科技系列动态（2024年第二期）

研究进展

（一）药品监管科学研究

1.山东大学孙金鹏教授团队在GPCR药物靶点领域取得新进展

近日，山东大学基础医学院孙金鹏教授团队联合浙江大学张岩/毛春友团队在MolecularCell杂志上在线发表研究论文“ConformationaltransitionsandactivationoftheadhesionreceptorCD97”。研究团队通过解析CD97黏附类G蛋白偶联受体的非激活和激活状态冷冻电镜结构，结合细胞功能实验和分子动力学模拟，明确了CD97感知机械力过程中的结构变化和激活机制。这是世界上首次揭示黏附类GPCR非激活状态的电镜结构，也为未来相关药物发现提供了关键信息。山东大学基础医学院肖鹏教授为论文共同第一作者，孙金鹏教授为论文共同通讯作者。

孙金鹏教授团队长期致力于粘附类GPCR结构机制解析和功能探究，并发表了多篇高水平连续性工作，其中团队于2021年和浙江大学张岩教授实验室以及药物所徐华强团队合作，在Nature杂志上发表了糖皮质激素膜受体GPR97的复合物电镜结构并阐明了其激活机制（Nature.2021;589:620-626）；并于2022年和药物所徐华强及西安交大张磊教授团队合作，在Nature杂志上同期发表背靠背文章，阐明了粘附类受体的短肽识别机制与机械力感知机制（Nature.2022;604(7907)763-770；Nature.2022Apr;604(7907):771-778），并发现了黏附类受体家族GPR126的内源性配体孕酮和17羟基孕酮（ProcNatlAcadSciUSA.2022Apr12;119(15):e2117004119），以及GPR64的内源性配体DHEA（NatChemBiol.2022Nov;18(11):1196-1203）等，本篇文章也是团队相关领域的又一延续性工作。

CD97，也被称为ADGRE5，是人类中第一个被克隆的aGPCR，属于表皮生长因子亚家族。CD97在免疫系统中高度表达，充当了炎症响应和细胞稳态的关键调节器，与各种免疫性疾病的发生密切相关。同时CD97受体参与肿瘤的血管新生过程，在多种恶性肿瘤中高度表达。因此CD97在免疫疾病和肿瘤治疗方面显示出了强大的潜力，是靶向药物开发的关键焦点。尽管先前aGPCR的其他成员的激活态结构机制研究已经报道，但是由于缺乏关于受体非激活状态结构信息，导致aGPCR拮抗剂的开发面临着重大挑战。

本研究通过冷冻电镜技术解析了CD97受体的带有GAIN结构域的非激活状态结构和Stachel序列激活下的CD97-β-G13复合物激活态结构，揭示了aGPCR从非激活状态转变为激活状态的动态调控机制。该研究的具体发现包括：

（1）与传统GPCR的激活态不同黏附类GPCR非激活状态结构更加紧凑

从CD97的非激活状态结构中，研究人员发现黏附类G蛋白偶联受体CD97在其非激活状态下表现出更紧凑的构象，即TMs6/7的胞外末端没有外扩，而是靠近受体其他的跨膜结构域，这就导致这类家族在非激活状态下配体结合口袋的体积小于其他GPCR家族。所以这类受体有着不同于传统GPCR的非激活状态结构，这为后续靶向黏附类GPCR的拮抗剂的设计和开发提供了崭新的思路。

（2）揭示了CD97识别Stachel序列及受体动态调控的通用机制

Stachel序列从GAIN结构域中释放激活受体是CD97的核心信号转导调控机制。研究人员解析了CD97在Stachel序列激活下，与下游信号蛋白G13的复合物结构。将上述非激活态结构与激活态结构进行结构比对，发现在激活过程中，CD97的细胞外和细胞内发生显著的构象转变，在胞内外创造出更大的空腔，用于结合Stachel序列和下游信号蛋白G13。同时研究人员使用分子动力学模拟，研究了CD97从非激活状态转变为激活状态过程中的受体关键残基的能量差异和Stachel序列相互作用残基的能量变化。研究发现，受体的能量转化对CD97的激活具有推动作用。因此这是CD97特有的全新激活调控模式，这些新的发现扩展了人们对黏附类GPCR激活机制的认识。

