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戴建武组研发新型双功能水凝胶支架,调控脊髓损伤免疫炎症微环境,促进神经再生和功能恢复
2021-12-09导读: 脊髓损伤引起轴突破坏和神经元死亡,最终导致功能障碍。脊髓损伤分为原发性损伤和继发性损伤两个阶段。继发性损伤过程是由原发性损伤引发的,并持续数周。继发性损伤主要包括氧化应激,继发的细胞凋亡,神经元脱髓鞘,免疫炎症反应和疤痕形成,进一步加剧的组织损伤和功能丧失;其中神经免疫炎症反应会在损伤后持续数天甚至数月,阻碍了神经系统的修复。脊髓损伤过程中释放损伤相关分子模式(DAMP)激活免疫细胞和非免疫细胞引起炎症和免疫反应。DAMPs激活单核细胞/巨噬细胞释放促炎性细胞因子并诱导炎症细胞募集和组织进一步破坏。除巨噬细胞外,脊髓固有免疫细胞小胶质细胞也会被脊髓损伤后产生的DAMPs激活,并释放促炎和神经毒性因子,加剧了神经元丢失和继发性组织损伤。此外,受损脊髓中较低水平的抗炎表型巨噬细胞,也不利于组织重塑。简而言之,脊髓损伤后DAMP介导的炎症和免疫微环境阻碍了神经组织的再生和修复。因此,调控脊髓损伤免疫炎症反应对于治疗SCI十分重要。 现有调控脊髓损伤后微环境大多采用单一策略,再生修复效果有限。因此为了有效地重塑SCI免疫微环境促进神经再生修复,中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学研究中心戴建武研究员团队开发了一种新型的多重免疫调节功能水凝胶支架,可通过清除DAMP减弱急性期炎症反应,并通过持续释放IL-10促进抗炎和组织重塑。通过多策略联合调控脊髓损伤后免疫炎症微环境,抑制瘢痕形成,支持内源干细胞迁移和生长,促进神经再生和功能恢复(图1)。此外,通过功能水凝胶原位缓释递送生物活性分子并提高其稳定性,延长在损伤区的有效作用时间。相比于全身给药,降低治疗过程中生物活性分子的用量。 图1:调控脊髓损伤免疫炎症微环境双功能水凝胶支架示意图 研究表明,阳离子高分子聚乙二胺和细胞因子修饰的光交联明胶水凝胶可以有效清除DAMP 并持续释放IL-10,减少巨噬细胞和小胶质细胞的M1极化和促炎细胞因子分泌,拮抗DAMPs抑制神经干细胞向神经分化。脊髓全横断损伤小鼠移植双功能免疫调节水凝胶支架后,可以降低组织中抑制促炎细胞因子分泌,调节巨噬细胞/小胶质细胞极化平衡,抑制疤痕形成,从而增强神经再生和轴突生长,最终促进SCI电生理和运动功能的提升(图2)。上述研究为脊髓损伤免疫炎症治疗促进神经再生和运动功能恢复提供了一种新策略。 相关工作以“A DAMP-scavenging, IL-10-releasing hydrogel promotes neural regeneration and motor function recovery after spinal cord injury”为题,于近日发表在《生物材料》(Biomaterials)上。该工作第一作者是中科院苏州纳米所副研究员沈贺和中科院遗传发育所博士后徐白。该工作得到国家自然科学基金委重大项目和面上项目、中国科学院战略性科技先导专项、中科院青年创新促进会等项目的支持。 图2:双功能免疫炎症调节水凝胶(Scav/Delv-GL)增强神经再生和促进功能恢复
关键词:损伤,免疫,脊髓,炎症,功能,细胞,凝胶,DAMP,巨噬细胞,释放
水生所揭示中药成分青藤碱的抗肠炎机理
2021-12-09导读: 因鱼粉短缺,植物蛋白源替代已在水产饲料中广泛应用,但其含有的抗营养因子能够引发肠黏膜发生急性和慢性炎症,进而影响鱼类的生长。因而食源性肠炎是水产养殖中常见的限制性因素。当前,在水产应用中缺乏抗肠炎的针对性的药物。中国科学院水生生物研究所水体生物信息学学科组基于前期研究阐明的胆碱能抗炎通路或在鱼类肠组织中发挥作用的成果(Wu, et al., 2018),选用乙酰胆碱受体的激动剂——青藤碱(sinomenine)作为研发对象,添加入饲料进行抗肠炎添加剂的机理探索。在已发表的斑马鱼肠炎免疫评价体系研究的基础上(Li, et al., 2021),采用斑马鱼豆粕诱导肠炎(Soybean Meal Induced Enteritis,SBMIE)模型,进行药效评价和胆碱能抗炎通路相关的分子机理探索。目前,研究通过饲料添加盐酸青藤碱,运用免疫基因表达分析、免疫细胞成像、多组学分析(转录组和微生物组)等多个层面的方法,揭示了中药成分青藤碱的抗肠炎机理。科研人员基于此前发表的加兰他敏缓解肠炎机理的工作(Wu, et al., 2020),推测胆碱能抗炎通路中α7nAchR的下游信号或更直接激活其抗炎作用。