中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 法鲁克 MOHAMMAD OMAR FARUQUE 华中农业大学 2019年博士导师: 胡学博共287页

摘要 : 本研究记录了孟加拉国四个土著社区的传统医师使用其重要民族药用植物进行治病的信息，这是首次对来自该领域的记录进行的定量分析。本研究记录来自传统医师、社区老年人的民族医学信息并加以汇编和记录有关药用植物使用的可用信息，并为后代保留。本... 展开本研究记录了孟加拉国四个土著社区的传统医师使用其重要民族药用植物进行治病的信息，这是首次对来自该领域的记录进行的定量分析。本研究记录来自传统医师、社区老年人的民族医学信息并加以汇编和记录有关药用植物使用的可用信息，并为后代保留。本研究一个主要目的是比较已知物种在本地和其他地方的使用方式，记录新的民族药用植物以及它们的治疗用途。本研究所有收集到的信息都通过下述方法分析:主要通过开放式和半结构化问卷调查，将民族医学使用的益处、重要性和范围通过几个定量指标表达，包括信息共识因子(ICF)，使用价值(UV)，引用频率(FC)，相对引用频率(RFC)和相对重要性指数(RI)，并使用Jaccard指数(JI)评估本研究和前人研究之间以及各种土著社区之间的同质性程度。调研所有记录的植物物种以及相应的民族药物使用信息都以表格形式呈现。本项研究调查了来自292个被调查者曾使用的276种民族药用植物物种，分布于116个科的236个属。在大多数被记录的物种中，全草和叶子是用于制备民族药物的最常用的植物部分，而膏剂和煎剂是最流行的制剂。在记录的物种中，最多的是菊科和豆科植物。ICF值最高的是消化系统疾病。尤其重要的是其中有28种植物有新的治疗用途，据我们所知，本文所述的13种物种从未进行过民族植物学和药理学研究。该研究表明，土著社区仍然主要依靠民族药用植物来治疗各种小疾和疾病，以新颖的方式使用其中的一些植物或许代表着它们用于医学应用的第一个被记录的实例。本研究记录具有治疗用途的新药用植物物种会进一步促进植物化学和可能的药理学研究，并可能推动新药的开发。为了研究孟加拉国药用植物的潜在抗菌活性并鉴定其生物活性代谢物，我们研究了孟加拉国土著社区用于治疗微生物所致疾病的药用植物。在被记录的物种中，有22种用于治疗微生物疾病。其中，5种物种很少或根本没有被正式研究其抗菌性能或植物化学成分，包括绒苞藤（Congea tomentosa，CT）。我们使用了琼脂孔扩散和微量稀释方法测试了CT的叶、茎和花的提取物的抗微生物活性，与叶和花提取物相比，粗茎提取物抗微生物最有效。因此，将粗茎提取物进一步进行连续分馏，其石油醚和乙酸乙酯提取物对所有测试的微生物具有最高的活性。使用气相色谱-质谱联用仪分析并从石油醚提取物中鉴定出10种化合物，所有这些化合物都是文献已知的，其中一些或全部可能导致了绒苞藤的抗菌性能。另一方面，通过质谱和核磁共振光谱从乙酸乙酯部分分离和鉴定两种化合物（β-氨基和豆甾醇）。化合物-2（豆甾醇）显示出对被测试微生物的有效抗菌活性。尽管CT在民族植物学上有很高重要性，迄今为止尚未发表任何支持其在孟加拉国传统和可持续应用的化学或生物学研究，然而，我们的研究表明，这种民族药用植物的茎提取物和化合物-2（豆甾醇）可能是抗菌药物的潜在来源。孟加拉国土著社区的传统医师使用几种植物或植物部分，通常是从未进行筛选的未知成分，用于治疗癌症/肿瘤，产生了未证实的良好效果。为了研究这种传统疗法，我们选择了三种民族药用植物用于体外研究。我们对一组癌细胞系进行四唑盐比色法测定，以评估六种不同浓度的含水乙醇溶液叶、茎、花提取物的细胞毒性。初步筛选结果显示其抑制程度根据细胞系类型和所用提取物而变化。在测试的三个物种的五个植物部分中，只有CT的茎提取物对不同的癌细胞系显示出大于50％的细胞毒性。测试植物粗羟乙醇提取物及其不同后续级分，即在正丁醇，石油醚，乙酸乙酯和不同浓度水性级分下的细胞毒性。在所有级分中，水溶液级分对U-251细胞系的活性显着（IC50-26.81μg/mL），而乙酸乙酯提取物的IC50值为39.13μg/mL。据我们所知，该物种的抗肿瘤/抗癌活性于此首次报道。通过高效液相色谱进一步纯化含水部分，通过核磁共振和质谱分析鉴定出了三种化合物。其中化合物-2呈现浓度梯度效应，抑制U-251细胞增殖并且不对正常细胞系产生毒性。体外实验表明，化合物2对U-251细胞增殖的作用机制。该研究首先监测细胞形态和膜联蛋白-ⅤFITC/PI染色，证实了化合物-2诱导细胞凋亡的效率。研究结果还显示化合物-2显著降低了Bcl-2/Bax的比例，并呈现浓度梯度效应，提高了裂解的caspase-9和-3蛋白的表达水平。总之，这些结果证明化合物-2具有通过激活内在/线粒体途径诱导U-251细胞凋亡的潜力。此外，化合物-2还抑制了Stat3和Akt的活性，推测化合物-2诱导的细胞凋亡可能由Stat3和Akt的表达抑制引发。该研究结果支持这种民族药用植物可能用于治疗肿瘤/癌症，并证明及传统应用的合理性。收起

