徐宏喜:開拓藤黃屬植物活性成分及藥理機制研究的領跑者

費菲　譚紅勝

2019年1月17日，擁有《細胞》和《柳葉刀》等知名醫學期刊的世界最大科學文獻出版社之一愛思唯爾（Elsevier）正式發布了2018年中國高被引學者榜單，榜單共收錄1899位最具世界影響力的中國學者。上海中醫藥大學首席教授徐宏喜繼2014年后連續5年入選“藥理學、毒理學和藥劑學”類榜單。徐宏喜教授長期從事中藥研究，近期他接受本刊采訪，向我們介紹了其團隊近10余年來，針對中國藤黃屬植物的化學成分及作用機制等方面的研究進展，供研究者參考。

藤黃屬植物（GarciniaLinn.）是一類重要的藥用植物類群，全世界約有450種，中國有22種（包括引種栽培），主要集中分布在廣東、廣西、云南、臺灣和海南等南部省區。Xanthones是藤黃屬植物中含量較高的主要成分之一，其中尤以藤黃酸（gambogicacid）為代表的籠狀xanthones具有較顯著的抗腫瘤活性。我國學者開發的一類抗腫瘤新藥藤黃酸注射液曾獲得國家藥品監督管理局批準，進行臨床試驗。盡管因為各種原因未能獲得新藥證書，但在藤黃酸基礎上經過結構修飾和優化的一些化合物，以及從其它藤黃屬植物中新發現的一些xanthones、polycyclic polyprenylated acylphoroglucinols

（PPAPs）、雙黃酮類（bioflavonoids）和聯苯類（biphenyls）類等化合物被報道具有顯著的生物活性，其中有些化合物比藤黃酸活性強且毒性低，引起

國內外相關領域學者的關注。

徐宏喜教授與藤黃屬植物結緣始于1996年，在加拿大Dalhousie大學進行博士后研究工作時，他圍繞天然藥物抗耐藥菌活性成分鑒定和作用機制開展研究，發現產于尼日利亞的一種藤黃屬藥用植物Garcinia.kola的提取物在當地普遍用于口腔清潔，通過活性篩選，發現其對許多口腔細菌具有抑制作用，特別對一些臨床上分離的耐藥菌如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和耐萬古霉素腸球菌（VRE）等也有一定的抑制作用，通過生物活性導向的化學分離，鑒定了活性化合物的結構，證實主要活性成分為雙黃酮類化合物（GB1）。此后10余年來，徐教授及其研究團隊，一直專注于藤黃屬植物化學成分及生物活性研究，旨在發現藤黃屬植物的藥用價值。

1.藤黃屬植物化學成分及結構修飾優化研究

徐宏喜教授帶領研究團隊首先從最受關注的活性成分藤黃酸入手，藤黃酸的C-2差向異構體曾被美國學者認為是一對不可分開的混合物，經過不斷嘗試，運用各種現代分離分析方法，例如循環高速逆流色譜技術等方法，終于成功對其實現了拆分，首次建立了能夠較大量制備兩個異構體的方法，此后又對分開后的兩個化合物進行了相關活性研究與比較，相關成果先后獲得了美國和中國發明專利，并發表了系列文章。在此基礎上，研究團隊又構建了藤黃屬植物中最具有代表性的活性成分xanthones類和PPAPs類化合物數據庫，首次發表了運用UPLC-DAD-QTOF/MS/MS聯用技術對中藥藤黃藥材中基于這兩類化合物的快速分析和質量控制方法，還建立了不同產地藤黃藥材的指紋圖譜和質譜數據庫。隨著研究數據的不斷積累和實驗進展的深入，徐宏喜教授的團隊基于該數據庫，綜合運用多種色譜分離技術，先后對17種中國藤黃屬植物的化學成分進行了系統深入的研究，通過化合物的波譜數據、理化數據等信息確定它們的平面結構，對于部分具有手性中心的化合物，利用X-ray單晶衍射及圓二色譜（ECD）曲線計算等方法確定其絕對構型。經過多年來堅持不懈的努力，從這些不同的藤黃屬植物中，已經分離鑒定了300多個化合物，其中有185個化合物為首次報道的新成分。通過分子生物學、蛋白質組學、計算化學以及現代藥理學等技術和手段，研究證實了多個xanthones類及PPAPs類化合物具有顯著藥理活性，數種具有藥物開發價值的活性成分或組分已獲得美國及中國發明專利授權。

