南華大學藥物藥理研究所
南華大學藥物藥理研究所
Biotechn Biotechn Biochem.
藥物藥理研究所主要從事動脈粥樣硬化及其急性冠脈綜合征的發病機理及藥物防治、腫瘤的藥物防治和多葯耐葯的逆轉、分子藥理與藥物蛋白質組學與天然藥物分離、結構改造與合成的究。近10年來，在《PNAS》、《J Biol Chem》,《Circ Res》、《Leukemia Res》、《Lab Invest》、《Eur J Pharmacol》、《科學通報》和《中國藥理學報》等雜誌發表論文200餘篇；平均每年在SCI、EI和ISTP收錄達20餘篇；近3年來，學科先後獲得國家“973”課題子項目、國家自然科學基金項目、教育部、衛生部、湖南省科技廳重點項目、湖南省自然科學基金重點項目、湖南省傑出青年基金、湖南省自然科學基金項目等縱向科研項目40餘項，獲省部級科技進步二等獎與三等獎近10項、國家發明專利4項；獲國家級教學成果二等獎1項、省級教學成果獎3項，主編或參編出版專著和教材近10部。
近年來，藥物藥理研究所在教學、科研、師資隊伍建設、制度管理上不斷創新，學科整體實力不斷加強，學科先後與美國華盛頓大學、肯塔基大學、密執根州立大學和加拿大卡爾加里大學等國外高校的實驗室建立了合作關係。先後聘請了國外知名專家擔任本所的客座教授，國內外的科研協作與學術交流非常活躍。
本方向主要研究動脈粥樣硬化、急性冠脈綜合症及其冠脈介入治療（PTCA）后再狹窄的發病機制與藥物防治；研究高血壓及其血管重構的發病機制與藥物防治。重點研究上述疾病或/和病理改變的藥物蛋白質組學和細胞信號轉導機制，尋找藥物干預的新靶點，探索新的藥物作用機制和新型先導化合物。近年來，獲得國家自然基金3項，參與973項目1項，獲教育部等部、省級課題5項；發表論文100餘篇，獲湖南省科技進步三等獎2項，湖南省醫藥科技進步二等獎1項，申請專利2 項。
1．血管平滑肌細胞（VSMC）增殖和血管重塑的信號通路與藥物干預研究：主要研究氧化應激（如活性氧、ox-LDL）和血管緊張素Ⅱ對VSMC增殖及其信號傳導的影響，發現氧化應激可刺激VSMC釋放MAPK激活因子（J. Biol Chem 2000，275：189；Circ Res 2000，87：789-792）；闡明了血管緊張素II刺激VSMC增生的信號通路：Ras→PKC-ξ→MEK→ERK1/2途徑（Circ Res 1996，79：1007-1013；J. Biol Chem 1997，272：6146-4153）；發現絲氨酸331是TP－α受體磷酸化和脫敏的主要和關鍵部位（Acta Pharmacol Sin 2002，23：952-961）；發現中、晚期高血壓大鼠動脈硬化普遍存在重構，ACE抑製劑（Perindopril）和AT1-R拮抗劑（Losartan）均能通過促進CGRP釋放、抑制VSMC ERK1/2活性逆轉血管重構（Eur J Pharmacal 2003，464：63-67；488：45-49）。
2．血管內皮細胞（EC）損傷和凋亡的信號通路與藥物干預研究：發現氧化應激（ox-LDL、活性氧等）抑制血管內皮細胞一氧化氮合酶（NOS）和環氧酶活性及損傷內皮細胞分泌NO、PGI2、vWF和cGMP的能力，促進粘附分子p-selectin表達（Acta pharmacol Sin 2000，21：637）；發現普羅布考、金粉蕨素等可通過調節內皮細胞小凹蛋白-1→eNOS→NO通路對抗氧化應激所致的內皮細胞損傷，促進受損內皮再生，防止內皮細胞調亡（國家自然基金項目，Life Science 2004，76：487-497；Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmacol 2004，370：314-319； Acta Pharmacol Sin 2005，76：205-211），為開發湘桂滇黔地區豐富的藥用資源金粉蕨防治心血管疾病作用提供了實驗依據。
3．內皮細胞與白細胞（單核細胞、中性粒細胞）相互作用過程中的信號通路與藥物干預研究：發現氧化應激可促進內皮細胞表達NF-κB、ICAM-1等與細胞粘附相關的信號分子和粘附分子，促進單核巨噬細胞分泌IL-1β，促進單核-內皮細胞粘附（Endothelium 1998，6：1）和內皮細胞-中性粒細胞粘附。普羅布考、雷帕黴素等可通過調節cyclophilin A→ERK1/2→NF-κB→ICAM-1信號通路抑制內皮細胞與單核細胞、中性粒細胞粘附（湖南省社會發展重大項目，Acta pharmacol Sin 2002，23：516；生理學報 2004，36：313-320）；採用噬菌體表面展示技術，篩選內源性抗粘附短肽，獲候選短肽10個（教育部項目；Acta Biochim Biophysi Sin，2005，37：227-233）.