青藤碱在哺乳动物中为α7nAChR的典型激动剂,对鱼类或具有抗炎作用。本研究利用斑马鱼食源性肠炎模型(SBMIE),对其进行预防鱼类食源性肠炎的试验。日粮中添加盐酸青藤碱,可在病理水平上缓解肠道炎症,改善肠绒毛的形态,抑制炎性细胞因子的表达(如TNF-α和IL-1β),同时上调抗炎相关基因表达(如IL-10、IL-22、Foxp3a)。研究人员为了系统揭示青藤碱对食源性肠炎的缓解的分子机理,在斑马鱼SBMIE成鱼模型中进行转录组学分析。结果提示其抗炎作用与淋巴细胞/白细胞活化、T细胞增殖的负调控,以及淋巴细胞迁移的调控有关。而从代谢通路来说,糖酵解和胰岛素信号通路参与了青藤碱所激活的α7nAchR介导的抗炎作用。进一步在SBMIE幼鱼模型中分析免疫细胞的反应研究显示,加入青藤碱可显著减轻由豆粕引起的中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的炎性聚集。与此呼应的是,肠组织中CD4+或Foxp3+淋巴细胞在粘膜皱襞底部的比例较高,这暗示调节性T细胞参与抗炎。此外,青藤碱组的16s rRNA基因测序结果显示,与肠炎相关的TM7、鞘氨醇单胞菌和志贺菌减少,而与糖代谢相关的醋酸杆菌增加。研究表明,青藤碱可同时通过免疫和微生物水平的调节,预防鱼类食源性肠炎,并提出了其作用的假设机理(如图)。研究发现,青藤碱在胆碱能抗炎通路中具有关键作用,可显著改善鱼类因饲料引发的肠道炎症,并为开发绿色无公害的饲料添加剂提供新的候选成分及模式动物中的筛选方法,将有助于减少抗生素在水产养殖中的滥用。相关研究成果以Sinomenine hydrochloride ameliorates fish foodborne enteritis via α7nAchR mediated anti-inflammatory effect whilst altering microbiota composition为题,发表在Frontiers in Immunology上。研究工作得到国家自然科学基金面上项目的支持。论文链接 水生所揭示中药成分青藤碱的抗肠炎机理
关键词:肠炎,抗炎,机理,鱼类,通路,食源性,相关,作用,免疫,饲料
化药学院高锦明教授团队在灵芝和桑黄食药菌抗神经炎症功能因子研究领域取得新进展
2021-11-23导读: 近日,化药学院高锦明教授团队在药食同源蘑菇功能因子研究领域取得新进展。研究揭示了两种人工栽培的灵芝、桑黄子实体中分子结构不同的两类代谢产物具有显著的抗神经炎活性和神经保护活性。研究成果分别以“Ganoderterpene A, a New Triterpenoid from Ganodermalucidum, Attenuates LPS-Induced Inflammation and Apoptosis via Suppressing MAPK and TLR-4/NF-κB Pathways in BV-2 Cells 和“Phenolic and Steroidal Metabolites from the Cultivated Edible Inonotushispidus Mushroom and Their Bioactivities”为题在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》在线发表。2018级博士生寇融巍为论文第一作者,尹霞副教授和高锦明教授为共同通讯作者。在人类饮食和传统医药中,药用和食用蘑菇有着悠久的历史。灵芝和桑黄作为备受推崇的药食同源高等真菌,通常被浸泡在水中作为一种健康饮品,起到滋补、益智的作用。高锦明研究团队长期致力于抗神经退行性疾病小分子的研究工作,其中从人工栽培的桑黄子实体中发现含量丰富的三种新苯酚类衍生物Inonophenols A−C,体外BV-2细胞活性测试表明,其具有显著的抗神经炎活性,进一步对其机制进行探索,结果表明Inonophenols A-C有效的抑制了NF-κB的磷酸化以及炎性细胞因子COX-2和iNOS的表达。从人工栽培的灵芝子实体的研究中发现一种新的羊毛甾烷三萜Ganoderterpene A(1),通过抑制MAPK和NF-κB信号通路的激活从而抑制了LPS诱导的细胞炎症和细胞凋亡,起到了抗炎和神经保护双重功效。该研究结果证实了灵芝和桑黄可通过对抗神经炎症和神经保护作用缓解神经退行性疾病。同时,为寻找治疗神经退行性疾病的先导药物和开发利用传统药食同源蘑菇奠定了理论基础。图1. 灵芝中新的羊毛甾烷三萜Ganoderterpene A(1)抗炎分子机制图2. 桑黄中新的苯酚类InonophenolC(3)抗炎分子机制上述两项研究得到了国家自然科学基金(21572182、22077102)和陕西省自然科学基金(K3300220094,2020JQ-240)等项目的资助。原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c04905https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c06822编辑:张晴终审:徐海
