《肖伟烈研究团队在天然活性分子研究方面取得新进展》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-05-20
  • 云南大学教育部自然资源药物化学重点实验室肖伟烈研究员团队综合利用天然药物化学、有机化学、药理学以及药物设计等多学科交叉的研究手段,从事天然活性分子的发现及新药研发工作。长期与中国科学院昆明动物研究所郑永唐研究员、中国科学院昆明植物研究所孙汉董院士研究团队以及云南大学张洪彬教授合作,已在抗艾滋病活性分子的发现、结构优化和作用机制等方面取得了系列研究成果。最新的研究发现,经过天然分子结构优化得到的抗HIV活性分子SJP-L-5是一个特殊的逆转录酶抑制剂,它不是通过抑制逆转录酶的RNA依赖的DNA聚合酶活性发挥其作用,这与现有的逆转录酶的作用机制不同。通过定量PCR、ELISA、FRET等手段,发现SJP-L-5不抑制逆转录的早期过程(即RNA依赖的DNA聚合酶活性),但却能有效抑制逆转录的晚期过程(DNA依赖的DNA聚合酶活性)。采用高灵敏度ssDNA探针进行Southern Blot杂交实验,证实了SJP-L-5抑制PPT为引物的正链病毒DNA的合成,导致下游正链DNA出现5个片段化的复制产物。由于这些复制产物缺少病毒入核的关键结构——flap,导致病毒逆转录过程中断,脱衣壳过程受阻,病毒DNA无法进入细胞核。基因型耐药和表型耐药实验均表明,Val108和Try181是SJP-L-5与逆转录酶结合的重要位点,是导致该化合物新机制产生的结构基础。

    该研究成果以“SJP-L-5 inhibits HIV-1 polypurine tract primed plus-strand DNA elongation, indicating viral DNA synthesis initiation at multiple sites under drug pressure”为题于2018年2月在《科学报告》(Scientific Reports)在线发表(https://www.nature.com/articles/s41598-018-20954-5)。中国科学院昆明动物研究所郑永唐研究员和云南大学肖伟烈研究员为共同通讯作者。

    同时肖伟烈课题组目前已构建了一定规模的天然产物及类天然产物信息库和化合物实体库,结合药物设计及化学结构改造等手段,进行后续的生物功能信息挖掘和实验验证。近期在天然分子的发现以及抗炎免疫方面取得了新的进展,部分研究结果发表在RSC Advances, 2018, 8, 6425 - 6435上(http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/RA/C7RA13309J)以及Phytochemistry, 2018.1(12), 167~183上(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003194221730417X),并申报了2项专利。

    与深圳大学的陈玮琳教授课题组合作,发现了具抗炎活免疫的活性分子Teu F,作用机制研究发现Teu F通过抑制NF-κB基本调制器(NEMO,也被称为IKKγ)K63位泛素化影响NEMO的激活而抑制LPS诱导的NF-κB磷酸化过程,同时抑制IL-1β/IL-6/TNF-α和NLRP3的mRNA表达。此外,我们发现Teu F能通过下调NLRP3的表达抑制NLRP3炎性小体的活化及IL-1β/IL-18的成熟。在动物实验中,发现Teu F能够明显减轻LPS诱导的炎症反应。以上研究提示Teu F是一个潜在的能够通过抑制NEMO 的K63位泛素化过程来治疗炎症和NLRP3炎性小体相关疾病的新型天然小分子。以上研究成果以“Teuvincenone F Suppresses LPS-Induced Inflammation and NLRP3 Inflammasome Activation by Attenuating NEMO Ubiquitination”为题发表在Frontiers in Pharmacology 上(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2017.00565/full),深圳大学陈玮琳教授与云南大学肖伟烈研究员为该文的共同通讯作者。

    以上研究得到国家自然科学基金相关人才计划(81422046),国家自然科学基金项目(31670914, 81322042),科技部重大新药创制专项(2013ZX09103001-010)、云南省重点新产品研发(2015BC002)以及云南大学的人才引进项目(YJRC3201602)等项目的经费支持。