為了深入開展藥效學研究，針對有開發價值的重點化合物，建立了克級樣品制備純化工藝。例如：分別建立了從多花山竹子、山木瓜和大葉藤黃中快速分離和制備活性化合物garcinol的方法;建立了從藤黃中可同時大量分離高純度藤黃酸和新藤黃酸的方法;運用分子印跡技術，以云南藤黃中的主要活性成分OC為模板分子，結合計算機模擬和吸附性能實驗得到最優分子印跡聚合物，與固相萃取技術聯用，從云南藤黃果實中可以高效及大量地提取和分離OC。

由于許多中藥活性成分的含量比較低，選擇性及水溶性比較差，需要開展全合成或者結構優化修飾研究，以利于進一步開展藥學研究及臨床前成藥性研究。對此，徐宏喜教授帶領團隊對云南藤黃果實中分離及富集所得的活性化合物OC進行了結構修飾研究，對其酚羥基、苯環及C-10位羰基進行修飾，得到了數十種結構不同的衍生物，再將衍生物進行c-Met激酶抑制實驗以及細胞毒性試驗，發現了2個c-Met抑制活性較好的衍生物。此外，又進一步對PPAPs類化合物的全合成方法學進行了系統的研究，建立了可以通過一步反應快速合成PPAPs類化合物的核心骨架結構的方法，并應用于5個去羰基PPAPs化合物的不對稱全合成研究。

2.藤黃屬植物抗腫瘤活性成分及其藥理機制研究

徐教授的研究團隊運用現代分子生物學技術，建立了包括分子、細胞及動物水平的中藥及其成分的篩選及藥效機制研究平臺，先后發現大苞藤黃葉、單花山竹子葉、大果藤黃根皮、山木瓜根皮的醇提物和云南藤黃醇提取物具有較高的抑制腫瘤細胞增殖活性。經體內外細胞實驗及動物實驗確認，20多個化合物具有不同程度的抗腫瘤活性。尤其是從云南藤黃中分離得到的活性化合物GUTK和OC，具有抑制細胞增殖、調節腫瘤細胞自噬、促進凋亡等活性，可以通過調控與腫瘤發生、轉移及復發相關的信號通路抑制腫瘤細胞的生長;藤黃屬植物山木瓜的主要活性成分Griffipavixanthone（GPX）可以抑制食管癌細胞中B-RAF和C-RAF蛋白，抑制腫瘤的轉移、侵襲和增殖，還可以通過抑制自噬通量和鈣離子內流，發揮抗宮頸癌HeLa細胞的作用;Cambogin也是山木瓜中的另一個主要活性成分，細胞實驗及動物實驗證實，該化合物可以有效抑制人乳腺癌細胞MCF-7的生長、抑制乳腺癌細胞遷移和侵襲，主要通過誘導ROS產生，激化下游信號通路ASK1/MKK4，MKK7/JNK/c-Jun磷酸化，介導AIF由線粒體轉錄入核，下調促凋亡蛋白Bcl-2表達，上調抗凋亡蛋白Bax和Bak表達，打破Bcl-2/Bax的平衡，從而誘導乳腺癌細胞的凋亡;從怒江藤黃中分離得到的新化合物NujiangexathoneA（NJXA）具有潛在的抗宮頸癌活性，尤其是hnRNPK蛋白高表達的宮頸癌，作用機制表明NJXA通過泛素化蛋白酶體途徑降低hnRNPK蛋白的表達，進一步通過下調c-Myc-Cyclins/Cdks-Rb-E2F1通路，從而誘導細胞周期阻滯而發揮抗腫瘤作用，同時NJXA能夠引起Bcl-2家族蛋白水平變化、細胞色素C釋放、Caspase-3激活和染色體碎裂，誘導Caspase介導的細胞凋亡。此外，NJXA還可以激活活性氧（ROS）而誘導JNK信號通路活化，從而導致細胞凋亡;研究團隊還發現新藤黃酸可作為FGFR抑制劑在細胞及動物皮下腫瘤模型中抑制耐藥的腫瘤細胞生長，并能克服erlotinib引起的非小細胞肺癌的獲得性耐藥，也能抑制人組織來源的皮下瘤腫瘤模型（PDX）的生長。