孙金鹏教授课题组团队长期聚焦于膜受体药理学研究，系统性地揭示了一系列aGPCR的激活作用机制以及生理调控功能，以通讯作者在Nature(x7)，Science(封面)，Cell(x2，一篇封面)，CellMetab，NatMetab，NatChemBiol(x3)，PNAS(x6)，NatCommu(x7)等杂志发表文章70余篇。上述研究得到国家自然科学基金项目、高等医学研究院前沿学科发展基金、优秀青年科学基金等资助。

2.中国药科大学杨勇/林昂团队在预防及治疗型mRNA疫苗领域取得重要进展

近日，疫苗学和传染病学领域国际知名期刊EmergingMicrobes&Infections、NPJVaccines分别在线发表中国药科大学杨勇/林昂团队在带状疱疹预防型mRNA疫苗、慢性乙肝治疗型mRNA疫苗领域的研究成果。

带状疱疹在50岁及以上人群中高发且近年来呈发病低龄化趋势。目前，GSK旗下带疱疫苗Shingrix占领了全球带疱疫苗市场，虽然保护力优越，但存在价格昂贵、副作用大、供应不足等问题。中国药科大学杨勇/林昂团队团队基于多年mRNA疫苗基础和应用研究经验，开发出一款覆盖更多T细胞表位、编码病毒gE全长蛋白的mRNA疫苗，该疫苗在诱导天然免疫激活、病毒特异性T、B细胞应答、抗体应答和Fc功能、安全性等多方面均显著优于Shingrix。团队进一步围绕疫苗免疫应答的发生机制展开研究，鉴定出与mRNA疫苗特异性应答相关的免疫标志物，提示特殊吞噬细胞群体在疫苗接种后的一过性升高可能影响mRNA疫苗的免疫效力，为后续mRNA疫苗递送载体开发提供参考。

当前，全球范围存在近2.4亿慢性乙肝患者，临床上以干扰素和核苷类似物为基础的治疗手段无法诱导持续的病毒学抑制。临床上，慢性乙肝患者血清HBsAg的长期存在是慢肝向肝硬化和肝癌发展的关键因素之一。近年来备受瞩目的GalNAc-siRNA药物虽能靶向病毒本身，却很难逆转慢性HBV感染导致的免疫功能损伤。基于此，团队在国际上首次探索mRNA技术在慢肝治疗中的应用潜力。结果显示：HBV治疗型mRNA疫苗三针接种后，HBV小鼠血清HBsAg彻底清除并在208天观察期内无反弹。此外，该疫苗在HBV小鼠中诱导高水平的病毒中和抗体，成功实现血清学转化。而在与临床一线治疗药物恩替卡韦的比较中，三针mRNA疫苗治疗即可达到恩替卡韦连续15天给药的病毒DNA清除效果，但恩替卡韦无法有效清除血清HBsAg且未诱导抗病毒抗体的产生。该研究为慢性乙肝治疗型疫苗开发提供了新思路，团队正在推进该款治疗型疫苗的后续转化工作。

上述工作获得中国药科大学兴药青创启动基金、中央高校原创探索项目基金、江苏省自然科学青年基金等资助，并获得来自山东大学、瑞典KarolinskaInstitute、江南大学、大连医科大学等多所院校的合作支持。

3.哈尔滨医科大学季勇教授团队揭示蛋白质巯基亚硝基化修饰在主动脉瘤/夹层中的关键作用及机制

2024年2月15日，哈尔滨医科大学寒地心血管病全国重点实验室季勇教授团队首次揭示了Septin2的巯基亚硝基化修饰在调控巨噬细胞功能及主动脉瘤/夹层中的重要作用及机制。研究成果论文《S-nitrosylationofSeptin2ExacerbatesAorticAneurysmandDissectionviaCouplingtheTIAM1-RAC1AxisinMacrophages》发表在心血管领域权威期刊Circulation(IF=37.8)