关键词:神经,灵芝,活性,机制,抑制,实体,抗炎,细胞,药食,蘑菇
清华大学药学院杜娟娟和廖学斌团队合作报道基于PD-L1抗体和TLR7/8激动剂的新型免疫调节型抗体偶联药物(IM-ADC)
2021-11-19导读: 清华大学药学院杜娟娟团队和廖学斌团队经过几年的探索,成功构建了一类新型的免疫调节型抗体偶联药物。研究成果发表在近期的《Journal of Medicinal Chemistry》上,标题为“Immune Modulating Antibody–Drug Conjugate (IM-ADC) for Cancer Immunotherapy”。 众所周知,随着免疫检查点阻断疗法(CTLA-4抗体、PD-1和PD-L1抗体)被FDA批准上市,开启了肿瘤免疫治疗的时代。尽管免疫检查点阻断疗法已经改善了许多癌症类型患者的预后,但只有少数患者在接受此疗法后能获得持久的临床反应。整体而言,PD-1抗体单用的临床有效应答率较低,只有10-30%,即使在应答率最高的黑色素瘤中,也有20–30%患者治疗后仍出现肿瘤复发或进展。 为了克服免疫检查点单用临床有效应答率较低的缺陷,目前有大量的联合用药正在临床试验中。Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)是先天免疫中一类十分重要的模式识别受体。激活TLR7和/或8,可以诱导MyD88依赖的信号通路,激活NF-κB,诱导细胞因子和趋化因子分泌,激活先天免疫反应和介导获得性免疫反应的激活,从而使肿瘤变热,达到重塑肿瘤微环境的目的。 虽然我们发现的小分子具有显著的抗肿瘤效果,且与PD-1、PD-L1抗体联用可以观察到显著的协同效应,但与其它已报导的TLR激动剂类似,小分子经过系统性途径(腹腔或口服)给药时,依然会产生较为明显的免疫相关不良反应(irAEs),比如体重下降和类流感症状。研究表明,这些副作用主要是因为小分子过度暴露在外周血中导致血液中的免疫细胞受到过度激活导致的。 为了避免TLR7/8激动剂直接用药可能带来的不良反应,杜娟娟团队和廖学斌团队从2015年开始尝试采用抗体偶联药物(antibody-drug conjugate,ADC)的策略。经过几年的探索,成功构建了一类新型的免疫调节型抗体偶联药物。研究成果发表在近期的《Journal of Medicinal Chemistry》上,标题为“Immune Modulating Antibody–Drug Conjugate (IM-ADC) for Cancer Immunotherapy”。 ADC的研发起起伏伏几十年,终于在近3~4年迎来了爆发。从2017年至今,FDA一共批准了10个ADC药物。今年,首个国产ADC(荣昌生物)被批准上市。传统的抗体偶联药物是借助抗体的靶向性将细胞毒素递送到肿瘤细胞,从而特异性杀死肿瘤细胞。与传统的抗体偶联药物不同,我们采用的是小分子激动剂而不是细胞毒素作为荷载药物。 我们选择的荷载药物具有TLR7/8的激动剂的活性,与PD-L1抗体联用具有显著的抗肿瘤作用,同时虽然小分子会诱导一些不良反应,但药效剂量与最大耐受剂量之间仍然存在一个较宽的窗口,因此小分子荷载对抗原的靶向性要求不像传统细胞毒素那样苛刻。 此外,我们发现候选的小分子也可以通过表观调控,诱导KDM5A上调,从而上调肿瘤细胞表面的PD-L1表达[2]。鉴于以上几点,我们构建了一种PD-L1 THIOMAB与该TLR7/8激动剂的定点偶联药物(图1)。图1. IM-ADC的结构及其抗肿瘤活性 动物实验结果显示,IM-ADC具有十分显著的抗肿瘤效果,大部分结肠癌小鼠在给药后肿瘤基本消失,同时在黑色素肿瘤模型中,IM-ADC的治疗效果也优于联合用药组。重要的是,与联合用药或小分子单用不同,IM-ADC治疗组的小鼠体重没有明显下降。有意思的是,给药后小鼠的肿瘤虽然在缩小,但肿瘤细胞与肿瘤微环境中的免疫细胞表面的PD-L1的表达明显升高(图2),我们认为这可能有利于提升后续IM-ADC给药的靶向性。