近日,上海交大呂海濤課題組受邀在愛思維爾旗下著名藥理學頂級期刊Pharmacology & Therapeutics(IF 10.557),發表功能代謝組學創新中藥功能組分治療發現研究的年度Critical Review“Functional Metabolomics Innovates Therapeutic Discovery of Traditional Chinese Medicine Derived Functional Compounds“,已經被正式接受並出版。上海交大系統生物醫學研究院呂海濤研究員為論文通訊作者、上海交大呂海濤課題組2019級碩士生王天宇、2020級博士生(碩轉博)劉京淨、2017博士生羅夏琳、和2018級博士生胡龍龍為論文共同第一作者。論文部分主題內容得到國家重點研發計畫課題、國家自然科學基金和上海交大高層次人才啟動基金的支持。
中藥現代研究與開發覈心目標是創新藥物發現與開發(Drug Discovery and Development,DDD),以更好地用於不同疾病的臨床預防與治療,切實良好改善群體健康(Population Health)。鑒於中藥化學物質組成和藥物作用管道的複雜特性,傳統方法策略尚有局限,囙此中藥功能組分成藥性研究仍然進展緩慢(Developing Druggability)。以系統生物學理念驅動的功能代謝組學(Functional Metabolomics)策略具有很好的實踐前景,或許會帶來中藥現代研究可預期的重大突破(Bright Future)。
文章以全新視角,從分子代謝、調控與互作角度梳理疾病發生發展與轉歸的分子機理與分子特徵,進而從中藥功能分子與疾病特徵代謝分子之間的互作維度,提出功能代謝組學,並闡明其在中藥功能組分治療發現研究方面的優勢和前景。鑒於中藥多組分的客觀内容,基於現有蛋白靶點發現、驗證和實踐的系統總結,針對中藥治療疾病過程的分子特徵與分子内容,提出適合中藥功能組分研究的全新概念,疾病功能生物標記物(Disease-Functional Metabolite Biomarker,DFMT)和系統代謝靶點(Systems Metabolic Target,SMT),强化總結和展望Functional Metabolomics(V1.0)用於中藥功能組分成藥性研究的理論基礎和實踐潜力。
此外,文章針對從系統代謝複雜内容的認知與量測出發,提出Functional Metabolomics(V 2.0)-STORM-SpatialTemporalOperativeRealMetabolomics策略,賦予功能代謝組學以更精准、動態和可操控的功能分析内容,即在實踐應用中加入組織與細胞質譜成像靶向刻畫(Tissue-Cell Wide Spatial-MS Imaging),融合目標功能分子定性與定量時間代謝流動態量測(Qualitative and Quantitive Temporal Metabolic Fluxomics),綜合化學蛋白組學策略精准捕獲功能調控錶型(Chemical Proteomics Locking Metabolic-Functional Phenotype)以及引入體外合成化學和體內合成生物學精准合成策略(Precision-Synthesis Strategy Steering Metabolic Modificatons and Modulations),全面系統實現對具有特徵疾病機理的分子進行靶點效應精准確證(SMT for Therapeutic Screening),以及中藥確定功能組分的結構精准優化與改造(SMT driven Structural Optimization and Modificaton),實現功能組分從治療機理研究向良好成藥性研究的跨越(Functional Compounds based DDD)。同時,隨著STORM策略的開發,完善與陞級,具有巨大潜力,可以應用於生命科學/生物醫藥不同領域關鍵科學問題的基礎探索與轉化應用實踐。
論文連結:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0163725821000267
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