主动脉瘤/夹层是一类大血管病变，致死致残率高，严重威胁患者生命健康。蛋白质巯基亚硝基化修饰（S-nitrosylation，SNO）是一种蛋白质翻译后修饰，是指NO与蛋白质半胱氨酸的自由巯基(-SH)相互作用生成亚硝基硫醇(-SNO)。SNO修饰会影响蛋白质的定位，性质，功能以及蛋白质间的互作等。

季勇教授团队从临床样本出发，发现主动脉夹层患者的病变的血管组织及外周血单核细胞中Septin2的巯基亚硝基化修饰水平明显增加。随后在动物水平和细胞水平上明确了巨噬细胞中Septin2的SNO修饰在主动脉瘤/夹层中的关键作用及分子机制。研究证实：在病理因素的刺激下，巨噬细胞产生大量的诱导型一氧化氮合酶（iNOS），催化产生大量NO,诱导Septin2的第111半胱氨酸位点发生SNO修饰，进而影响下游的TIAM1/RAC1/NF-kB信号通路，促进巨噬细胞介导的血管炎症反应及主动脉瘤/夹层的发生。在此基础上，团队发现靶向于该通路的化合物NSC23766和R-酮咯酸在主动脉瘤/夹层的防治中发挥了有效作用。

季勇教授和南京医科大学谢利平教授、南京市鼓楼医院王东进教授为该论文共同通讯作者。南京医科大学基础医学院张艳副教授、药学院张昊博士及赵爽副教授为该论文共同第一作者。该工作还得到了南京医科大学第一附属医院韩艺教授、王连生教授，南京市鼓楼医院周庆教授，哈尔滨医科大学于波教授、张志仁教授，南京医科大学顾爱华教授、陈峰教授和中国科学院王秀杰教授、刘鑫老师的支持和帮助。该项研究获得国家自然科学基金专项项目，国家自然科学基金创新研究群体项目，科技部重点研发计划等项目的资助。

4.山东大学刘招舰、宋坤教授合作发现卵巢癌中RNA剪接新靶点和干预策略

近日，山东大学基础医学院/高等医学研究院刘招舰教授、山东大学齐鲁医院宋坤教授团队合作在AdvancedScience杂志（中科院1区TOP期刊，五年影响因子：16.7）在线发表题为“SplicingFactorPQBP1CurtailsBAXExpressiontoPromoteOvarianCancerProgression”的研究成果。山东大学博士后刘曦涵为该论文的第一作者，刘招舰教授、宋坤教授为该论文的共同通讯作者，山东大学为该论文的第一作者单位和通讯作者单位。

卵巢癌被称为“妇癌之王”，死亡率远高于其他妇科肿瘤，严重威胁女性生命健康。深入探究卵巢癌的发病机制，发现新的靶点和治疗策略，对提升卵巢癌患者的治疗效果和延长生存期具有重要意义。

在本研究中，团队聚焦于剪接因子PQBP1（多聚谷氨酰胺结合蛋白1），PQBP1基因的突变会导致智力障碍和儿童自闭症。有趣的是，PQBP1在卵巢癌中高表达并与不良预后相关；后续深入研究发现PQBP1调控包括BAX在内的多个细胞凋亡相关基因的可变剪接，PQBP1高表达可引起BAX基因发生错误剪接并最终导致BAX蛋白水平的降低，抑制卵巢癌细胞凋亡。

基于建立的RNA药物研发技术体系，团队筛选出靶向BAX可变剪接的反义寡核苷酸（ASO）药物，发现其能够逆转PQBP1高表达引起的BAX错误剪接并有效诱导卵巢癌细胞凋亡。靶向BAX错误剪接的ASO药物可能为卵巢癌提供潜在的治疗策略。