图2. IM-ADC诱导肿瘤微环境中细胞表面PD-L1的上调 我们构建的新型IM-ADC不仅通过阻断PD-1/PD-L1的相互作用和激活Toll样受体7/8(TLR7/8)信号通路引发了强有力的抗肿瘤免疫反应,而且还通过表观遗传学调控和IFN-γ诱导其靶向抗原PD-L1的上调,从而赋予PD-1/PD-L1阻断更多的敏感性(图3)。图3 图解IM-ADC抗肿瘤免疫的机制 基于上述实验结果,本研究提供了一种新的ADC策略可增强免疫检查点阻断疗法的抗肿瘤免疫反应。同时,此策略也提供了一种解决免疫激动剂(TLR激动剂、STING激动剂等)直接使用成药性欠佳这一难题的思路。 该研究工作得到了清华大学药学院、清华-北大生命联合中心、国家自然科学基金委等项目支持。 原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.1c00961
关键词:ADC,PD,肿瘤,免疫,抗体,IM,细胞,L1,药物,激动剂
张泽民课题组与合作者揭示anti-PD-L1免疫治疗联合化疗在三阴性乳腺癌中的作用机制
2021-10-17导读: 2021年10月14日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)、生命科学学院,北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)张泽民课题组联合中国医学科学院肿瘤医院刘芝华课题组、马飞和徐兵河课题组,在国际期刊Cancer Cell上以Article形式在线发表了题为“Single-cell analyses reveal key immune cell subsets associated with response to PD-L1 blockade in triple negative breast cancer”的研究论文。论文截图乳腺癌位于女性恶性肿瘤之首,其中三阴性乳腺癌(Triple-Negative Breast Cancer, TNBC)是复发率和死亡率最高的乳腺癌亚型。TNBC对激素疗法和靶向疗法均无效,目前以传统化疗为主要治疗手段,但效果不甚理想。尽管癌症免疫治疗已进入快速发展时期,TNBC的免疫治疗却举步维艰: 虽然早期IMpassion 130临床试验表明,anti-PD-L1抗体阿替利珠单抗(Atezolizumab)联合白蛋白结合型紫杉醇(Nab-paclitaxel)能够显著降低PD-L1+TNBC患者的无疾病进展或死亡风险,然而近期IMpassion 131临床试验表明,阿替利珠单抗联合紫杉醇却无法使TNBC患者获益。不同临床试验的结果差异提示不同的化疗药物可能会导致不同的肿瘤微环境特征,进而影响免疫检查点抑制剂的治疗效果。系统解析用药前后的肿瘤微环境变化是理解当前免疫治疗和化疗药物的作用机制以及提高TNBC整体治疗效果的关键。该课题的研究人员收集了来自22例TNBC患者(11例接受阿替利珠单抗联合紫杉醇化疗,11例接受紫杉醇单药化疗)治疗前和治疗后的78例配对样本,通过整合单细胞转录组测序、T细胞受体序列测序和染色质可及性测序,构建了TNBC患者肿瘤微环境和外周血来源免疫细胞的高分辨率转录组和表观组动态图谱。该研究在单细胞水平上对来自接受两种治疗方案的TNBC病人的肿瘤组织和外周血的免疫细胞进行刻画,系统比较了响应患者和非响应患者的肿瘤微环境及外周血免疫特征,阐明了免疫细胞在不同治疗方案下的动态变化,揭示了anti-PD-L1免疫治疗联合紫杉醇化疗在TNBC中的作用机制(见下图)。课题研究方案及主要结论通过比较联合用药组不同响应患者的肿瘤及外周血免疫细胞的组成差异,研究人员发现响应患者的肿瘤微环境富集了两群高表达CXCL13的T细胞(CD8-CXCL13和CD4-CXCL13),这两群细胞同时高表达T细胞毒性和“耗竭”相关基因。为了进一步精确刻画不同免疫细胞的组成成分和比例变化与治疗效果的关联,研究人员设计了两个指数:“预测指数”和“治疗指数”,通过“预测指数”和“治疗指数”分析,研究人员发现更高基线水平的CD8-CXCL13和CD4-CXCL13能够预测更好的免疫治疗响应,且这两群CXCL13+T细胞在响应患者中经过联合用药后细胞比例显著增加。此外,研究人员发现响应患者的肿瘤微环境中富集了两群高表达CXCL9和CXCL10的促炎性巨噬细胞,且这两群促炎性巨噬细胞与CXCL13+T细胞存在显著正相关。CXCL9和CXCL10能够参与T细胞招募,而促炎性巨噬细胞的特征基因受到IFNG和TNF信号调控,表明发挥杀伤功能的CXCL13+T细胞与高表达CXCL9和CXCL10的促炎性巨噬细胞之间存在正反馈信号。