关键词 : 民族药用植物抗菌活性细胞毒性抗肿瘤活性

2. 甜叶菊与环境因子关系及其连作障碍缓解机制的研究

[学位论文] 徐新娟华中农业大学 2023年博士导师: 胡学博共206页

摘要 : 近年来全球肥胖问题日益突出，限制热量摄入是解决肥胖病的关键因子之一。甜叶菊(Steviarebaudiana(Bertoni)Hemsl.)原产南美洲，因其含有高甜度、低热量的甜菊糖苷而广泛种植。随着作为绿色天然食品甜味剂的甜菊糖苷需求持续增加，甜叶菊种植面积不断... 展开近年来全球肥胖问题日益突出，限制热量摄入是解决肥胖病的关键因子之一。甜叶菊(Steviarebaudiana(Bertoni)Hemsl.)原产南美洲，因其含有高甜度、低热量的甜菊糖苷而广泛种植。随着作为绿色天然食品甜味剂的甜菊糖苷需求持续增加，甜叶菊种植面积不断扩大。甜叶菊生长适应性较强，但其产量和品质也因地域和土壤特性的不同而存在较大差异;此外，连作障碍也是限制甜叶菊高水平种植的重要因素。本研究以江苏、安徽和新疆三个主产区甜叶菊为研究对象，研究环境因子与甜叶菊产量及糖苷含量的关系，探讨土壤类型、连作年限对土壤、植株生长、产量及糖苷含量的影响，以及施用生物有机肥对连作障碍的改善效果和缓解机制。主要结果如下: (1)基于偏最小二乘回归(Partialleastsquaresregression)方法结合变量投影重要度(Variableimportanceforprojection,VIP)构建环境因子与甜叶菊产量及糖苷的回归模型，并筛选显著影响因子。结果表明，基于所有环境因子构建的模型估测表现均优于只基于土壤因子，其中产量的预测偏差比(Residualpredictiondeviation,RPD)提高11.20％,土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶对甜叶菊产量影响最大;土壤碱性磷酸酶和土壤全氮对总糖苷含量影响最大。甜菊苷和瑞鲍迪苷A的预测模型为良好(RPD＞2),二者模型中VIP值最大的分别是土壤锌和土壤pH。 (2)砂壤土种植甜叶菊后土壤pH值低于粘土，但养分含量及细菌多样性/丰富度均高于粘土。与粘土相比，砂壤土中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度较高，酸杆菌门(Acidobacteria)较低;一些有益菌如Dongia、SWB02、Chryseolinea、苔藓杆菌属(Bryobacter)、Hirschia和德沃斯氏菌属(Devosia)显著富集，而RB41、Haliangium、沙壤土杆菌(Ramlibacter)等不利于养分积累的细菌丰度较低。冗余分析(Redundancyanalysis)结果表明，细菌群落主要受土壤pH、有机质和全氮的驱动。 (3)砂壤土上连续种植8年的甜叶菊叶片糖苷含量显著增加，但由于连作抑制植株生长，叶片干重下降，糖苷积累量仍显著降低。长期连作后土壤理化性质变劣，根系、根际土和土体土在细菌群落多样性上显著不同，其中根际土壤细菌群落受连作影响最大。线性判别分析(Lineardiscriminantanalysis)结果显示,连作8年根际土中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、德沃斯氏菌属、链霉菌属(Streptomyces)和黄杆菌属(Flavobacterium)等有益菌属的相对丰度显著降低。土壤pH值和养分含量(尤其是有机质)与优势菌群的相对丰度显著相关。 (4)富含功能菌的生物有机肥可以缓解连作导致的土壤变劣，增加土壤酶活性和微生物生物量，显著提高连作2年和3年的干叶重及产量，显著增加连作4年叶片养分含量及糖苷含量。并且甜叶菊产量及糖苷含量与土壤有机质、速效钾、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、微生物量碳、微生物量氮及叶片氮、钾、铜含量显著正相关，与土壤速效磷、多酚氧化酶及叶片磷、钙、镁、锰含量显著负相关。虽然在连作4年时应用生物有机肥的产投增幅变化最大，但生产上宜尽早施用生物有机肥以缓解连作障碍。 (5)本研究将土壤微生物组学与非靶向代谢组学相结合，在高通量测序和气相色谱与飞行时间质谱联用仪器系统(GC-TOF-MS)平台上探索生物有机肥如何影响甜叶菊连作土壤微生物群落和生物功能。结果表明，生物有机肥改变了土壤细菌和真菌群落的结构和组成，鞘氨醇单胞菌属、Terrimonas、苔藓杆菌属(Bryobacter)等有益细菌和能够产生次级代谢产物、提高抗胁迫性的曲霉属(Aspergillus)、球孢毛葡孢霉属(Botryotrichum)、帚枝霉属(Sarocladium)等真菌在施肥后富集。真菌功能预测显示施用生物有机肥后脂肪酸和脂质的生物合成增加。代谢组学分析表明，生物有机肥改变了土壤的代谢谱，鉴定出的差异代谢物主要是脂类和有机酸类化合物。京都基因和基因组百科全书(KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes)富集分析显示不饱和脂肪酸通路、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸通路在施用生物有机肥后富集，这与微生物的富集分析结果较为一致。此外，相关分析也验证，微生物与代谢产物的积累密切相关。综上所述，环境因子尤其是土壤生物因子显著影响甜叶菊产量及糖苷含量,砂壤土更适宜甜叶菊生长;长期连作导致土壤性状变劣，破坏根际微生物群落结构，抑制植株生长及糖苷积累;生物有机肥通过调节根际土壤微生物群落及代谢谱来改善根际微环境，进而缓解甜叶菊连作障碍并提高经济收益。本研究结果旨在为甜叶菊的可持续生产提供科学理论依据。收起