4．荷脂細胞膽固醇流出的工作模式及藥物干預研究：提出了荷脂細胞膽固醇流出“四個體系、一個中心、偶聯轉運、網路調控”的工作模式，並採用ox-LDL誘導的單核細胞源性和VSMC源性泡沫細胞模型及清道夫受體A轉基因小鼠和Apo E基因敲除小鼠，研究細胞膽固醇流出和藥物干預機制。發現小凹蛋白-1（caveolin-1）在介導和促進膽固醇流出過程中，特別在膽固醇由胞內向胞膜轉運過程中起重要作用，小凹蛋白－1的作用受cyclophilin A和SREBP活性的調控，並與位於細胞膜小凹結構（caveolae）上的膽固醇轉運體系SR-B1和 ABC-A1相偶聯。並發現薑黃素、高密度脂蛋白（HDL），普羅布考及ezitimibe可作用於小凹蛋白-1及其通路，為開發我國豐富的藥用資源黃姜及開拓ezitimibe的新用途提供理論、實驗依據（國家自然基金項目，973子項目）。
本方向主要研究細胞增殖、分化、腫瘤細胞自身調控系統（Automation）的調節手段和藥物干預方法；研究腫瘤多葯耐葯機制及其逆轉方法；尋找並開發抗腫瘤基因工程藥物或先導化合物；探討細胞因子調控腫瘤的分子機制、監測方法及藥物干預途徑。目前該方向已獲得科研課題20多項，其中國家自然科學基金2項、湖南省傑出青年基金、湖南省自然科學基金課題、湖南省學科帶頭人科技專項基金各1項、湖南省“十五”重大科技專項子課題2項基金、湖南省“十五”重點課題子課題2項。該方向已獲中華醫學科技二等獎1項、市級科技進步二等獎2項，申請專利2項，發表論文70多篇。
1.腫瘤細胞信號轉導及其干預藥物的篩選：近年來該方向主要研究了巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF）介導的信號轉導對白血病細胞Automation的調控機制與作用；率先證明了m-M-CSF與重組人M-CSF可溶性受體（rh-M-CSF-sR）的結合具有高親和性，且m-M-CSF能介導能量和溫度依賴的rh-M-CSF-sR/ m-M-CSF複合物內化；內化的rh-M-CSF-sR 能以m-M-CSF結合的形式重新回到細胞表面， m-M-CSF有受體樣介導內吞和再循環的作用（Chin Sci Bull. 2000, 45:1697-1703），為膜結合型M-CSF介導的反向信號，細胞並置性刺激（juxtacrine），細胞信號由內向外（side in-out）與由外向內（side out-in）等理論提供了有力的實驗佐證；同時還率先發現了M-CSF及其受體在HL-60細胞中存在複合物的形式，並證明HL-60細胞存在組成性M-CSF及其受體external autocrine loop和intracrine loop兩種調節方式（Leukemia Res 2001,64:1107-1114，J Leukocyte Biol. 1999, 64:19）；這些發現豐富了細胞因子及其受體的信號轉導理論和腫瘤細胞自律性生長理論，達到國際先進水平，並獲得了國家自然科學基金與湖南省傑出中青年基金的資助。我們根據M-CSF受體介導信號轉導的調控機制，設計建立重組藥物篩選細胞系（STAT1/ GFP-HL-60），並以此細胞係為模型篩選得到一些對M-CSF受體與STAT1高表達腫瘤細胞具有很強抑制效應的中草藥有效成分和小分子多肽，目前正在申請專利。此外我們還研究了Diallyl disulfide（DADS）對腫瘤細胞增殖周期的影響，率先證明了DADS可 通過活化p38 激酶、誘導p21表達下調、誘導cyclinB1亞細胞分佈改變啟動HL-60細胞G2/M 校正點，部分研究結果發表在Cell Research等雜誌上，並獲得湖南省自然科學基金重點項目的資助。