与之相反,不响应患者的肿瘤微环境中几乎检测不到CXCL13+T细胞,但富集了大量发挥免疫抑制功能的巨噬细胞。值得注意的是,研究人员发现响应患者的外周血单核细胞表现出促炎特征,而不响应患者的外周血单核细胞表现出抗炎特征,提示外周血能够在一定程度上反映肿瘤微环境特征。肿瘤微环境是一个复杂的生态系统,其中固有免疫和适应性免疫细胞、基质细胞、癌细胞及其相互作用,构成精细的调节网络,共同决定癌症的发生和发展。虽然T细胞是当前肿瘤免疫研究的重点细胞类型,其他类型的免疫细胞亦可通过调控作用或与T细胞互作,影响免疫治疗效果。通过系统刻画免疫细胞的比例组成及动态变化,研究人员发现B细胞尤其是滤泡B细胞,显著富集在响应患者的肿瘤微环境中,且其在免疫治疗后显著增加。进一步通过相关性分析及配体-受体互作对共表达分析,研究人员发现滤泡B细胞与CXCL13+T细胞显著正相关且存在相互作用。此外,基于单细胞水平的细胞组成和TCGA公共数据的特征基因表达,研究人员发现cDC1与CXCL13+T细胞显著正相关,且cDC1在免疫治疗作用下显著增加,暗示cDC1可能参与CXCL13+T细胞的激活。通过比较化疗组和联合用药组免疫细胞的动态变化,研究人员发现与联合用药相反,紫杉醇单药化疗方案能够显著降低响应患者肿瘤微环境中的CXCL13+T细胞,并导致具有免疫抑制功能的巨噬细胞在肿瘤微环境中富集。上述发现表明紫杉醇化疗方案可能会削弱核心抗肿瘤免疫细胞,而免疫检查点抑制剂则能够显著增加核心抗肿瘤免疫细胞,提示紫杉醇化疗方案与阿替利珠单抗联合应用时,会影响anti-PD-L1抗体对TNBC患者的治疗效果。综上,该研究揭示了TNBC患者对anti-PD-L1免疫治疗敏感和耐药的分子机制,鉴定了关键免疫组分及其在免疫检查点抑制剂和紫杉醇化疗方案下的动态变化,阐明了紫杉醇化疗与阿替利珠单抗联合应用不能有效增加TNBC患者治疗效果的原因。该课题的研究结果对当前免疫治疗联合化疗方案有重要指导意义,提示需要进一步系统评估不同化疗药与免疫治疗药联合使用的分子机制,才能有效提高联合用药方案对TNBC患者的治疗效果。此项国际领先的新颖性工作,是国际上迄今为止针对TNBC肿瘤相关免疫细胞的规模最大的单细胞组学研究,为深入理解TNBC患者的免疫特质及免疫治疗联合化疗方案的作用机制提供了可靠基础,也为后续相关研究工作提供了极有价值的数据资源。该研究的科学发现为解析肿瘤及其他疾病中免疫细胞的动态调控、指导TNBC患者临床分型以实现精准治疗,以及开发新的临床检测与治疗手段提供了新的思路。北大-清华生命科学联合中心(CLS)博士后张园园博士,中国医学科学院肿瘤医院陈洪岩博士、莫红楠博士,以及百奥智汇胡学达博士为该论文的并列第一作者。张泽民、刘芝华、马飞和徐兵河为该论文的共同通讯作者。该研究得到北京市科委、国家自然科学基金、国家重点研发计划、ICG的支持和资助。张园园博士得到北京大学博雅博士后及拜耳博士后基金的资助。
关键词:细胞,患者,免疫,肿瘤,TNBC,联合,治疗,化疗,CXCL13,免疫治疗
北京基因组所揭示成体巨核细胞谱系的空间和功能多样性
2021-10-15导读: 近日,中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)研究员王前飞研究组,首次绘制了小鼠巨核细胞的单细胞转录组图谱,揭示了体内巨核细胞在分子、空间分布及功能上的异质性,在此基础上提出了一种新的巨核细胞分类系统,而免疫巨核群体可能是一个新型造血分支。以往研究对巨核细胞功能的认识局限于产生具有止血凝血功能的血小板,而近年来的研究发现,巨核细胞具有微环境调控及免疫调节等多种功能,这些不同功能究竟由相同细胞还是特定细胞群体来完成,是国际前沿的关键科学问题。然而,由于巨核细胞具有数目少、体积大、易碎等特性,限制了巨核细胞研究的发展。该研究突破了成年体内巨核细胞分离技术的瓶颈,采用镜下流式分选、手工挑选、荧光原位杂交和免疫荧光的系列组合技术,首次分离并鉴定了2N-32N不同倍体的单个巨核细胞的转录组特征,探究了巨核细胞的分子及功能异质性。通过单细胞转录组结合单个细胞的倍体信息,研究组在小鼠和人骨髓中均鉴定到相似的4个功能异质性群体及倍体分布特征,包括多倍体化、免疫、微环境和产出血小板亚群。研究利用三维免疫荧光技术,检测小鼠体内原位,发现产出血小板亚群与血管接触,而微环境亚群与造血干细胞位置靠近。体内外功能实验验证了不同亚群在功能上的独特性。其中,免疫亚群不仅可以快速应对炎性刺激发生群体扩张,而且具有吞噬、抗原递呈等功能。