刘招舰教授团队长期聚焦于RNA剪接调控机制及干预策略研究，相关成果发表在NatureCommunications（2022,2023）、CellDeath&Differentiation（2017,2022）等杂志；团队建立了RNA药物研发的全链条技术体系，授权国家发明专利5项，部分研究成果成功实现了转化。宋坤教授团队致力于妇科肿瘤临床诊治与精准诊治策略研发，相关研究成果发表在LancetOncology（2023）、LancetDigitalHealth（2022）、CellGenomics（2023）等杂志。

本研究得到国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划项目的资助。

5.沈阳药科大学在钴催化烯烃双官能团化合成方法学研究领域取得新进展

近日，化学领域权威期刊JournaloftheAmericanChemicalSociety（IF=15.0）在线发表了沈阳药科大学金盛飞研究员课题组在钴催化烯烃双官能团化合成方法学领域的最新研究成果，文章题目为“Cobalt-catalyzedcarbon–heteroatomtransferenablesregioselectivetricomponent1,4-carboamination”。这是沈阳药科大学首次在该化学顶级期刊发表研究论文并被选为封面文章。

新颖催化体系的开发一直以来都是创新药物开发、先进材料合成和合成砌块构建的主要发展驱动力之一。金属催化的氢原子转移（MHAT）反应为不饱和化合物的氢官能团化提供了有力的合成手段。近年来，将MHAT与高价烷基钴（IV）复合物相结合的策略为烯烃氢官能团化反应提供了一种通用的合成方法。然而，钴催化烯烃的三组分碳-杂原子双官能团化反应研究却从未被报道。

在该项研究中，课题组开发了一种全新的Salen钴催化的烯烃三组分双官能团化策略。在底物范围方面，课题组考察了结构多样的羧酸、二烯、苯胺，通过有机小分子光催化剂和钴催化的协同作用实现了1,3-二烯的区域选择性1,4-碳胺化，简洁高效地完成了一系列烯丙基胺的合成，反应条件温和、区域选择性良好。该方法无需预先活化羧酸、提前构建烯丙基片段以及保护敏感官能团，底物普适性好。在此基础上，课题组选取了一系列结构复杂的活性天然产物和药物分子为底物进行尝试，取得了非常好的效果，显示了该方法较广的官能团耐受性以及在药物、天然产物后期结构修饰的潜力。在机理研究方面，合作者OlegLarionov教授课题组通过理论计算解释了该反应的区域选择性、立体选择性。重要的是，该方法在药物化学等研究领域有的着非常好的应用潜力，通过该方法可以快速实现两种药物或活性片段的连接，相信未来可以为双靶点药物以及靶向蛋白降解嵌合体（PROTAC）药物的研究提供助力。

沈阳药科大学药物化学专业2021级博士研究生庄凯童为论文第一作者，金盛飞研究员与美国德克萨斯大学圣安东尼奥分校OlegLarionov教授为共同通讯作者，沈阳药科大学为第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

6.山东大学马春红/刘新泳/韩博团队合作发现肝细胞肝癌的潜在治疗新策略

近日，JournalofHepatology(IF=25.7)在线发表题为“IncreasedSiglec-9/Siglec-9LinteractioninNKcellspredictspoorHCCprognosisandcanbeatargetablecheckpointforimmunotherapy”的研究论文。山东大学基础医学院教授马春红、梁晓红，药学院教授刘新泳以及山东大学齐鲁医院病理科教授韩博作为共同通讯作者，博士研究生肖榕、博士后田野为共同第一作者，山东大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。

