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青蒿素来源于药用植物黄花蒿（Artemisia annua L.），是含过氧桥结构的倍半萜内酯类化合物。以青蒿素为基础的联合用药（ACTs）是治疗疟疾特别是恶性疟现有的首选、最佳方法，每年挽救数千万人的生命。此外，青蒿素及其衍生物还对红斑狼疮、风湿、乳腺癌、多囊卵巢综合征等疗效显著，还可用于治疗非酒精性脂肪肝、肺结核、I型糖尿病、自身免疫性疾病和炎症性疾病等。青蒿素每年需求量巨大，随着其多种医药用途的不断开发，需求将进一步增大。黄花蒿腺毛是青蒿素体内合成、分泌、积累及储存的场所，是青蒿素的唯一天然来源。但黄花蒿腺毛中青蒿素的合成量较低，如何有效提升其产量是科研界与产业界亟待攻克的重要课题。2024年9月，Medicinal Plant Biology 在线发表了海军军医大学谭何新教授团队题为Glandular trichomes: the factory of artemisinin biosynthesis 的综述文章。系统阐述了黄花蒿腺毛的形态和功能、影响腺毛生长发育的因素以及分泌型腺毛中青蒿素的合成机制，并对其发展前景进行了展望，以期为黄花蒿优质品种的培育及青蒿素产量的提升提供理论依据。黄花蒿叶、茎、花上分布有分泌型和非分泌型两种腺毛。分泌型腺毛（AaGSTs）由5对细胞组成：1对基底细胞（Basal cells）、1对柄细胞（Stalk cells）、1对顶细胞（Apical cells）和2对近顶细胞（Subapical cells），在顶细胞和近顶细胞的外面包裹着一个囊状结构，用来贮存青蒿素等化合物。黄花蒿非分泌型腺毛（AaTNGs）由5个细胞组成，亦称“T”型腺毛，在抵御多种生物与非生物胁迫中扮演重要角色（图1）。 ![]()
青蒿素主要在AaGSTs中合成、分泌、储存，AaGSTs的生长发育直接关系到青蒿素的合成。因此，增加黄花蒿腺毛数量和密度是提高青蒿素产量的重要手段之一。近年来，科学家们探索研究了包括转录因子、植物激素以及MicroRNA等多种影响黄花蒿腺毛生长发育的因素（图2）。MYB、AP2/ERF、HD-ZIP、WRKY等转录因子家族被证实在调控腺毛发育过程中起重要作用。植物激素作为关键信号分子，通过诱导转录因子的表达来调控黄花蒿腺毛生长发育及青蒿素生物合成。MicroRNA的研究为青蒿素含量的提高提供了新的可能。这些研究揭示了腺毛在青蒿素生物合成中的重要地位和作用，为黄花蒿的品种改良和青蒿素产量提升提供了更加全面的科学指导。然而植物转录因子数量庞大，调控网络复杂，其潜在的分子机制大部分仍然是未知的。因此，进一步探索腺毛发育及其内青蒿素合成的分子机制十分必要，特别是转录因子之间、转录因子与MicroRNA之间的协同调控作用。此外，该文还对青蒿素的生物合成途径及关键酶进行了简要概述（图3）。青蒿素的生物合成途径还有一些未解步骤，在充分解析生物合成途径的基础上，通过调控代谢流重塑来实现青蒿素产量的提升，也将是非常有潜力的研究方向。海军军医大学药学院硕士研究生赵巧娟、李明育及博士研究生张明惠为该论文共同第一作者，谭何新教授为通讯作者。该工作获得了国家自然科学基金项目（82122072）、上海市自然科学基金项目（21ZR1477800）、上海市中医药研究项目（2024PT010）的资助。原文链接：
https://doi.org/10.48130/mpb-0024-0018
mpb-0024-0018.pdf
特邀作者：赵巧娟
编辑：顾笑寅
审核：王丽瑶
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About Medicinal Plant Biology
Medicinal Plant Biology 是一本开放获取的期刊，致力于传播药用植物领域的最新研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、方法、评论、观点、社论等。期刊主编由中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚院士和John Innes Centre的Cathie Martin院士共同担任。目前期刊已被DOAJ、CABI等数据库收录。
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