徐宏喜:开拓藤黄属植物活性成分及药理机制研究的领跑者

费菲　谭红胜

2019年1月17日，拥有《细胞》和《柳叶刀》等知名医学期刊的世界最大科学文献出版社之一爱思唯尔（Elsevier）正式发布了2018年中国高被引学者榜单，榜单共收录1899位最具世界影响力的中国学者。上海中医药大学首席教授徐宏喜继2014年后连续5年入选“药理学、毒理学和药剂学”类榜单。徐宏喜教授长期从事中药研究，近期他接受本刊采访，向我们介绍了其团队近10余年来，针对中国藤黄属植物的化学成分及作用机制等方面的研究进展，供研究者参考。

藤黄属植物（GarciniaLinn.）是一类重要的药用植物类群，全世界约有450种，中国有22种（包括引种栽培），主要集中分布在广东、广西、云南、台湾和海南等南部省区。Xanthones是藤黄属植物中含量较高的主要成分之一，其中尤以藤黄酸（gambogicacid）为代表的笼状xanthones具有较显著的抗肿瘤活性。我国学者开发的一类抗肿瘤新药藤黄酸注射液曾获得国家药品监督管理局批准，进行临床试验。尽管因为各种原因未能获得新药证书，但在藤黄酸基础上经过结构修饰和优化的一些化合物，以及从其它藤黄属植物中新发现的一些xanthones、polycyclic polyprenylated acylphoroglucinols

（PPAPs）、双黄酮类（bioflavonoids）和联苯类（biphenyls）类等化合物被报道具有显著的生物活性，其中有些化合物比藤黄酸活性强且毒性低，引起

国内外相关领域学者的关注。

徐宏喜教授与藤黄属植物结缘始于1996年，在加拿大Dalhousie大学进行博士后研究工作时，他围绕天然药物抗耐药菌活性成分鉴定和作用机制开展研究，发现产于尼日利亚的一种藤黄属药用植物Garcinia.kola的提取物在当地普遍用于口腔清洁，通过活性筛选，发现其对许多口腔细菌具有抑制作用，特别对一些临床上分离的耐药菌如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和耐万古霉素肠球菌（VRE）等也有一定的抑制作用，通过生物活性导向的化学分离，鉴定了活性化合物的结构，证实主要活性成分为双黄酮类化合物（GB1）。此后10余年来，徐教授及其研究团队，一直专注于藤黄属植物化学成分及生物活性研究，旨在发现藤黄属植物的药用价值。

1.藤黄属植物化学成分及结构修饰优化研究

徐宏喜教授带领研究团队首先从最受关注的活性成分藤黄酸入手，藤黄酸的C-2差向异构体曾被美国学者认为是一对不可分开的混合物，经过不断尝试，运用各种现代分离分析方法，例如循环高速逆流色谱技术等方法，终于成功对其实现了拆分，首次建立了能够较大量制备两个异构体的方法，此后又对分开后的两个化合物进行了相关活性研究与比较，相关成果先后获得了美国和中国发明专利，并发表了系列文章。在此基础上，研究团队又构建了藤黄属植物中最具有代表性的活性成分xanthones类和PPAPs类化合物数据库，首次发表了运用UPLC-DAD-QTOF/MS/MS联用技术对中药藤黄药材中基于这两类化合物的快速分析和质量控制方法，还建立了不同产地藤黄药材的指纹图谱和质谱数据库。随着研究数据的不断积累和实验进展的深入，徐宏喜教授的团队基于该数据库，综合运用多种色谱分离技术，先后对17种中国藤黄属植物的化学成分进行了系统深入的研究，通过化合物的波谱数据、理化数据等信息确定它们的平面结构，对于部分具有手性中心的化合物，利用X-ray单晶衍射及圆二色谱（ECD）曲线计算等方法确定其绝对构型。经过多年来坚持不懈的努力，从这些不同的藤黄属植物中，已经分离鉴定了300多个化合物，其中有185个化合物为首次报道的新成分。通过分子生物学、蛋白质组学、计算化学以及现代药理学等技术和手段，研究证实了多个xanthones类及PPAPs类化合物具有显著药理活性，数种具有药物开发价值的活性成分或组分已获得美国及中国发明专利授权。

为了深入开展药效学研究，针对有开发价值的重点化合物，建立了克级样品制备纯化工艺。例如：分别建立了从多花山竹子、山木瓜和大叶藤黄中快速分离和制备活性化合物garcinol的方法;建立了从藤黄中可同时大量分离高纯度藤黄酸和新藤黄酸的方法;运用分子印迹技术，以云南藤黄中的主要活性成分OC为模板分子，结合计算机模拟和吸附性能实验得到最优分子印迹聚合物，与固相萃取技术联用，从云南藤黄果实中可以高效及大量地提取和分离OC。