3.藤黃屬植物抗炎活性成分及其藥理機制研究

cambogin可以通過去泛素化酶USP7調控的去泛素化作用促進Treg細胞的FOXP3蛋白的表達，發揮免疫抑制功能。動物實驗證實cambogin對DSS誘導的小鼠慢性結腸炎有顯著的抑制作用。從怒江藤黃中分離得到的新化合物NJXA，能夠抑制IgE/Ag介導的肥大細胞活化，抑制肥大細胞介導的過敏反應;還可以抑制在肥大細胞介導的被動皮膚過敏反應動物模型中組胺釋放、PGD2和LTC4生成。在哮喘模型中，NJXA也可以降低IL-4、IL-5、IL-13、IgE、LTC4和PGD2的水平，抑制肺組織中的細胞浸潤和黏液生成增加，降低小鼠肺組織中酪氨酸和Syk的磷酸化水平。同時，NJXA降低了肺組織中IL-4、IL-5、IL-13和GATA-3等多種細胞因子和轉錄因子的mRNA表達水平;云南藤黃中的活性成分OC可以降低過敏小鼠血清中組胺、PGD2和LTC4的水平，具有一定的抗過敏性炎癥作用。OC能夠抑制肥大細胞信號通路中上游的Fyn、Lyn和Syk激酶活性，抑制NF-κB和MAPK通路，從而抑制肥大細胞的脫顆粒反應和炎性介質的釋放;以巨噬細胞激活后的NO累積量為指標篩選發現化合物1，3，5，7-tetrahydroxy-8-isoprenylxanthone（TIE）具有潛在的抗炎活性，進一步的機制研究顯示，在使用LPS/IFNγ刺激的RAW264.7細胞中，TIE能夠阻斷ERK和p38-MAPK信號通路，進而降低iNOS和COX-2的表達水平，并最終抑制NO和PGE2的生成;也抑制了炎癥因子IL-6、IL-12和TNF-α的釋放，此外還能夠阻斷NF-κB活化以及NF-κB對miR155表達的調控。

4.抗病毒活性成分及其藥理機制研究

早在1993年，徐宏喜教授在日本富山醫科藥科大學攻讀博士學位期間，對100多種具有清熱解毒作用的中藥及東南亞國家的傳統植物藥進行系統的篩選，通過體外抗病毒實驗，首次發現30多種中藥的水提取物具有不同程度的抗病毒活性。進一步開展動物實驗研究發現，有12種中藥提取物對感染皰疹病毒的實驗動物具有顯著的治療作用，相關研究結果發表在抗病毒雜志AntiviralResearch上。在此基礎上，徐宏喜教授在新加坡國立大學繼續開展中藥抗病毒研究，又從民間中草藥大根草中首次分離得到一種具有抗HIV病毒活性的新成分。多年來，徐宏喜教授及其研究團隊一直堅持不懈的繼續開展中藥抗病毒活性成分的研究，先后對500多種天然藥物進行了系統的抗病毒活性篩選研究，發表了一系列抗病毒中藥活性成分及其作用機制的研究論文。近年來，徐宏喜教授的團隊還承擔了國家“重大新藥創制”科技重大專項“十二五”計劃項目，深入研究開發抗病毒中藥相關產品。