研究整合骨髓和肺、胚胎和成体的单细胞数据,发现免疫亚群具有跨越不同种属、组织和发育阶段的保守性,但在形态和分子特征上又区别于经典免疫细胞,从而提出巨核免疫亚群是全新的造血谱系分支。该成果有望促进血液和免疫交叉学科的发展,为造血和血小板形成的基础科学和巨核细胞/血小板疾病的临床研究提供新思路和新策略。研究工作得到国家自然科学基金和中科院青年创新促进会等的资助。相关研究成果(Single-Cell Analysis of Ploidy and Transcriptome Reveals Functional and Spatial Divergency in Murine Megakaryopoiesis)以封面文章形式发表在《血液》(Blood)上,并邀请巨核领域专家WilliamVainchenker、Hana Raslov撰写专业述评文章(The megakaryocyte: a cell with 3 faces as a mythic god?),认为这是一项创新性的成果,将为巨核领域打开新的大门。该研究同时被Blood主编选为新闻速递,通过语音播报形式推送给国际血液领域同行。该研究发现的巨核细胞不同功能亚群分子标记物组合及其用途已申请国内发明专利。论文链接 体内巨核细胞的功能及空间异质性
关键词:巨核细胞,功能,免疫,体内,血小板,异质性,亚群,细胞,群体,造血
不同类型茶叶多糖的结构和功能解析
2021-10-13导读: 不同类型茶叶多糖的结构和功能解析来源:植物与人体健康机理团队 发布时间:2021-10-13 作者:郭欢 点击数:167国家成都农业科技中心(NASC)和中国农业科学院都市农业研究所(IUA,CAAS)植物与人体健康机理创新团队联合成都大学农业农村部杂粮加工重点实验室等国内团队,在食品领域著名国际期刊《Antioxidants》上发表题为“Structural characteristics of crude polysaccharides from 12 selected Chinese teas, and their antioxidant and anti-diabetic activities”的高水平研究性文章。本文采用低共熔溶剂法制备了12种茶叶的多糖,并详细阐述了其化学组成、结构特性和生物学特性。NASC为第一通讯单位,植物与人体健康机理创新团队首席科学家甘人友博士和成都大学农业农村部杂粮加工重点实验室吴定涛博士为本文共同通信作者,植物与人体健康机理创新团队科研助理郭欢为本文第一作者。这项工作得到了国家重点研发计划(2018YFC1604400)、国家农业科技中心成都市地方财政基金(No. NASC2021KR01)和成都大学科研基金(2081921047)的支持。我国是茶的故乡,也是世界茶文化的源头。穿越了千年历史,从最初的神农尝百草到越来越多的人将饮茶作为居家必备、待客首选的饮品,茶已经渐渐地融进我们的生活,成为生活中不可缺少的一部分。茶叶按发酵程度可分为黑茶、红茶、乌龙茶、白茶、黄茶和绿茶。研究表明,喝茶具有多种营养和健康功能,如抗氧化、免疫调节、抗炎、抗癌、抗肥胖、抗糖尿病、保护心血管和保肝作用。这些保健功能主要归功于茶叶中的多种生物活性成分,如茶多酚(如儿茶素和黄酮类)、多糖、色素、生物碱(可可碱、咖啡因、茶碱等)、游离氨基酸、皂苷和无机元素等。在本研究中,采用低共熔溶剂法制备了12种茶叶的多糖,并对它们的化学组成、结构特性和生物活性进行了深入研究。结果表明,不同发酵度显著影响了茶多糖的结构特性和生物活性,包括抗氧化活性、抑制α-糖苷酶活性和抗糖化活性。特别地,根据热图分析发现,茶多糖中可能存在的多酚类化合物的含量与其生物活性之间具有很强的相关性,这提示茶多糖中的多酚类化合物可能是茶多糖生物活性的主要贡献者。这项研究的结果有助于进一步理解天然植物多糖的化学组成与生物活性之间的关系,并为制备具有高产率和抗氧化、降血糖、抗糖基化等生物活性的茶多糖提供理论基础。参考文献:Guo, H.; Fu, M.-X.; Wu, D.-T.; Zhao, Y.-X.; Li, H.; Li, H.-B.; Gan, R.-Y. Structural Characteristics of Crude Polysaccharides from 12 Selected Chinese Teas, and Their Antioxidant and Anti-diabetic Activities. Antioxidants 2021, 10, 1562.全文链接:https://doi.org/10.3390/antiox10101562
关键词:活性,多糖,生物,健康,茶叶,植物,成都,特性,机理,人体
