我院分析化学教研室赵龙山熊志立教授团队在分析化学领域顶级期刊Analytical Chemistry上发表高水平研究成果

中药产业是我国拥有自主知识产权、具有巨大自主创新潜力的战略性新兴产业之一，在健康中国战略中具有重要意义。中药活性成分因其药效作用明确、骨架结构多样、生物活性广泛、易于获取等特点，在新药的研发中具有举足轻重的地位。然而，中药化学成分复杂，并非所有化学成分均是活性分子。如何运用现代科技手段快速准确地从中药资源中筛选出有效成分是实现中药现代化发展所面临的重要问题。

随着“精准医疗”概念的提出及现代分子生物学的发展，传统的以反复的“分离-纯化-活性测试”为基础的药物筛选模式已进入了更为“精准”的靶向药物分子设计策略。基于生物大分子修饰纳米材料的靶向仿生筛选技术是一种结合生命科学和分析化学技术的生物工程方法，在中药活性成分的筛选和分析中受到了广泛关注。蛋白质、酶、细胞膜等大分子化合物已被用作筛选候选药物的靶标。其中，细胞膜具有完整的生物结构和复杂的生物界面，在许多方面要优于其他生物大分子。现代药理学研究发现，体内药物结合和作用的关键步骤是与细胞膜上特定的受体、通道或酶结合，膜蛋白是大约50%现代药物的主要靶标。因此，与细胞膜结合的化合物很可能是潜在的先导化合物。可以预见，基于细胞膜修饰的仿生纳米粒子将成为筛选和分离中药活性成分的有效工具。

在此背景下，赵龙山、熊志立教授团队通过化学键合法精准构建了终板软骨（CEP）细胞膜包覆尼罗红负载沸石咪唑骨架修饰的磁性氧化石墨烯（CEP/MGO-ZIF-8-NR）纳米复合材料，并将其作为药物仿生筛选平台，用于腰痹通胶囊中靶向CEP细胞膜的抗腰椎间盘突出药物的特异性识别和高效分离（图1）。与未包覆CEP细胞膜的MGO-ZIF-8-NR相比，构建的CEP/MGO-ZIF-8-NR具有更高的吸附容量、更快的吸附速率以及更优越的选择性。在单因素试验所得的最佳固定化条件和配体垂钓条件下，成功从腰痹通胶囊中筛选并鉴定出了人参皂苷Ro、人参皂苷Rg1、白皮杉醇葡萄糖苷和竹节参皂苷V甲酯4种潜在的生物活性化合物。CCK-8法和BrdUELISA试剂盒结果表明筛选化合物以浓度依赖的方式促进CEP细胞增殖。通过激光共聚焦扫描显微镜对CEP细胞进行实时细胞形态学成像，进一步证实了这些化合物的药理活性。这种表面工程策略赋予了生物亲和性样品前处理纳米材料巨大的多功能性，提高了药物筛选效率，拓宽了药物先导物发现的视野和方法。

图1 CEP/MGO-ZIF-8-NR的制备及其基于细胞膜固相萃取用于腰痹通胶囊中潜在活性成分筛选的示意图

该成果近期以《Cell membrane camouflaged biomimetic magnetic fluorescent nanoparticles with enhanced stability for high-performance lead drug discovery》为题发表于美国化学会分析化学领域顶级期刊Analytical Chemistry (2024,https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c02695.中科院一区TOP, IF=6.7)。文章第一作者为我院博士研究生姜旭，通讯作者为我院赵龙山、熊志立教授。该研究得到了沈阳药科大学优青计划（YQ202206）和沈阳药科大学青年骨干人才培养计划（ZQN2016011）的资助。