学术上,发表原创科研文章200多篇,有五篇发表在《科学》和《自然》及子刊杂志上,其中三篇为第一或通讯作者。 基础研究方面,开展两方面的工作: 1.血液学中纤溶研究
血管损伤后血液从血管流出,但在正常生理条件下,出血将在数分钟后自行停止,称为生理止血,从而保持了血管的完整性。血液凝固过程中形成的纤维蛋白,一段时间后会被被分解,这被称为纤维蛋白溶解(简称纤溶)。参与纤溶过程的一系列化学物质组成的系统称为纤溶系统。纤溶系统主要包括纤维蛋白溶解酶原(纤溶酶原)、纤溶酶原激活物、纤溶抑制剂等。 纤溶酶原(plasminogen)由肝脏大量合成,循环于血液中,浓度高0.1-0.2mg/ml。当血液凝固时,形成纤维蛋白网,纤溶酶原大量吸附在纤维蛋白网上。在激活物(plasminogen activator, PA)的作用下,纤溶酶原转变成具有催化活性的纤溶酶。 纤溶酶原的激活物(PA)存在于血液、各种组织和组织液中,包括: (1) 组织激活物(tissue-type plasminogen activator, tPA) ,组织激活物存在于很多种组织细胞中,以子宫、甲状腺和淋巴结等组织中含量最高,肺和卵巢次之。正常时,组织激活物存在于细胞内,当组织受损时释放入血,促使纤溶酶原变为纤溶酶。如临床病人,如实施某些器官手术后,常易发生渗血现象。又如妇女的月经血也不凝固,都与这些组织内,含有丰富的组织激活物有关。重组的组织激活物蛋白质(rtPA, 阿替普酶)在临床上被用于缺血梗塞性脑卒中的治疗,用于梗塞脑血管的再开通。 (2) 尿激酶激活物(urokinase-type plasminogen activator, uPA),简称尿激酶。它是肾脏及泌尿道上皮细胞释放的,存在于泌尿系统中,此外,在胆汁、唾液、乳汁、脑脊液、羊水、腹水、关节腔液中,均含有尿激酶,具有防止纤维蛋白栓塞,保持管腔通畅的生理作用。 纤溶酶是血浆中活性最强的蛋白酶,但其特异性较差。它可以逐步将整个纤维蛋白分子,水解分割成很多可溶性的小肽(蛋白质碎片),这些小肽统称为纤维蛋白降解产物。此降解产物一般不再凝固。 血管内出现血栓时,纤溶作用主要局限于血栓发生处,而不扩展到周围血液。这可能是由于血浆中有大量抗纤溶物质(alpha2-antiplasmin, a2AP),迅速抑制纤溶酶的活性。血栓中的纤维蛋白分子吸附的大量纤溶酶激活物(PA)也能够被另外一种抗纤溶物质(plasminogen activator inhibitor, PAI-1)迅速抑制。 我们测定了一系列血栓形成和纤溶系统中的重要蛋白质的三维结构,包括尿激酶受体和尿激酶复合物uPAR:uPA,uPA:peptide, tPA:PAI-1和uPA:PAI-1的晶体结构。并且研发了一系列的抑制剂,如针对PAI-1和uPA的抑制剂,发现了抑制剂研发的新原理;还开发了受体uPAR的抑制剂,把其中一个抑制剂ATF和人血清蛋白HSA融合以提高血浆半衰期和提供融合蛋白的药物载体性质。在国际学术杂志上发表了一系列的高水平研究论文和综述,获得了国家基金委重大国际合作和科技部863等国家级项目的资助,也获得国外机构如澳大利亚国家健康与医学研究理事会(NHMRC)的资助,此外,还获得了制药公司的资助,包括了美国辉瑞制药、中科院诺和诺德中心和浙江海正制药。 2. 基于光动力学的肿瘤靶向治疗、抗感染、以及荧光检测研究
基于光动力学的肿瘤靶向治疗、抗感染、以及荧光检测研究:发展了单一羧基取代的酞菁锌(CPZ)的大量合成和纯化(Chen et al.,Inorg Chem Commun 2006;9:313),这项专利技术使得有可能把酞菁锌和多肽或蛋白通过化学偶联中一起、制备靶向性的光敏剂,使用该技术开展了系列主动靶向光敏剂的抗肿瘤研究,例如,通过尿激酶受体抑制剂(如ATF)靶向的光敏剂(如Chen et al., Acta Biomater 2014,10:4257-68);通过促性腺激素释放激素靶向乳腺癌并避免血脑屏障通透性的光敏剂(Xu et al., PLOS One 2012;7:e37051);靶向肿瘤表面负电荷的光敏剂(Chen et al., ChemMedChem 2010;5:890)、以及表面电荷对靶向性的影响(Li et al., Bioconj Chem 2012;23:2168)。 与传统抗感染药物相比,光动力在抗感染有其独特的优点,如(1)抗菌谱广,可用于细菌、真菌、病毒、原虫等,对耐药菌株也同样有效;(2)该方法产生的细胞活性物质的扩散距离很短,在< 100埃之内就被灭活,因此能避免对毗连的宿主组织的损害;(3)可通过多种给药方式使光敏剂到达感染处,且多次治疗后病原微生物不会产生对光动力治疗产生耐受性等。我们在光动力抗感染领域也开展了系列研究工作、发展了靶向性广谱抗菌光敏剂znpc(lys)5,取得了显著的成果:chen et al., J Porphyr Phthalocya 2011,15:293-9;Chen et al., J Lumin 2014,152:103-107;Chen et al., J Biomed Opt 2016,21,018001。该项技术已经转让给青岛阳光动力共同开发基于此技术的产品,其中数种产品已经进入销售。 该项专利技术(单羧基酞菁锌)也用于纳米光敏剂的研究(Li et al., Theranostics 2019;9(3):884-899; Li et al., Theranostics 2014,4:642)。该项专利技术也可用于在体和体外的生物检测。工程中心的黄金陵、陈耐生、薛金萍教授发展了一种国内自主研发的、第一个1.1类光敏剂药物(“福大赛因”),并进入了临床二期实验,结果显示“福大赛因”体内毒性小、并有显著疗效!表明光动力技术在抗菌、抗肿瘤等方面有广泛的应用前景。我们在系列酞菁光敏剂的合成和药学研究领域坚持了十多年的研究工作,发表了系列文章和综述(Zafar et al., Curr Drug Metab 2015;16:816)。
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