关键词 : 甜叶菊环境因子连作障碍缓解机制生物有机肥

3. 应用酵母表面展示技术体外重构甲羟戊酸途径合成香叶醇

[学位论文] 罗彪彪华中农业大学 2020年博士导师: 胡学博共185页

摘要 : 药用植物含有大量类型不同且结构特异的次级代谢产物，被广泛应用于预防和治疗各类疾病。萜类天然产物是现代药物的重要来源，有极大的研究价值。大部分植物体内萜类化合物的含量有限，严重限制了其应用。化学合成法虽然可以合成一些萜类化合物，但仍... 展开药用植物含有大量类型不同且结构特异的次级代谢产物，被广泛应用于预防和治疗各类疾病。萜类天然产物是现代药物的重要来源，有极大的研究价值。大部分植物体内萜类化合物的含量有限，严重限制了其应用。化学合成法虽然可以合成一些萜类化合物，但仍然难以合成结构复杂的萜类化合物，且具有能耗高、产量低、环境污染重等缺点。合成生物学为萜类化合物以及其他天然产物的合成提供了有效的手段。目前利用微生物细胞工厂合成一些重要的天然产物是合成生物学主流研究方向，其中一些细胞工厂的合成能力，已经达到了工业应用的水平。因受到复杂本底代谢背景的影响和限制，细胞工厂技术要求极其苛刻，一套成熟技术往往需要持续多年的积累。无细胞代谢工程作为生物工程的一种拓展手段，具有广阔的应用前景。将可再生的生物酶固定化是一种已经成熟应用的工业技术，且可实现酶制剂的反复利用，具有节约成本以及减少环境污染等特点。酵母表面展示技术是一种将外源分子以共价键展示于酵母表面的分子生物学工具，可以用来展示催化酶，形成生物固定化酶，避免复杂且严苛的酶表达与纯化过程，同时提高酶的催化活性和稳定性。本研究利用酿酒酵母表面展示技术，创新性地将甲羟戊酸（MVA）生物合成途径的8个酶、乙酰辅酶A合成酶及香叶醇合成酶表达于酵母表面，并得以构建可重复利用的体外多酶催化体系合成单萜香叶醇，为今后香叶醇及其他萜类化合物的生物合成提供了新思路与技术手段。主要结果如下： 1.利用a-凝集素(a-agglutinin)酿酒酵母表面展示系统，将MVA合成途径中的酶，包括Atob、Erg13、mvaA、Erg12、Erg8、Erg19、Idi1和Erg20，以及香叶醇合成酶tGES，以共价结合的方式固定到酿酒酵母EBY100的细胞表面，形成生物固定化酶。由单一生物固定化酶组成多酶催化体系，作为香叶醇合成模块，以1mmol/L乙酰辅酶A为底物，成功合成了目标产物香叶醇，最高累积浓度为0.32±0.02mg/L，证明本研究构建的生物固定化酶具有预期的催化功能。 2.通过重新配比9种生物固定化酶的比例组成、定点突变修饰催化酶Erg20的催化活性、偶联NADPH和ATP再生模块、焦磷酸清除模块和生物固定化酶产生的“底物通道效应”，成功将香叶醇合成模块的效率提高了6.8倍，产量为2.17±0.09mg/L。上述实验结果说明，本研究构建的体外多酶催化体系具有较大的优化空间，且优化过程应从全局出发，进行整体优化。 3.利用乙酰辅酶A合成酶Acs2，以2mmol/L乙酸钠为底物，利用多酶催化体系成功合成了香叶醇；24h后香叶醇的累积浓度最高值达到1.31±0.08mg/L；通过模块固定化处理，实现了体外香叶醇合成系统的重复利用，7次重复利用后，香叶醇的最高累计浓度达到了7.55±0.43mg/L。上述实验结论说明本研究构建的生物固定化酶可被重复利用并能较高水平的保持酶的生物活性，有利于降低体外多酶催化的酶制备成本。收起