黎胜红团队在《有机化学快报》发表具有免疫促进作用6/6/6/6新颖骨架三萜皂苷的研究论文
2021-10-11导读: 近期,成都中医药大学西南特色中药资源国家重点实验室/中医药创新研究院黎胜红研究团队在化学领域知名刊物Organic Letters(Nature Index,中科院JCR一区)上发表了题为 “Immunostimulatory 6/6/6/6 Tetracyclic Triterpenoid Saponins with the Methyl-30 Incorporated Cyclization from the Root of Colquhounia elegans”的研究论文。三萜皂苷是结构类型变化多样的一类萜类天然产物,是许多药用植物中的有效活性成分,如人参,三七,甘草等,具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节等重要的生物活性,引起了国内外广泛的关注和研究。迄今为止,已发现100多种骨架,20000多个三萜类化合物。通常三萜骨架中有8个甲基,包括四环和五环类型,大多数四环三萜为典型的6/6/6/5环系;也有少量的化合物发生迁移重排使D环由五元环扩环形成六元环,但由于植物中骨架环化很少发生在未活化的甲基上,使这些化合物中甲基数目未发生变化。黎胜红团队从唇形科火把花属药用植物秀丽火把花(Colquhounia elegans)根中发现两个结构新颖的三萜皂苷类化合物colqueleganoids A(1)和B(2),为首次发现的甲基-30参与环化形成的6/6/6/6环系碳骨架(命名为colquelegane),并通过X射线确定了绝对构型。免疫调节活性测试发现,在脂多糖的刺激下,化合物能够促进RAW264.7细胞中细胞因子TNF-α和IL-6的产生,表明该类化合物具有潜在的免疫促进作用,在免疫治疗和疫苗佐剂方面具有一定的应用前景。华娟博士为本文第一作者,黎胜红教授为本文通讯作者。该工作得到国家自然科学基金重点项目(21937006)和国家杰出青年基金项目(31525005)等资助。文章链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.orglett.1c02673(文、图/中医药创新研究院 李丹 编辑/霍文巍)
关键词:化合物,三萜,甲基,骨架,活性,elegans,中医药,作者,免疫调节,创新
抗炎天然产物具有治疗类风湿关节炎的潜力
2021-09-30导读: 抗炎天然产物具有治疗类风湿关节炎的潜力来源:植物与人体健康机理创新团队 发布时间:2021-09-30 作者:邓稳 点击数:128近日,中国农业科学院都市农业研究所(IUA,CAAS)植物与人体健康机理创新团队联合国内外多家科研单位的研究人员,在国际著名期刊《Phytomedicine》上发表题为“Anti-inflammatory natural products as potential therapeutic agents of rheumatoid arthritis: A systematic review”的高水平系统综述。中国农业科学院都市农业研究所为第一通讯单位,植物与人体健康机理创新团队首席科学家甘人友博士为通讯作者。这项工作得到了中国中央公益性科研基金(No.Y2020XK05)和国家农业科技中心地方财政资金(No. NASC2021KR01)的支持。类风湿性关节炎(RA)是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,该疾病可导致严重的运动功能障碍并使得患者的生活质量恶化。目前对RA的治疗方向主要集中在免疫调节剂的使用和对滑膜炎症的抑制,但许多药物都有着明显的副作用。据研究表明,几个世纪以来,一些天然的植物在传统医学中都被用作治疗类风湿关节炎。因此,就治疗类风湿性关节炎而言,探寻天然药产物来替代以往副作用明显的药物显得至关重要。研究小组从PubMed、Embase、Scopus和Web of Science中通过英文电子检索和手工检索,检索到576篇用于关节炎治疗的天然产物的相关文献,最终有34篇文献纳入了此次系统综述。本篇文章对天然产物的抗关节炎活性进行了系统综述和讨论,从体内和体外两个方向分析了天然植物成分在类风湿关节炎治疗中的作用,重点介绍了相关的分子机制。结果表明用天然化合物治疗类风湿性关节炎可能更安全,副作用更少。研究表明这些天然产物中的成分可以与类风湿性关节炎标志物相互作用,并且可以对疾病产生重大影响。