由于许多中药活性成分的含量比较低，选择性及水溶性比较差，需要开展全合成或者结构优化修饰研究，以利于进一步开展药学研究及临床前成药性研究。对此，徐宏喜教授带领团队对云南藤黄果实中分离及富集所得的活性化合物OC进行了结构修饰研究，对其酚羟基、苯环及C-10位羰基进行修饰，得到了数十种结构不同的衍生物，再将衍生物进行c-Met激酶抑制实验以及细胞毒性试验，发现了2个c-Met抑制活性较好的衍生物。此外，又进一步对PPAPs类化合物的全合成方法学进行了系统的研究，建立了可以通过一步反应快速合成PPAPs类化合物的核心骨架结构的方法，并应用于5个去羰基PPAPs化合物的不对称全合成研究。

2.藤黄属植物抗肿瘤活性成分及其药理机制研究

徐教授的研究团队运用现代分子生物学技术，建立了包括分子、细胞及动物水平的中药及其成分的筛选及药效机制研究平台，先后发现大苞藤黃叶、单花山竹子叶、大果藤黄根皮、山木瓜根皮的醇提物和云南藤黄醇提取物具有较高的抑制肿瘤细胞增殖活性。经体内外细胞实验及动物实验确认，20多个化合物具有不同程度的抗肿瘤活性。尤其是从云南藤黄中分离得到的活性化合物GUTK和OC，具有抑制细胞增殖、调节肿瘤细胞自噬、促进凋亡等活性，可以通过调控与肿瘤发生、转移及复发相关的信号通路抑制肿瘤细胞的生长;藤黄属植物山木瓜的主要活性成分Griffipavixanthone（GPX）可以抑制食管癌细胞中B-RAF和C-RAF蛋白，抑制肿瘤的转移、侵袭和增殖，还可以通过抑制自噬通量和钙离子内流，发挥抗宫颈癌HeLa细胞的作用;Cambogin也是山木瓜中的另一个主要活性成分，细胞实验及动物实验证实，该化合物可以有效抑制人乳腺癌细胞MCF-7的生长、抑制乳腺癌细胞迁移和侵袭，主要通过诱导ROS产生，激化下游信号通路ASK1/MKK4，MKK7/JNK/c-Jun磷酸化，介导AIF由线粒体转录入核，下调促凋亡蛋白Bcl-2表达，上调抗凋亡蛋白Bax和Bak表达，打破Bcl-2/Bax的平衡，从而诱导乳腺癌细胞的凋亡;从怒江藤黄中分离得到的新化合物NujiangexathoneA（NJXA）具有潜在的抗宫颈癌活性，尤其是hnRNPK蛋白高表达的宫颈癌，作用机制表明NJXA通过泛素化蛋白酶体途径降低hnRNPK蛋白的表达，进一步通过下调c-Myc-Cyclins/Cdks-Rb-E2F1通路，从而诱导细胞周期阻滞而发挥抗肿瘤作用，同时NJXA能够引起Bcl-2家族蛋白水平变化、细胞色素C释放、Caspase-3激活和染色体碎裂，诱导Caspase介导的细胞凋亡。此外，NJXA还可以激活活性氧（ROS）而诱导JNK信号通路活化，从而导致细胞凋亡;研究团队还发现新藤黄酸可作为FGFR抑制剂在细胞及动物皮下肿瘤模型中抑制耐药的肿瘤细胞生长，并能克服erlotinib引起的非小细胞肺癌的获得性耐药，也能抑制人组织来源的皮下瘤肿瘤模型（PDX）的生长。

3.藤黄属植物抗炎活性成分及其药理机制研究

cambogin可以通过去泛素化酶USP7调控的去泛素化作用促进Treg细胞的FOXP3蛋白的表达，发挥免疫抑制功能。动物实验证实cambogin对DSS诱导的小鼠慢性结肠炎有显著的抑制作用。从怒江藤黄中分离得到的新化合物NJXA，能够抑制IgE/Ag介导的肥大细胞活化，抑制肥大细胞介导的过敏反应;还可以抑制在肥大细胞介导的被动皮肤过敏反应动物模型中组胺释放、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，抑制肺组织中的细胞浸润和黏液生成增加，降低小鼠肺组织中酪氨酸和Syk的磷酸化水平。同时，NJXA降低了肺组织中IL-4、IL-5、IL-13和GATA-3等多种细胞因子和转录因子的mRNA表达水平;云南藤黄中的活性成分OC可以降低过敏小鼠血清中组胺、PGD2和LTC4的水平，具有一定的抗过敏性炎症作用。OC能够抑制肥大细胞信号通路中上游的Fyn、Lyn和Syk激酶活性，抑制NF-κB和MAPK通路，从而抑制肥大细胞的脱颗粒反应和炎性介质的释放;以巨噬细胞激活后的NO累积量为指标筛选发现化合物1，3，5，7-tetrahydroxy-8-isoprenylxanthone（TIE）具有潜在的抗炎活性，进一步的机制研究显示，在使用LPS/IFNγ刺激的RAW264.7细胞中，TIE能够阻断ERK和p38-MAPK信号通路，进而降低iNOS和COX-2的表达水平，并最终抑制NO和PGE2的生成;也抑制了炎症因子IL-6、IL-12和TNF-α的释放，此外还能够阻断NF-κB活化以及NF-κB对miR155表达的调控。