肝细胞肝癌（HCC）发病率高、死亡率高，是全球第三大癌症相关死亡原因。近年来，免疫检查点抑制剂(ICIs)为肝癌的治疗带来了革命性的突破，但总体缓解率较低且易在全身多器官导致免疫相关不良反应，因此，有必要进一步探索寻找更好地治疗肝癌的免疫检查点靶点及药物。NK细胞具有强大的杀伤肿瘤细胞的能力，在肝脏中含量丰富，其表面活化性和抑制性受体有平衡控制NK细胞的功能。异常唾液酸化是肝癌等多种肿瘤的特性，唾液酸化蛋白可以作为NK细胞抑制性受体的配体，限制NK细胞的免疫监视作用。Siglecs作为唾液酸化蛋白的受体家族蛋白，近年作为新兴的免疫检查点受到了广泛的关注，其中Siglec-7和Siglec-9是主要表达在人NK细胞上的两个Siglec家族蛋白，但其在HCC微环境中的空间互作网络及其作为治疗靶点的潜力尚不明确。

研究团队利用数据库分析和多标记免疫荧光对肝癌临床组织芯片中Siglec-7和Siglec-9与其配体的空间分布特征进行分析，发现Siglec-9及Siglec-9L显著高表达于TINK，且与预后负相关；进一步分析发现，在肿瘤组织中，与Siglec-9+NK细胞与Siglec-9L+NK细胞有更强的相互作用；而Siglec-7及其配体不参与调控肝癌发生发展。以上结果表明Siglec-9/Siglec-9L可作为NK细胞上肝癌免疫治疗的潜在干预靶点。接下来研究团队基于虚拟对接、生物膜干涉技术（BLI）和表面等离子共振技术（SPR），从306,709个小分子化合物中筛选到一个与Siglec-9结合的小分子化合物MTX-3937。体内外实验证实，MTX-3937通过抑制Siglec-9信号通路提高NK细胞抗肿瘤免疫，并抑制NK细胞的凋亡促进其稳态，表明MTX-3937可以作为先导化合物，具有HCC免疫治疗的临床应用前景。

综上，该研究阐明了HCC微环境中免疫细胞Siglec-9及其配体表达水平及预后相关性，阐明了HCC微环境中免疫细胞Siglec-9及其配体表达水平及预后相关性，筛选出具备肝癌治疗潜力的、靶向Siglec-9的小分子化合物MTX-3937，为肝癌免疫治疗提供了新的靶点和策略。

该研究得到了山东大学齐鲁医院检验科赵地、山东第一医科大学附属省立医院肝胆外科王建平和山东大学转化医学共享平台提供的支持。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省泰山学者攀登计划、山东省自然科学基金等项目的资助。

马春红教授团队长期致力于探索肿瘤免疫微环境调控机制及干预策略，相关研究成果发表在Gut,NatCommun,Hepatology,JHepatol,JExpMed,MolecularTherapy,CancerRes,CellMolImmunol,CellRep,SignalTransductTargetTher,AdvSci,JImmunotherCancer,SciTranslMed等杂志。刘新泳教授团队长期致力于基于靶标结构和多种药物化学策略相结合的药物研究工作，聚焦于抗病毒药物、重大慢性病药物和免疫调节剂的先导发现、优化和药物开发。近年来已有多个抗病毒、抗痛风创新药物实现成果转化，相关成果在JMedChem等期刊累计发表SCI论文400余篇。

7.沈阳药科大学在前药自组装纳米粒递药技术研究领域取得新进展

近日，Cell旗下子刊CellReportsMedicine（IF=14.3）在线发表了沈阳药科大学孙进教授课题组和孙丙军教授课题组在前药自组装纳米粒递药技术研究领域的最新研究成果“Tetrasulfidebondbooststheanti-tumorefficacyofdimericprodrugnanoassemblies”。

二聚体前药自组装纳米粒（DPNAs）由偶联两个药物分子的二聚体前药自组装形成，具有制备方法简单、载药量高、辅料相关毒性低等优点，是提高化疗药物治疗效率和安全性的有效策略。然而，合理设计DPNAs仍是一项巨大挑战。抗肿瘤二聚体前药的结构主体由药物分子组成，这严重限制了它们的自组装能力，影响体内命运。此外，前药能否在靶部位转化为活性药物并在正常器官组织中保持药理惰性也决定了其疗效和安全性。结合近年的研究经验，该团队概括性地总结出决定DPNAs疗效与安全性的三个关键指标：化学稳定性、组装稳定性和激活选择性，以评价DPNAs用于抗肿瘤治疗的应用前景。