2．腫瘤基因網路調控系統的作用與干擾：結合生物信息學、cDNA 晶元和 RNAi技術，深入探討白血病細胞中Bcl-2 基因網路調控系統的作用及其規律。採用RNAi技術作為反式遺傳工具，系統地干擾基因表達，利用基因表達譜晶元檢測HL-60細胞用靶向Bcl-2家族基因siRNA作用前後相關基因表達水平的變化。該研究為從基因水平上解釋白血病等疾病的發病機理，為疾病診斷、藥效跟蹤、用藥選擇等提供有效手段。我們在國內較早的開展了RNA干擾靶點的選擇、SNP分析與檢測等方面的研究。經過多年的努力，並在國家自然科學基金（Bcl－2 RNA干涉靶點的優化設計及對HL60細胞生物學性狀影響的研究）、湖南省自然科學基金等科研課題的支持下，本方向緊跟國內外學科發展的趨勢，結合我校的實際情況，逐步形成了穩定而有特色的研究方向。我們在反義靶點的選擇和改善反義物質的穩定性方面進行了較長時間的研究。在近5年的時間裡，將計算機技術與熱力學法、系統發育比較法等核酸結構分析技術有機結合，通過模擬Bcl-2mRNA二級結構，在翻譯起始區外找到了更有效的反義作用靶點。在近5年的時間裡，申請者通過模擬原癌基因Bcl-2 mRNA分子的空間結構設計反義藥物，結果發現：在經過初步篩選的5個反義靶點中有3個位點的反義寡核苷酸能明顯抑制白血病細胞株HL60、K562生物學活性，並有效地提高原代白血病細胞對柔紅黴素、阿糖胞苷等化療藥物的敏感性。這表明以Bcl-2 mRNA二級結構模擬為基礎的反義藥物設計與以靶mRNA一級序列為基礎的隨機設計相比，篩選的成功率已大大提高。同時，申請者利用生物信息學的方法，通過模擬Bcl-2 等致病基因的空間結構已篩選出有效的小干擾RNA作用靶點。
本方向主要研究脂蛋白脂酶活化劑調節血脂代謝和糖代謝、抑制動脈粥樣硬化的作用及其機制。近年來在國際SCI收錄的學術刊物已發表論文17篇，獲湖南省醫藥科技二等獎1項，已在美國、歐共體、加拿大、日本等國申請新葯發明專利1項。
1.脂蛋白脂酶活化劑調節血脂代謝作用的研究（國家973子課題，國家自然基金項目）:該方向與日本德島大冢製藥廠以及以色列NEURIM PHARMACEUTICAL Ltd合作研究開發了一系列脂蛋白脂酶活化劑。我們已經並正在進一步研究其中NO-1886和Neurim-20、Neurim-21調節血脂代謝的作用。主要研究NO-1886和Neurim-20、Neurim-21對高密度脂蛋白和甘油三酯及膽固醇逆向轉運相關基因的影響。發現合成化合物NO-1886使高脂高蔗糖飼料餵養的實驗動物總膽固醇和甘油三酯降低，高密度脂蛋白膽固醇增加，對動脈粥樣硬化的發展具有抑制作用（J Endocrinol. 2004, 180:399-408; Arzneimittelforschung. 2002;52:610-4）。Neurim-20也有以上作用，但對肝臟的毒性更小(待發表)；闡明了NO-1886可以促進脂肪組織、心肌和骨骼肌的脂蛋白脂酶mRNA表達，提高脂蛋白脂酶活性，使致動脈粥樣硬化型脂蛋白譜轉變為抗動脈粥樣硬化型脂蛋白譜，從而起到抗動脈粥樣硬化的作用(Cardiovasc Drug Rev. 2003, 21:133-42.)。