关键词 : 香叶醇酵母表面展示技术体外重构甲羟戊酸途径

4. 基于ICAM-1信号通路介导的抗炎药物筛选模型的建立及其应用

[学位论文] 张启云华中农业大学 2019年博士导师: 胡学博共183页

摘要 : 炎症是机体或组织受到有害刺激（如受损细胞、刺激物或病原体）时产生的一种应激生理反应，尽管炎症是机体的防御机制，但过度也会对机体产生一定损害。糖皮质激素类抗炎药和非甾体抗炎药是常用的抗炎药，虽然两者在临床上都有较好的抗炎效果，但长期... 展开炎症是机体或组织受到有害刺激（如受损细胞、刺激物或病原体）时产生的一种应激生理反应，尽管炎症是机体的防御机制，但过度也会对机体产生一定损害。糖皮质激素类抗炎药和非甾体抗炎药是常用的抗炎药，虽然两者在临床上都有较好的抗炎效果，但长期大剂量使用也会对机体造成许多不良反应。因此，建立一个抗炎药物筛选平台，从化合物或中草药中寻找低毒高效的新型抗炎药物，具有重要科学意义和应用价值。本研究构建工程化酵母，利用人微血管内皮细胞HMEC-1模型，建立一个基于细胞间粘附分子1(ICAM-1)信号通路的抗炎药物筛选平台，从化合物库筛选出具有抗炎活性化合物;同时制备一个中草药组分库，从中筛选具有抗炎活性的组分，并通过活性追踪分离出抗炎活性化合物。主要结果如下: 1.在酵母表面双杂交的基础上，建立了双通道蛋白表达系统的工程酵母:将淋巴细胞功能相关抗原1(LFA-1)αL I domain表达于酵母表面用于和ICAM-1结合，在胞内表达绿色荧光蛋白GFP用于荧光指示。验证了脂多糖(LPS)诱导HMEC-1细胞发生炎症反应，同时ICAM-1显著上调;在显微镜下观察到HMEC-1细胞与工程化酵母特异结合，并通过酶标仪检测酵母与HMEC-1细胞结合，根据荧光强度评估HMEC-1细胞ICAM-1的表达丰度。抗炎化合物抑制LPS诱导HMEC-1细胞ICAM-1表达，工程酵母与HMEC-1细胞结合减少，同时检测到荧光强度降低，因此构建了以工程化酵母为桥梁和ICAM-1表达量为靶点的抗炎药物筛选模型。 2.通过抗炎药物筛选模型，对1340种化合物进行抗炎活性筛选，得到两个具有抗炎活性的化合物:Methyllycaconitine citrate(MLA)和Cytochalasin D（CytoD），一个诱导炎症化合物:Phorbol12，13-dibutyrate(PDBU)。在细胞水平通过对炎症因子基因和蛋白表达以及NF-κBp65蛋白核定位验证了三者的活性;但在小鼠脓毒症模型中CytoD具有一定的抗炎活性，MLA完全没有抗炎活性;而PDBU不能诱导小鼠全身性炎症，只能诱导局部炎症即耳肿胀模型。同时也建立了一个中草药组分库，利用抗炎药物筛选模型对各组分进行了抗炎活性筛选，得到了抗炎活性最好的两个组分E10和E11。在小鼠脓毒症模型中E11表现出一定的抗炎活性，而E10则没有抗炎活性。查阅中草药组分库表，E10和E11都是白英(Solanum lyratum Thunb)初分离的组分。 3.通过抗炎药物筛选模型对白英进行活性追踪分离研究，即选用抗炎药物筛选平台进行抗炎活性指导，对每一阶段分离得到的所有部位进行抗炎活性定量评估，追踪抗炎活性最强的部分，并进行下一步分离纯化，最后分离到了白英中具有抗炎活性的化合物Diosgenin3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranosiduronic acid。收起