二硫键具有接近90°的键角和二面角，可以有效提高前药的自组装能力。此外，二硫键能够响应肿瘤微环境特异性高表达的谷胱甘肽（GSH），被用作设计前药自组装纳米递送系统的“黄金标准”。该团队曾发现二硫键在前药中的位置（如相对于酯键的α-/β-/γ-位置）对DPNAs的化学稳定性、组装稳定性和激活选择性有显著影响（NanoLetters，2018，18（6）：3643-3650；NatureCommunication，2019，10：3211）。例如，γ-二硫键桥连DPNAs具有良好的化学稳定性，但是激活选择性不足，进而使其疗效受到影响；而可快速激活释放活性母药的α-二硫键桥连DPNAs具有较强的抗肿瘤效果，但是化学稳定性较差，存在血液等环境中脱靶释放的问题，可能带来安全隐患。在前期工作中，该团队利用三硫键独特的含硫二面角和GSH高敏感性，突破“黄金标准”，制备了兼具高载药量、高自组装稳定性和高肿瘤选择性三大优势的前药自组装纳米递送系统，引发了广泛的关注，同时也将多硫键在DPNAs的应用带入大众视线中（ScienceAdvances，2020，6（45）：eabc1725；NatureCommunications，2022，13（1）：7228；NanoToday，2022，44：101480）。

在这项研究中，该团队进一步探讨四硫键在构建前药自组装纳米递送系统中的应用。课题组设计了一系列四硫键桥连卡巴他赛（CTX）二聚体前药，系统地考察了四硫键的化学位置对于DPNAs的影响。在综合化学稳定性和激活选择性等因素后，选择了最具潜力的γ-4S-2CTX，并设计了相应二硫键/三硫键桥连前药作为对照。与三硫键和二硫键相比，四硫键赋予DPNAs更强的自组装能力，保证了DPNAs在体内的稳定性。值得注意的是，四硫键具有超高还原反应性，使DPNAs成为高选择性的“肿瘤炸弹”，可以被肿瘤部位的高水平GSH选择性“引爆”，释放毒性CTX杀伤肿瘤细胞。此外，该团队还提出了一种“火上浇油”的策略，通过补充外源还原剂来进一步加强肿瘤部位的还原应激，加速γ-4S-2CTXNPs的活化，从而获得更好的抗肿瘤效果，并同时提高了其肿瘤选择性。

沈阳药科大学2021级博士研究生左诗意为论文第一作者，无涯创新学院孙进教授和孙丙军教授为共同通讯作者，沈阳药科大学为唯一通讯单位。

该研究得到了国家重点研发计划（2022YFE0111600）、国家自然科学基金（82272151，82204318）、辽宁省博士科研启动基金（2021-BS-130）、辽宁省教育厅高等学校基本科研项目（LJKZ0953）和沈阳市中青年科技创新人才支持计划（RC220389）的资助。

（二）医疗器械监管科学研究

IFI44L基因甲基化检测试剂盒（PCR-熔解曲线法）获批上市

近日，国家药品监督管理局批准了深圳市赛尔生物技术有限公司“IFI44L基因甲基化检测试剂盒（PCR-熔解曲线法）”创新产品注册申请。

该产品采用PCR熔解曲线法,对人体全血样本中IFI44L（干扰素诱导蛋白44L）基因启动子区域DNA甲基化水平定性检测，联合其它指标，可用于系统性红斑狼疮的辅助诊断。该产品由我国自主研发并拥有自主知识产权，可在系统性红斑狼疮患者出现重要器官受累前进行诊断，对于系统性红斑狼疮防治、改善患者的生活质量、提高患者生存率具有重要意义。