4.抗病毒活性成分及其药理机制研究

早在1993年，徐宏喜教授在日本富山医科药科大学攻读博士学位期间，对100多种具有清热解毒作用的中药及东南亚国家的传统植物药进行系统的筛选，通过体外抗病毒实验，首次发现30多种中药的水提取物具有不同程度的抗病毒活性。进一步开展动物实验研究发现，有12种中药提取物对感染疱疹病毒的实验动物具有显著的治疗作用，相关研究结果发表在抗病毒杂志AntiviralResearch上。在此基础上，徐宏喜教授在新加坡国立大学继续开展中药抗病毒研究，又从民间中草药大根草中首次分离得到一种具有抗HIV病毒活性的新成分。多年来，徐宏喜教授及其研究团队一直坚持不懈的继续开展中药抗病毒活性成分的研究，先后对500多种天然药物进行了系统的抗病毒活性筛选研究，发表了一系列抗病毒中药活性成分及其作用机制的研究论文。近年来，徐宏喜教授的团队还承担了国家“重大新药创制”科技重大专项“十二五”计划项目，深入研究开发抗病毒中药相关产品。

5.抗耐药菌中药活性成分及作用机制研究

细菌无处不在、抗生素滥用成灾，我国又是抗生素滥用最严重的国家之一。MRSA和VRE等耐药菌给人们的健康带来较大的危害。徐宏喜教授1996年在加拿大Dalhousie大学开展博士后研究期间，发現苏木CaesalpiniasappanL.的主要活性成分巴西苏木素（brasilin）对MRSA及VRE具有显著的抑制作用。此外，徐宏喜教授从非洲人用树根来“刷牙及清洁口腔”的小故事当中获得灵感，发现报道了一种产于非洲尼日利亚的藤黄属植物Garcina.kola的提取物不仅对口腔细菌有较好的抑制作用，对临床上分离的耐药菌MRSA和VRE等也有显著的抑制作用，通过生物活性导向的化学分离，证实了其中的双黄酮类化合物GB1是主要的抗耐药菌活性成分。随后又对中药中常见的一些黄酮类成分进行研究筛选，发现部分中药中的黄酮成分有不同程度的抗MRSA和VRE的作用。近年来，徐宏喜教授的团队通过采用抑制细菌毒力的新策略研究治疗耐药菌，通过抑制金黄色葡萄球菌毒性因子表达的转录调节因子MgrA来控制耐药，建立了基于MgrA融合荧光蛋白的活体高通量筛选方法，先后筛选了500多种中药和中药成分。初步结果显示部分中药提取物具有较强的抑制活性。相关研究成果已经发表研究论文，并获得“抗金葡菌药物筛选系统”的中国专利授权。

经过多年的研究积累，徐宏喜教授带领的研究团队在藤黄属植物相关研究方面，先后获得国家级课题12项;发表了藤黄属植物相关的研究论文90余篇;获得7项美国专利授权，20项中国专利授权。2017年7月，主编出版专著《中国藤黄属植物化学成分及生物活性研究》（上海科学技术出版社），同年，该专著入选《“十三五”国家重点图书、音像、电子出版物出版规划》。

徐宏喜教授从事中药研究工作20多年来，除了在藤黄属植物研究取得突出的成果以外，对一些常用及名贵的中药，包括人参、夏枯草、黄芪、肉桂、芍药、补骨脂、西红花、葛根、附子、三七、黄连、地黄及百部等也进行了活性成分、质量控制以及药理活性相关的研究，发现并报道了许多有价值及受关注的研究成果，相关论文在SCI期刊发表后受到业内同行较高的引用。

院长小传

徐宏喜教授，现为上海中医药大学首席教授、中药学院院长。国家中组部“千人计划”，上海市首批千人计划特聘专家，于1994年取得日本富山医科药科大学药学博士学位，并于新加坡国立大学及加拿大Dalhousie大学进行博士后研究工作。徐宏喜教授曾先后受聘于香港中文大学中药研究中心科学主任、香港和记黄埔（中国）有限公司副总经理兼高级医药顾问、上海和黄药业有限公司董事兼研究开发总监、香港赛马会中药研究院副总裁。目前，徐宏喜教授的主要社会兼职包括：中华中医药学会中药实验药理学分会主任委员、上海市药学会中药专业委员会主任委员、上海市药理学会中药药理专业委员会主任委员、国家药典委员会委员、国际现代化中医药学术会议联席主席、香港中药药理学会副会长、教育部中药学教育指导委员会委员、国际国内十余种学术刊物的编委等职。

徐宏喜教授至今已发表SCI论文290多篇，H指数为53。获授权美国发明专利9项，PCT专利1项，中国发明专利25项。培养博士后25人，博士研究生20人，主编专著4部及十三五规划教材《中药药理学》，主审双语创新教材《药学综合实验》。主要研究领域包括中药活性成分及药效评价研究，中药新药开发以及中药质量控制分析方法研究等。重点对病毒、肿瘤、耐药菌等重大疾病的中药防治与药效评价开展研究，阐明中药药效物质基础及药理作用机制，研发具有自主知识产权的创新药物。