关键词 : 中草药药物筛选抗炎活性细胞间粘附分子1 信号通路

5. 以冬凌草甲素为先导的甜菊糖苷结构修饰物抗炎分子机制研究

[学位论文] 陈强华中农业大学 2021年硕士导师: 胡学博共168页

摘要 : 丰富的植物资源提供了多样的次级代谢产物，汇聚成一个庞大的天然化合物库，这个化合物宝库是天然产物药物开发的重要来源。基于天然产物开发的药物并不少见，但是很大一部分具有生物活性的天然产物因其复杂的分子结构和过低的生物含量而被限制了应用... 展开丰富的植物资源提供了多样的次级代谢产物，汇聚成一个庞大的天然化合物库，这个化合物宝库是天然产物药物开发的重要来源。基于天然产物开发的药物并不少见，但是很大一部分具有生物活性的天然产物因其复杂的分子结构和过低的生物含量而被限制了应用，这也是天然产物药物开发面临的重要问题之一。急性炎症反应是一种为恢复损伤的机体至正常水平的免疫反应，但急性炎症反应不能及时消退时则会逐渐演变为慢性炎症反应，慢性炎症反应与多种慢性疾病的发生发展紧密相关。在慢性炎症反应中，NOD样受体蛋白3（Nod-likereceptorpyrindomaincontaining3,NLRP3）炎症小体起关键作用，与各种慢性疾病紧密关联。来源于中药冬凌草（Rabdosiarubescens(Hemsl.)Hara）的冬凌草甲素（Oridonin）是NLRP3炎症小体的特异性抑制剂，它不仅能够在体外高效地抑制NLRP3炎症小体的激活，而且对NLRP3炎症小体关联的几类小鼠炎症性病理模型中表现出很好的治疗作用，但是冬凌草甲素过低的生物含量以及过于复杂的全化学合成限制了其进一步的应用。本研究以冬凌草甲素为先导化合物，利用其高效的抗炎生物活性以及独特的药效活性结构，通过结构类比和活性结构提取的方法，结合生物含量分析筛选得到了来源于甜叶菊（Steviarebaudiana(Bertoni)Hemsl.）的前体化合物甜菊糖苷。对前体化合物进一步化学结构修饰得到了一个二萜化合物ST-4，通过相关的体外和体内药效研究对ST-4的生物活性进行了评估。主要结论如下： 1、冬凌草甲素是天然二萜化合物，具有很强的抗肿瘤和抗炎活性。我们以冬凌草甲素为先导化合物，提取出其母核结构和药效活性结构，并通过结构类比和天然产物生物含量分析，在天然产物数据库COCONUT（Collectionofopennaturalproducts）中筛选出了具有与冬凌草甲素相同母核结构，且生物含量非常高的天然二萜类衍生物甜菊糖苷。甜菊糖苷是来源于甜料作物甜叶菊的二萜类衍生物，其生物含量可达甜叶菊叶干重的15%以上，是一个非常容易大量获取的二萜类衍生物。 2、冬凌草甲素能够通过高效地抑制NLRP3炎症小体的活化，进而发挥其抗炎活性。其分子结构中的D环烯酮结构是其药效活性结构。对冬凌草甲素抗炎药效活性结构分析，本研究对甜菊糖苷进行药效结构片段的改造，成功得到一个分子结构更简单，易于大量获取的二萜化合物ST-4。利用骨髓巨噬细胞（Bonemarrow-derivedmacrophages,BMDMs）构建炎症细胞模型对ST-4及其衍生物进行体外抗炎活性筛选，发现ST-4可以高效地抑制多种诱导剂激活的NLRP3炎症小体，但不影响核因子κB（Nuclearfactorkappa-B,NF-κB）信号途径的激活。在相同剂量（2μM）下，ST-4抑制NLRP3炎症小体活化的效果比冬凌草甲素更好，其分子结构中D环烯酮结构为其药效活性结构。 3、在体内药效研究上，建立尿酸单钠（Monosodiumurate,MSU）诱导的小鼠急性腹膜炎、关节炎和用高脂饲料诱导小鼠的代谢紊乱疾病模型，通过上述模型证明ST-4不仅可以缓解MSU诱导的小鼠腹膜炎和关节炎，而且可以降低肥胖和Ⅱ型糖尿病模型小鼠的体重和血糖，能改善病理模型小鼠的系统性炎症状态以及改善模型小鼠的血糖耐受性和胰岛素敏感性，但对NLRP3-/-基因缺陷型小鼠不显示上述效果，表明ST-4抗炎通过NLRP3炎症小体发挥作用。总之，本研究利用结构相似性以及生物含量信息，获得了一个药效优、来源廉价的冬凌草甲素替代物，为进一步产业化打下了坚实基础。收起

关键词 : 冬凌草甲素 NLRP3炎症小体甜菊糖苷

6. 基因组及转录组学分析探究茯苓菌核形成机制

[学位论文] 曹硕华中农业大学 2021年硕士导师: 胡学博共155页

摘要 : 在逆境条件下，许多真菌会产生由特化菌丝和营养物质缠绕复合而成的休眠菌核，但多数真菌形成的菌核尺寸较小。药用真菌茯苓(Poriacocos(Schw.)Wolf)作为广泛应用的传统药材，其药用部位是其显著区别于一般真菌的大型菌核。本文对湖北罗田茯苓栽培菌种... 展开在逆境条件下，许多真菌会产生由特化菌丝和营养物质缠绕复合而成的休眠菌核，但多数真菌形成的菌核尺寸较小。药用真菌茯苓(Poriacocos(Schw.)Wolf)作为广泛应用的传统药材，其药用部位是其显著区别于一般真菌的大型菌核。本文对湖北罗田茯苓栽培菌种进行了分离纯化，对其染色体进行了观察，并进行了全基因组测序与Hi-C辅助组装，获得了染色体级别的基因组图谱。茯苓单倍体基因组大小为62MB，其中有44.2%的重复序列，重复序列中转座子占比达48.0%，本文对茯苓基因组进行了功能注释及比较基因组分析。与早期测序的美国佛罗里达茯苓菌株不同的是，罗田茯苓发生了独特的基因组加倍事件，且其大规模的转座子(TEs)序列复制和全基因组加倍事件的发生相近，并与考古更新世时期(ArchaeologicalPleistocenestage)发生的周期性低氧和高温气候变化时间一致，这种环境变化产生的压力胁迫可能诱导了其基因组选择性进化，导致茯苓特异性大菌核的形成。与近缘真菌相比，茯苓具有更少的碳水化合物家族酶和木质素降解酶，表明其更容易进入饥饿状态，但某些碳水化合物酶家族在菌核内的较高表达，意味着茯苓在持续接收压力胁迫信号的同时仍可维持菌丝生长使菌核体积膨大。对茯苓中控制三萜化合物生物合成的基因进行了表达验证，发现大部分关键基因在菌核表皮中出现最高表达，可能影响三萜类化合物在表皮的富集。此外，CYP5027B10(WC08328)，CYP5027B11(WC08329)和CYP5354A(WC04233)基因经由筛选最有可能在某些三萜物质的修饰合成中发挥作用。与其他真菌相比，茯苓中NAD相关家族，反转录酶(reversetranscriptases),锌指转录因子(zincfingertranscriptionfactors)和蛋白激酶C(PKC-like)家族出现了显著的数目扩张。结合转录组分析，PHA03247超级家族、转录激活子GAL4、真菌转录因子调节MHR和溶质载体5或6(SLC5-6-like_sbd)超级家族在菌核形成过程出现了极显著的上调表达。除此之外，某些与菌核调控相关的激酶、水通道蛋白也可能与菌核形成有关。这些基因间的联合作用以及茯苓特殊的基因组进化事件可能是茯苓产生巨大菌核的原因所在。收起