在许多研究中,这些天然产物可减少类风湿性关节炎的发病,如足水肿、关节炎评分、滑膜组织炎症细胞浸润和骨膜增生。天然产物最显著的治疗特征是它们对自由基的产生、促炎和抗炎细胞因子的调节作用,以及对信号通路的调节,如MAPK、NF-kB、AKT/ mTOR、NFATc1和c-Fos。这些研究结果有力地表明,天然产物可以作为治疗类风湿性关节炎药物的潜在替代来源。但是,在未来仍需开展进一步研究,设计细致的临床试验以及进一步阐释天然产物对炎症的调节机制,更好地证实天然产物对类风湿关节炎的预防和治疗作用。全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944711321003093
关键词:天然,治疗,产物,关节炎,风湿性关节炎,植物,类风湿,人体,机理,药物
微生物所在GITR/GITRL识别机制研究中获进展
2021-09-27导读: 肿瘤坏死因子超家族(tumor necrosis factor superfamily,TNF superfamily)相关分子是天然/获得性免疫调节和功能发挥的关键,该家族许多成员都是肿瘤免疫治疗和抗炎症药物研发的药物靶标。近年来,4-1BB和GITR等激活型免疫检查点分子是备受关注的TNF受体(TNFR)超家族成员,有多款抗体药物处在临床验证阶段,其配体结合机制和抗体药物作用机制研究对于新型免疫治疗策略的开发具有重要参考价值。前期研究中,中国科学院微生物研究所研究员高福团队阐明了4-1BB与其配体和激活型抗体作用的分子基础,对于理解4-1BB活化的分子基础及抗体药物开发具有重要意义(Li Y., et al., 2018. Cell Reports)。近日,该团队报道了共刺激受体糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体家族相关蛋白(GITR)与其配体GITRL的“非典型”相互作用机制,相关研究成果发表在Cell Reports上。GITR是参与T细胞应答调节的免疫检查点分子,靶向GITR的激活型单克隆抗体在临床研究中显示出良好的药物耐受性和显著的肿瘤抑制活性。GITR及其配体GITRL是TNF/TNFR超家族的重要成员。前期研究显示,TNF/TNFR超家族中受体-配体结合模式高度保守,受体分子与三聚体配体按照1:1的比例结合形成“3+3”的复合物,TNFR分子一般与由两个相邻TNF分子形成的侧裂区域结合,三聚体配体介导的受体交联被认为是受体信号激活的基本模式。鼠源GITR/GITRL复合物晶体结构解析与一系列细胞/蛋白水平实验验证显示,两个单体GITR分子与二体GITRL形成“2+2”复合物,GITR通过其CRD2结构域结合GITRL,二者之间的结合面与经典的TNF/TNFR超家族分子不同,位于GITRL的N149和位于GITR的D93-I94-V95决定受体/配体间主要的相互作用,表明GITR/GITRL不同于经典TNF/TNFR超家族的“非典型”相互作用模式。GITR单个结构域介导其与配体的结合现象提示,这种独特的作用模式或是TNF/TNFR超家族进化过程中的较为古老的结合模式,而其他TNFR超家族成员分子与配体结合往往已进化为由两个不同结构域介导结合的特异性与高亲和力。研究发现,小鼠GITR中的D93-I94-V95(DIV)与人GITR中相应的K105-F106-S107(KFS)区域决定受体与其配体结合的种属特异性。尽管鼠源与人源GITR/GITRL不能交叉识别,小鼠GITR配体结合关键位点“DIV”至“KFS”突变导致其与人GITRL交叉识别,并在NFAT-Luc-Jurkat T细胞信号模型中诱导T细胞激活信号。该研究发现的GITR/GITRL不同于经典TNF/TNFR超家族的“非典型”相互作用模式,拓展了关于TNF/TNFR超家族分子相互作用模式的认知,并为基于GITR/GITRL相互作用的药物设计提供了理论基础。研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家重大科技专项的支持。近年来,该团队在免疫检查点受体分子的配体识别机制及抗体药物作用机制研究方面开展了系列工作,相关成果发表在Cell Research、PNAS、Nature Communications、Cell Reports、EMBO Reports等上,这为理解T细胞免疫调节机制以及免疫检查点分子为基础的药物开发提供了重要的理论依据。论文链接 GITR/GITRL的复合物结构和决定GITR结合特异性的“DIV/KFS”基序
关键词:GITR,分子,配体,GITRL,TNF,超家族,受体,TNFR,药物,相互作用