該方向深入研究了NO-1886和Neurim-20、Neurim-21調節膽固醇逆向轉運的作用及機制。用NO-1886和Neurim-20、Neurim-21治療高膽固醇高糖餵養的小型豬，然後測定膽固醇合成速率、HDL膽固醇酯轉運率、糞便中固醇類排泄量、血漿脂質和ApoA-I及肝臟膽固醇濃度，觀察和分析NO-1886對膽固醇逆向轉運的各主要環節，如對新生HDL ，對組織SR-BI、LDL 受體、ABC超家族基因、LCAT、apoA-I、LXR 和RXR mRNA水平等的影響，並定性、定量分析動脈動脈粥樣硬化病變，以闡明NO-1886對膽固醇逆向轉運各主要環節的作用及其機制，同時為這一類新葯進入臨床抗動脈粥樣硬化研究奠定基礎。
2、脂蛋白脂酶活化劑調節糖代謝作用的研究（中日合作項目，湖南省科技廳科研項目）:主要研究NO-1886和Neurim-20、Neurim-21對實驗性糖尿病小型豬高血糖和肝脂肪樣變的抑制作用及對胰島細胞凋亡和功能的影響。發現NO-1886不僅可改善脂質代謝紊亂而且可降低血漿葡萄糖，減少肝糖原分解和減輕肝臟病變。NO-1886可對TG誘導的胰島細胞凋亡起保護作用，其本身具有刺激胰島細胞分泌胰島素的作用。NO-1886也調節PPARs、LPL和TNF基因表達，誘導葡萄糖轉運蛋白4轉位(Pharmacol Res. 2004, 49(3):199-206, Int J Exp Diabesity Res. 2003, 4(1):27-34, Int J Exp Pathol. 2004，85(4):223-31，Int J Exp Diabetes Res. 2002, 3(3):179-84.)。該方向將繼續深入研究NO-1886和Neurim-20、Neurim-21對胰島素信號通路的調節作用。
3、單核苷酸多態性的研究（國家教育部科研項目，湖南省教育廳重點項目）:將具有3′→5′外切酶活性的高保真DNA聚合酶結合引物3`端硫代修飾用於基因突變檢測新技術的開發。在國內外率先提出將高保真DNA聚合酶用於SNP分析，並開發了兩種基於此原理的SNP檢測新方法：末端標記引物延伸反應和複合分子“開/關”，較好地滿足了SNP分析時對特定位點進行非此即彼的二元化辨認。成功地將該方法用於單基因遺傳病——神經性耳聾GJB3中C→T突變點的檢測，且正在應用本方法對多基因遺傳病——高血壓相關基因中SNP與疾病的相關性進行研究。在國外知名期刊Trends Biotechnol, Lab. Invest，Mol. Biotechnol，J. Biochem. Mol. Biol等發表相關論文10餘篇，並申請了相關專利。
1、先導物與藥物的臨床前藥物藥理藥效分析、以及開發與臨床應用研究。
2、各種生物材料中藥物定性與定量分析。
3、中草藥有效成分的分離純化與化學結構分析。
4、各種生物材料中化學物質定性與定量分析。
6、生物材料中毒品的檢測與鑒定。
7、基因工程藥物的開發與應用研究。
8、疾病與基因實驗動物模型的建立與開發研究。
9、輻射藥物研究：研製與開發電離輻射損傷時的預防及治療的藥物；研製與開發輻射防護藥物、輻射增敏藥物、內照射放射性核素加速排除藥物，以及這些藥物的分子及細胞水平的作用機理和作用效應研究、整體動物的藥效及其葯代動力學等。