关键词 : 茯苓基因组分析转录组分析大型菌核菌核发育

7. Ⅰ.IDENTIFICATION OF ANTi-BACTERIAL CHEMICALS FROM THE SEED COAT OF TRACHYCARPUS FORTUNEI.;Ⅱ.TRANSCRIPTOMIC ANALYSIS OF BIOSYNTHETIC PATHWAY OF SESQUITERPENOIDS IN ATRACTYLODES LANCEA.

[学位论文] SHAKEEL AHMED 华中农业大学 2017年博士导师: 胡学博共149页

摘要 : 第一部分棕榈（Trachycarpus fortunei）含有丰富的药用化合物。该植物的种子和叶中含有大量多酚、类黄酮和甾体皂苷等物质。前期我们对一组植物进行抗大肠杆菌的初筛实验，发现棕榈对其有显著拮抗性。本研究进一步探索了棕榈抗生素特性。 ... 展开第一部分棕榈（Trachycarpus fortunei）含有丰富的药用化合物。该植物的种子和叶中含有大量多酚、类黄酮和甾体皂苷等物质。前期我们对一组植物进行抗大肠杆菌的初筛实验，发现棕榈对其有显著拮抗性。本研究进一步探索了棕榈抗生素特性。首先用水溶液和乙醇溶液萃取T.fortunei的干燥种皮材料。在该实验中，通过普通索式装置进行初提。随后使用大孔树脂D101对初提取物分离纯化，并且用不同的洗脱梯度:水、20％、40％和60％乙醇洗脱得到四种级分，并且从20％乙醇级分获得最高产率。将这些级分用于对包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在内的人病原菌株的体外抗菌研究发现，在20％乙醇洗脱梯度得到的级分对大多数测试细菌菌株的情况下抗菌活性最大。同时也检测该级分的最小抑制浓度(MIC)分析以确保其作为植物来源的抗微生物药物用于体内使用。该级分对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌最低可能MIC值为156.25ug/mL。与此同时，使用人细胞系(HMEC-1)进行细胞毒性分析。实验得到使用浓度为250ug/mL的20％乙醇级分显示最接近的细胞存活百分比水平范围。本研究的第二阶段旨在鉴定由先前实验得到的最佳实验结果的级分中的生物活性物质。为此，在UPLC/MS系统上进一步分析20％乙醇级分以鉴定其中的化合物以及其余级分以及一系列化合物被鉴定。体内生物测定和主成分分析表明，在这些化合物当中2，4，5-三乙酰氧基双联苯(10)和1-（4-氟苯基）-2-（甲硫基）-1H-咪唑-5-羧酸(9)能够主动抑制测试细菌的生长菌株，而硬脂酰胺(7)不能显示对任何细菌菌株的抑制潜力。进一步实验表明化合物9与化合物10都抗革兰氏阴性菌的活性。并且，通过化合物10对表皮葡萄球菌获得最低的最低抑菌浓度值(39.06μg/mL)。20％乙醇级分的抗菌活性可以归因于这两种化合物，即化合物10（2，4，5-三乙酰氧基双联苯）和化合物9（1-(4-氟苯基)-2-（甲硫基）-1H-咪唑-5-羧酸）。然而，纯化合物的抗菌潜力比母原混合物20％乙醇级分的低。这可能是由于不可分离的化合物、协同效应、不稳定成分、多种弱活性成分或生物活性化合物的差的分离。我们的研究结果表明棕榈种衣具有抗菌性能，或可用于制药工业的新型抗菌剂的研发。第二部分苍术(Atractylodes lancea(Thunb.) DC.)为菊科苍术属药用植物，又名枪头菜、赤术、马蓟等。在一些东南亚国家（中国、泰国、韩国、日本等）这种植物的干燥根茎常被用来治疗疾病如:夜盲，泄泻，水肿，风寒感冒，风湿痹痛等。现代医学研究表明多种倍半萜类化合物具有很好的药用价值。苍术的根茎里含有多种倍半萜类化合物和其他具有药用价值的成分。虽然人们已经用苍术根茎作为传统药物使用了上千年，但是，在很大程度上对于苍术根茎内具有药用价值的倍半萜类化合物的生物合成途径方面的信息是缺失的。我们采用转录组测序及分析的技术对苍术这种非模式药用植物进行了研究，通过研究我们发现了62，352条平均长度为913bp的高质量的去冗余基因序列。这些基因序列分别与Nr, KEGG，SWISS-PROT, GO和COG数据库比对之后，分别得到了43，049(69.04％)，30，264(48.53％)，26，233(42.07％)，17，881(28.67％)和29，057(46.60％)与上述几个数据库里的基因表现出很明显的相似性(E值＜1e-5)的去冗余基因序列，且在与Nr数据库比对分析之后我们得到了总数为43，049条有预测开放阅读框架的去冗余基因序列。苍术合成倍半萜类化合物主要依赖甲羟戊酸(MVA)和非甲羟戊酸(MEP)代谢两种途径。基于不同的生物信息学分析我们找出了几乎全部苍术倍半萜类化合物合成途径中的候选酶及相应的去冗余基因序列。除此之外，我们还找到了可以作为苍术潜在的6，8个简单重复序列(SSR)分子标记。这些关于苍术的转录组信息将帮助我们进一步阐明关于苍术这种非模式药用植物的倍半萜类化合物和其他具有药用价值成分的生物合成途径，另外这项研究也必将有助于我们对于苍术药用植物成分的开发和利用。收起