5.抗耐藥菌中藥活性成分及作用機制研究

細菌無處不在、抗生素濫用成災，我國又是抗生素濫用最嚴重的國家之一。MRSA和VRE等耐藥菌給人們的健康帶來較大的危害。徐宏喜教授1996年在加拿大Dalhousie大學開展博士后研究期間，發現蘇木CaesalpiniasappanL.的主要活性成分巴西蘇木素（brasilin）對MRSA及VRE具有顯著的抑制作用。此外，徐宏喜教授從非洲人用樹根來“刷牙及清潔口腔”的小故事當中獲得靈感，發現報道了一種產于非洲尼日利亞的藤黃屬植物Garcina.kola的提取物不僅對口腔細菌有較好的抑制作用，對臨床上分離的耐藥菌MRSA和VRE等也有顯著的抑制作用，通過生物活性導向的化學分離，證實了其中的雙黃酮類化合物GB1是主要的抗耐藥菌活性成分。隨后又對中藥中常見的一些黃酮類成分進行研究篩選，發現部分中藥中的黃酮成分有不同程度的抗MRSA和VRE的作用。近年來，徐宏喜教授的團隊通過采用抑制細菌毒力的新策略研究治療耐藥菌，通過抑制金黃色葡萄球菌毒性因子表達的轉錄調節因子MgrA來控制耐藥，建立了基于MgrA融合熒光蛋白的活體高通量篩選方法，先后篩選了500多種中藥和中藥成分。初步結果顯示部分中藥提取物具有較強的抑制活性。相關研究成果已經發表研究論文，并獲得“抗金葡菌藥物篩選系統”的中國專利授權。

經過多年的研究積累，徐宏喜教授帶領的研究團隊在藤黃屬植物相關研究方面，先后獲得國家級課題12項;發表了藤黃屬植物相關的研究論文90余篇;獲得7項美國專利授權，20項中國專利授權。2017年7月，主編出版專著《中國藤黃屬植物化學成分及生物活性研究》（上?？茖W技術出版社），同年，該專著入選《“十三五”國家重點圖書、音像、電子出版物出版規劃》。

徐宏喜教授從事中藥研究工作20多年來，除了在藤黃屬植物研究取得突出的成果以外，對一些常用及名貴的中藥，包括人參、夏枯草、黃芪、肉桂、芍藥、補骨脂、西紅花、葛根、附子、三七、黃連、地黃及百部等也進行了活性成分、質量控制以及藥理活性相關的研究，發現并報道了許多有價值及受關注的研究成果，相關論文在SCI期刊發表后受到業內同行較高的引用。

院長小傳

徐宏喜教授，現為上海中醫藥大學首席教授、中藥學院院長。國家中組部“千人計劃”，上海市首批千人計劃特聘專家，于1994年取得日本富山醫科藥科大學藥學博士學位，并于新加坡國立大學及加拿大Dalhousie大學進行博士后研究工作。徐宏喜教授曾先后受聘于香港中文大學中藥研究中心科學主任、香港和記黃埔（中國）有限公司副總經理兼高級醫藥顧問、上海和黃藥業有限公司董事兼研究開發總監、香港賽馬會中藥研究院副總裁。目前，徐宏喜教授的主要社會兼職包括：中華中醫藥學會中藥實驗藥理學分會主任委員、上海市藥學會中藥專業委員會主任委員、上海市藥理學會中藥藥理專業委員會主任委員、國家藥典委員會委員、國際現代化中醫藥學術會議聯席主席、香港中藥藥理學會副會長、教育部中藥學教育指導委員會委員、國際國內十余種學術刊物的編委等職。

徐宏喜教授至今已發表SCI論文290多篇，H指數為53。獲授權美國發明專利9項，PCT專利1項，中國發明專利25項。培養博士后25人，博士研究生20人，主編專著4部及十三五規劃教材《中藥藥理學》，主審雙語創新教材《藥學綜合實驗》。主要研究領域包括中藥活性成分及藥效評價研究，中藥新藥開發以及中藥質量控制分析方法研究等。重點對病毒、腫瘤、耐藥菌等重大疾病的中藥防治與藥效評價開展研究，闡明中藥藥效物質基礎及藥理作用機制，研發具有自主知識產權的創新藥物。