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重楼属(Paris)植物具有重要的药用价值,《神农本草经》中记载“蚤休(重楼),味苦微寒。主治惊痫摇头弄舌,热气在腹中,癫疾,痈疮阴蚀,下三虫,去蛇毒。”历代《中华人民共和国药典》中收录了滇重楼(Paris polyphylla var. yunnanensis)和华重楼(Paris polyphylla var. chinensis),记载其具有清热解毒、消肿止痛和凉肝定惊的功效。同时,重楼也是云南白药、季德胜蛇药片和宫血宁胶囊等100多种中成药的重要原料。现代药理学研究进一步证实,重楼及其次生代谢产物具有明显的抗癌、止血、抗炎及抗菌等药理活性。此外,重楼属植物独特的形态特征与庞大的基因组也引起了植物学家和园艺学家的关注。然而,由于繁殖周期长以及过度采集,野生重楼种群资源濒临枯竭,为重楼资源开发与可持续利用带来了巨大挑战。
2024年11月,Horticulture Research上线了(Advance Access)成都中医药大学药用植物功能物质与生物合成研究团队题为The genus Paris: a fascinating resource for medicinal and botanical studies的综述论文。
图1 多组学方法技术研究重楼属药用植物关键问题的蓝图
图2 重楼皂苷生物合成途径
该论文全面总结了重楼属植物的植物学特征、药用价值、药理活性及毒性,系统梳理了重楼属植物的分子生物学研究进展。在此基础上,研究人员提出了未来研究的重要方向,倡导运用多组学技术,结合分子遗传手段,对重楼属药用植物的生理生态及药效物质形成机制进行系统深入的研究,这将有助于全面解析重楼品质形成机理,为其资源开发与可持续利用奠定基础,并为植物科学研究提供参考。四川省农业科学院经济作物研究所叶霄助理研究员为第一作者,成都中医药大学黎胜红研究员、刘燕教授和陶阳助理研究员为共同通讯作者,团队胡红副教授、陈静助理研究员、谭春林副教授,博士生蒲秀兰、毕业硕士生谭鑫为共同作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、四川省自然科学基金、四川省博士后基金等项目的资助。成都中医药大学药用植物活性天然产物与生物合成研究团队瞄准创新药物研发、人工智能、合成生物学等国际前沿,面向国家和人民对原创新药的重大需求,系统开展药用植物药效物质基础、前沿交叉和转化应用研究,包括:(1)立足我国西南地区药用植物资源优势,以其功能主治、民间利用背景以及化合物结构特征为基础,深入开展新颖结构活性天然产物发现及药效物质基础研究,构建特色天然化合物库。(2)针对自身免疫性疾病、神经精神疾病、代谢性疾病等中药功效显著的领域,通过分子药理与整体动物药效并重策略,发现有重要研究价值的药物先导分子,进一步开展结构优化、作用机制和靶点以及成药性研究,进行创新药物研究与开发。(3)针对具有重要药用价值的活性天然产物,开展生物合成途径解析与生物合成酶催化机制研究,建立绿色高效的合成生物学技术体系。目前团队已承担国家自然科学基金杰出青年科学基金、优秀青年科学基金、重点、联合基金重点等项目50余项;在Angew Chem、Plant Cell (cover article)、Acta Pharm Sin B、New Phytol、Nat Prod Rep、Sci China Life Sci、Plant Com (cover article) 等期刊发表SCI论文150余篇,获授权国家发明专利20余项,获云南省自然科学奖一等奖。https://doi.org/10.1093/hr/uhae327
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