关键词 : 药用植物棕榈苍术化学成分抗菌活性倍半萜类化合物生物合成

8. 丹参快速扩繁与遗传转化体系建立的研究

[学位论文] 庞艳菊华中农业大学 2019年硕士导师: 胡学博共91页

摘要 : 丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)作为中药材，药用历史悠久。其中属于二萜化合物的丹参酮类物质是丹参中的一类重要次级代谢产物，现代医学研究表明，丹参酮类化合物具有很高的药用价值。目前丹参酮类化合物的获得主要依赖于从种植的丹参中进行提取，... 展开丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)作为中药材，药用历史悠久。其中属于二萜化合物的丹参酮类物质是丹参中的一类重要次级代谢产物，现代医学研究表明，丹参酮类化合物具有很高的药用价值。目前丹参酮类化合物的获得主要依赖于从种植的丹参中进行提取，通过毛状根培养和微生物生产等方式还不能够大规模生产。对植物中的相关基因进行调节，以提高次级代谢产物的含量，是一种常用的技术方法。在调控丹参酮代谢合成的相关基因中，3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase，HMGR）基因位于甲羟戊酸(Mevalonic acid，MVA)路径的上游，SmGGPPS1、SmKSL1、SmCYP76AH1靠近予丹参酮代谢通路的下游，通过这些合酶基因的调节可以增加丹参酮化合物的含量。因此本文以用于入药的紫花丹参为材料，根据美国国立生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information，NCBI)数据库中已知的的基因序列设计引物，对丹参酮代谢通路上重要合酶基因SmGGPPS1、SmKSL1、SmCYP76AH1进行基因克隆，将得到的基因连接到携带抗除草剂双丙氨酰磷基因(Bioiaphos reistance gene，Bar)的载体pCAMBIA3301中，来自金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的HMGR基因连接到具有潮霉素抗性基因（Hygromycm，Hyg）的pCAMBIA1301载体上，将这些表达基因转入根癌农杆菌GV3101中，借助于农杆菌介导的遗传转化获得再生植株。通过对植株进行检测，得到遗传转化成功的阳性植株，希望能够借助这些基因的探究，为后续试验提供一定的基础。当前已经获得的一些结果如下: (1)通过对丹参组织培养各个阶段激素使用情况的整理，以这些激素配方为参考，对丹参生根培养基和丹参一步成苗培养基进行了探究，获得了能够较好促进丹参芽丛和茎段生根的培养基:MS+0.4mg/L NAA和丹参一步成苗培养基:MS+1.5mg/L6-BA+0.5mg/L NAA+0.1mg/L IBA，为丹参的遗传转化提供了方便。 (2)使用根据已知基因序列设计的引物，提取丹参RNA反转录获得了丹参SmGGPPS1、SmKSL1、SmCYP76AH1基因，并将这三个基因整合到表达载体上进行遗传转化。经过鉴定获得了具有抗除草剂基因Bar和丹参内源基因的阳性植株，其中转基因植株的PCR验证表明，获得了3株转空表达载体pCAMBIA3301-linker2的植株，3株转SmKSL1基因的植株，5株转SmGGPPS1基因的植株，3株转SmCYP76AH1基因的植株。具有潮霉素抗性的转HMGR基因的植株有7株。收起

