(yàn)分析，最終完整解析了黃芩中特有的抗癌物質(zhì)漢黃芩素的進(jìn)化及合成機(jī)制。（來源：中國科學(xué)報(bào)）

鐵蛋白探針精準(zhǔn)靶向肝癌研究獲進(jìn)展

中國科學(xué)院生物物理研究所閻錫蘊(yùn)課題組在前期利用人鐵蛋白特異識(shí)別腫瘤標(biāo)記分子TfR1的特性，將納米酶精準(zhǔn)輸送到腫瘤部位，并通過酶催化產(chǎn)生活性氧（ROS）殺傷腫瘤的基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)出一種能夠特異靶向肝癌，使其可視化并殺死肝癌細(xì)胞的新型鐵蛋白探針。

研究作者篩選了多種不同種屬來源的鐵蛋白，最后證明激烈火球菌鐵蛋白探針有三個(gè)特性：（1）識(shí)別肝癌：通過基因工程手段在其表面展示肝癌靶向肽SP94，后者特異結(jié)合肝癌細(xì)胞表面的受體葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（GRP78）；（2）當(dāng)內(nèi)腔裝載Co3O4納米酶時(shí)，鐵蛋白探針催化過氧化物酶底物，使肝癌細(xì)胞可視化。研究人員發(fā)現(xiàn)，Co3O4納米酶的催化效率是鐵基納米酶的20倍，提高了肝癌檢測(cè)的靈敏度；（3）當(dāng)內(nèi)腔裝載阿霉素時(shí)，鐵蛋白藥物精準(zhǔn)殺傷肝癌細(xì)胞。激烈火球菌鐵蛋白可裝載400個(gè)阿霉素分子，是人鐵蛋白載藥量的10倍，抗體載藥量的50~100倍。

在肝癌診斷方面，通過對(duì)424例臨床肝細(xì)胞癌組織的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，裝載Co3O4的鐵蛋白納米酶HccFn(Co3O4)能夠?qū)⒏渭?xì)胞癌組織和正常肝組織區(qū)分開來，靈敏度為63.5%，特異性為79.1%。這一結(jié)果與臨床上使用的肝癌標(biāo)志物甲胎蛋白（AFP）相當(dāng)；此外，進(jìn)一步的病理分析表明，探針HccFn(Co3O4)檢測(cè)結(jié)果與肝細(xì)胞癌患者預(yù)后相關(guān)。

在肝癌治療方面，激烈火球菌鐵蛋白藥物(HccFn-Dox)在荷肝癌裸鼠模型中高效殺傷肝癌及肺轉(zhuǎn)移后的肝癌組織，而對(duì)正常組織無明顯副作用。其作用機(jī)制可能是通過鐵蛋白表面的肝癌靶向肽SP94特異結(jié)合GRP78受體，GRP78介導(dǎo)內(nèi)吞后進(jìn)入肝癌細(xì)胞溶酶體，在溶酶體酸性環(huán)境中鐵蛋白裂解釋放出阿霉素，后者殺傷肝癌細(xì)胞。這項(xiàng)研究有望為肝癌的診斷與治療提供新思路。

兩項(xiàng)成果近期分別發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces和Theranostics雜志上。（來源：中科院生物物理研究所）

炎癥如何轉(zhuǎn)化為癌癥科研人員發(fā)現(xiàn)重要趨化因子

近年來研究發(fā)現(xiàn)長期或過度炎癥狀態(tài)可導(dǎo)致癌癥，武漢大學(xué)科研人員多年研究發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，人趨化素樣因子是炎癌轉(zhuǎn)化過程中的一種重要趨化因子。腫瘤學(xué)研究領(lǐng)域國際權(quán)威雜志《臨床癌癥研究》近日在線發(fā)表武大基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院朱帆教授課題組關(guān)于腫瘤的炎癌轉(zhuǎn)化機(jī)制最新研究成果。

炎癥被認(rèn)為是機(jī)體對(duì)損傷或感染的一種局部保護(hù)反應(yīng)，20%以上的癌癥是由炎癥引發(fā)而來，其中90%原發(fā)性肝細(xì)胞癌由慢性肝炎轉(zhuǎn)化而來。而趨化因子與腫瘤的關(guān)系是近年來炎癌轉(zhuǎn)化機(jī)制研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)，朱帆課題組科研人員首次發(fā)現(xiàn)人趨化素樣因子在原發(fā)性肝細(xì)胞癌組織中明顯高表達(dá)，并與原發(fā)性肝細(xì)胞癌的進(jìn)程密切相關(guān)。進(jìn)一步研究表明，這一趨化因子能通過炎癌轉(zhuǎn)化的重要信號(hào)通路，誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致原發(fā)性肝細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移。

這一趨化因子能通過信號(hào)通路抑制經(jīng)典抗癌藥物對(duì)肝癌細(xì)胞的殺傷作用，影響治療效果。這項(xiàng)研究揭示了趨化因子在原發(fā)性肝細(xì)胞癌中所扮演的重要角色，從全新的角度詮釋了原發(fā)性肝癌中炎癌轉(zhuǎn)化的機(jī)制，為原發(fā)性肝癌的靶向治療及耐藥性研究提供了新的思路。