  • 原文来源:http://news.bioon.com/article/6722273.html
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    • 近日,中国科学院合肥物质院强磁场中心王俊峰研究员团队在开发新型3D生物打印复合材料用于组织工程修复领域取得了系列研究进展,相关研究发表在国际期刊Materials&Design和International Journal of Biological Macromolecules。 3D生物打印技术,作为前沿的生物制造技术,通过使用活细胞、支架材料、生长因子等生物活性物质来构建复杂的生物组织,模仿天然组织的功能和形态。这项技术在生物组织修复中具有众多优势。首先,它能根据患者需求制造个性化组织或器官,适用于复杂损伤的修复;其次,它可使用患者自身细胞打印与其基因匹配的组织,减少免疫排斥;此外它还能再生复杂组织,如血管化组织和神经组织。 目前常用的3D生物打印材料包括用于硬组织修复的聚己内酯(PCL)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA),以及用于软组织修复的水凝胶(如明胶、海藻酸盐、透明质酸)。尽管3D生物打印技术潜力巨大,但材料选择与优化始终是制约3D生物打印技术发展的关键因素,特别是材料的生物相容性、机械性能、可降解性和打印精细度等特性。 生物硼基玻璃(BBG)是一种生物活性材料,在骨组织修复和再生医学中已有广泛应用。生物玻璃能够与人体组织和细胞良好相容,能够被机体识别并促进组织的整合。生物玻璃在接触体液时能够形成一层羟基磷灰石(HA)表面,这种层能够促进骨细胞的黏附和生长,促进骨组织的再生。生物玻璃的降解速度可以通过调控其化学成分来调整,以满足不同组织的修复需求。合适的降解速度可以确保材料在组织再生过程中逐渐被体内组织取代,而不会产生过快或过慢的降解。生物玻璃可以与其他材料(如聚合物、水凝胶)复合使用,形成具有高机械强度和良好加工性能的材料,在3D生物打印材料中的应用展现出巨大潜力。 在骨组织修复中,研究团队利用BBG的独特理化特性,结合生物支架体BCC单元设计了含有不同BBG含量(0%、5%、10%、20%和40%)的定制BBG/PCL复合材料,并通过选择性激光烧结(SLS)技术3D打印出高质量的骨缺损修复支架。系统评估了这些BBG/PCL复合支架的孔隙几何形状、孔隙率、机械强度、亲水性、蛋白质吸附、降解行为、体外细胞相容性、成骨分化行为及体内生物学性能,以用于大段骨缺损(CSBD)修复。实验结果表明,BBG的加入显著改善了支架的综合性能,包括适宜的孔隙率、机械强度、亲水性、体外降解速率、细胞相容性、成骨分化能力及体内成骨和血管生成的生物学性能。研究发现,20% BBG含量为材料性能的最佳配比,20BBG/PCL复合支架表现出68.5%的孔隙率、650微米的孔径和0.860 MPa的压缩强度。 在软组织修复中,团队基于对BBG的特殊内外生物矿化特性的深入研究,将BBG颗粒引入海藻酸钠(SA)中,构建了高精度3D打印的BBG-SA生物墨水。研究表明,BBG与SA结合后,能够有效诱导降解并释放Ca²+,启动SA的内部凝胶化过程。同时,BBG作为填料解决了传统使用氯化钙进行外部交联时造成的凝胶化不均匀和显著收缩问题。通过挤出式3D打印技术,团队设计了含有不同BBG含量(0%、0.3%、0.5%、0.7%)的3D打印水凝胶复合支架,并系统评估了BBG-SA水凝胶的流变特性、打印精度和成型收缩情况。结果表明,添加BBG显著改善了海藻酸钠在3D打印中的低打印精度和成型收缩问题,其中0.5% BBG-SA配方表现出最佳的可打印性、打印精度和成型收缩,展示了在组织工程3D生物打印中的应用潜力。这些新型生物墨水还展现出优异的生物相容性,增强了MC3T3-E1细胞在支架表面的黏附和增殖,并促进了软组织相关基因和蛋白质的表达。 图1. 个性化BBG/PCL复合多孔支架SLS制备过程 图2. 20BBG/PCL支架指引兔子桡骨大段骨缺损再生效果良好 图3. 0.5% BBG-SA生物墨水表现出最佳的可打印性、打印精度和成型收缩为组织工程中的3D生物打印提供了一个有前景的平台
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