关键词 : 丹参遗传转化丹参酮化合物代谢通路基因表达

9. 150种中草药抗炎能力的定量评估

[学位论文] 谢馨璐华中农业大学 2023年硕士导师: 胡学博共88页

摘要 : 炎症是机体对外界刺激的防御反应，其基本特征是发红、肿胀、发热、疼痛和功能障碍。炎症失控会导致癌症、糖尿病、中风、慢性肾病、缺血性心脏病、非酒精性脂肪肝、自身免疫和神经退行性等疾病发生。抗炎药物已成为仅次于抗感染药物的第二大类药物。... 展开炎症是机体对外界刺激的防御反应，其基本特征是发红、肿胀、发热、疼痛和功能障碍。炎症失控会导致癌症、糖尿病、中风、慢性肾病、缺血性心脏病、非酒精性脂肪肝、自身免疫和神经退行性等疾病发生。抗炎药物已成为仅次于抗感染药物的第二大类药物。现代医学研究阐释了炎症发生、发展以及转变等过程的分子信号通路，为抗炎药物的开发提供了理论基础。我国中草药资源丰富，很多中草药具有“清热”或者“去火”功效，但传统中医学对这些药材之间的平行比较较为模糊。基于现代医学炎症和中医“上火”病理上的相似之处，课题组前期在分子水平建立了定量评估药物去火功效的技术平台。本研究利用该技术对一组150种常见传统中草药的抗炎能力进行平行比较和筛选，主要结果如下: (1)利用乙醇冷凝回流法提取150种中草药粗组分，获得了150种中草药的乙醇提取物。 (2)将炎症信号通路中关键免疫蛋白细胞间粘附分子-1(Intercellularcelladhesionmolecule-1,ICAM-1)在人微血管内皮细胞(Humanmicrovascularendothelialcell,HMEC-1)的蛋白水平转化为炎症指数，建立基于脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)诱导的炎症模型，并将LPS组炎症指数定义为100％。利用该模型对150种中草药进行体外抗炎效果筛选，首轮筛选使用中草药提取物浓度为512μg/mL,炎症指数低于30％的有78种;进一步检测其对HMEC-1细胞的毒性影响，得到对细胞无毒性的46种中草药;降低提取物浓度为128μg/mL再次筛选，炎症指数低于30％有10种中草药，炎症指数高于30％有36种中草药。 (3)构建小鼠脓毒症模型，对炎症指数低于30％的野菊花、蒲公英、仙鹤草、穿心莲、前胡、白花蛇舌草、益智、柴胡、薄荷、艾叶10种中草药进行体内抗炎活性验证。通过酶联免疫检测法(Enzyme-linkedlmmunosorbentassay,ELISA)检测小鼠血清中肿瘤坏死因子-α(Tumornecrosisfactor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)表达量，结果显示白花蛇舌草、艾叶对三种炎症因子表达抑制效果最为显著;穿心莲、野菊花对三种炎症因子表达有一定抑制效果;前胡、益智、蒲公英、薄荷显著抑制了TNF-α、IL-1β两种炎症因子水平。上述抗炎效果显著的中草药可应用于后续抗炎活性成分的挖掘以及针对不同炎症相关疾病的治疗。收起

关键词 : 中草药抗炎能力 ICAM-1 活性成分定量评估

10. 菊花、金银花等抗炎中草药在肺癌治疗中的辅助功能研究

[学位论文] 胡翔东华中农业大学 2019年硕士导师: 胡学博共83页

摘要 : 肺癌是我国癌症类型中发病率及死亡率最高的癌症，其类型多分布年龄段广。引起肺癌的主要原因是吸烟，而空气质量也是肺癌风险的重要影响因素。化疗是现今西医治疗肺癌最常见的方法，尽管能够取得一定的治疗效果和镇痛效果，但化疗带来的多种副作用及... 展开肺癌是我国癌症类型中发病率及死亡率最高的癌症，其类型多分布年龄段广。引起肺癌的主要原因是吸烟，而空气质量也是肺癌风险的重要影响因素。化疗是现今西医治疗肺癌最常见的方法，尽管能够取得一定的治疗效果和镇痛效果，但化疗带来的多种副作用及耐药性还是制约该方法进一步发挥作用的主要瓶颈。近年来中医与化疗相结合的手段对肺癌进行治疗成为了一个热门研究方向，所以本课题组希望在已有实验成果及前人研究基础上，对中西医结合研究方向作出一定贡献，为肺癌患者提供更多的治疗途径。顺铂是最常用和最有效的癌症化疗药物之一，其临床治疗受到耐药性和毒副作用的双重限制。前人研究表明，不论在提高化疗药物疗效方面，还是在减轻化疗药物带来的毒副作用方面，中药黄芩汤都能有显著疗效。本课题组已有研究表明，菊花和金银花具有很好的抗炎活性，并且通过甘草的配伍，不仅能减弱菊花和金银花的毒性，还能提高他们的抗炎活性，提高机体免疫力。本研究我们进一步分析菊花、金银花和甘草的配伍配方在肿瘤治疗中的量效关系。体外细胞实验结果显示，金银花在浓度为0.4mg/mL能够在PC-9、H1299、LLC、A549、MCF-7和MGC-803等癌细胞系中表现出显著提升顺铂毒性的活性。菊花在0.4mg/mL浓度时对PC-9、LLC、MCF-7癌细胞系也都表出显著提升顺铂毒性的活性。低于0.4mg/mL浓度的金银花、菊花和所有浓度的甘草在本研究所涉及的细胞系中都没有提升顺铂毒性的作用。这说明金银花和菊花在0.4mg/mL时能够作为主药联合顺铂进行小鼠实验。我们将甘草配伍菊花或金银花后进行小鼠体内实验。结果表明，我们选取的几种中药配方没有观察到显著促进顺铂抑制肿瘤生长的效果。但在小鼠急性肾损伤模型中，发现菊花甘草配方（100mg/kg菊花+400mg/kg甘草）在保证自身安全无毒的条件下，能够显著缓解顺铂引起的体重降低、食欲下降，通过H＆E染色和免疫组化发现该配方能够减弱顺铂引起的肾组织损伤和肾部炎性细胞浸润，并且通过血生化血常规分析，发现该配方能够改善由顺铂导致的各指标异常。进一步通过肝肾MCP-1炎症因子表达水平检测，发现中药配方能够下调由顺铂诱导的肝肾MCP-1高表达。本课题目前已筛选到了一种中药配方（100mg/kg菊花+400mg/kg甘草）能够在体外及体内实验中起到辅助化疗药物顺铂治疗肺癌的功能，并且自身安全无毒。收起

关键词 : 肺癌顺铂中草药抗炎活性