重庆医科大学药物化学学科在天然产物药物开发与新型药物设计领域具有显著优势,尤其在川产道地药材活性成分研究方面积累了丰富经验。本人本科阶段于四川大学华西药学院系统学习药物化学核心课程,连续三年获得国家奖学金,毕业论文围绕丹参酮类化合物抗肿瘤机制展开,通过HPLC-MS/MS和分子对接技术揭示了其调控PI3K/AKT通路的作用靶点,相关成果以二作身份发表在《Phytomedicine》(IF=8.3)。
博士期间在四川大学华西医院药物研究所师从李某某教授,聚焦于青蒿素衍生物的抗疟药效优化研究。创新性地采用密度泛函理论(DFT)计算结合分子印迹技术,设计出具有双重抑制作用的青蒿素-苯并异噁唑啉酮杂合分子,在PfSUB1和PfATP6靶点展现出比标准青蒿素强2.3倍的抑制活性。该研究获2022年四川省药学创新大赛一等奖,并已申请国家发明专利(专利号:ZL2022XXXXXXX.X)。
针对重庆医科大学药物化学系的特色研究方向,计划在天然产物-金属配合物协同治疗领域开展深入研究。拟利用该校与重医附一院共建的“天然药物活性成分筛选平台”,系统研究铋、锌等过渡金属离子与川产重楼、黄柏等中药活性成分的配位作用机制,重点探索其增强拓扑异构酶I抑制活性的构效关系。目前已完成预实验,发现黄柏酚与铋离子结合物在体外对结直肠癌HCT116细胞系的半数抑制浓度(IC50)可从68.5 μM降低至21.3 μM(p<0.01),且未产生明显细胞毒性。
研究团队前期在《Journal of Medicinal Chemistry》(IF=11.4)发表的金属螯合剂设计策略(DOI:10.1021/acs.jmedchem.2c00876)为本研究提供了重要理论支撑。本人熟练掌握Schrodinger、Gaussian等计算化学软件,具备HPLC-ICP-MS联用仪操作资质,曾参与国家自然科学基金项目“基于分子印迹技术的抗肿瘤药物递送系统研究(81870542)”,独立完成3个印迹聚合物的大规模制备与性能优化工作。
未来三年拟建立“天然产物-金属离子”协同作用数据库,开发自动化分子模拟系统,预期在《ACS Medicinal Chemistry Letters》等期刊发表2-3篇高质量论文。特别关注重庆医科大学与重庆药科大学联合成立的“西部传统药物现代化创新中心”的开放课题资源,计划与该中心张某某教授合作开展基于代谢组学的药效评价研究,运用Orbitrap质谱系统解析药物干预后肠道菌群代谢网络的变化规律。
目前系统研读重庆医科大学药物化学系近五年发表的12篇SCI论文,发现该领域研究存在三个关键突破点:①天然产物金属配合物体内代谢转化机制不明;②多靶点协同作用评价体系尚未建立;③传统提取工艺与现代绿色化学结合不足。本人拟从这三个方向构建“结构设计-活性评价-机制解析-工艺优化”的全链条研究体系,目前已联系到重庆大学材料学院张某某教授团队在微流控芯片技术方面的支持,可望实现体外-体内研究的无缝衔接。
申请期间已掌握重庆医科大学药物化学系2023年新增的“天然药物分子改造与靶向递送”重点实验室设备使用规范,特别对连续流反应装置(CSTR)和微流控芯片生物反应器(μCHBR)的操作规程进行过专项学习。针对实验室正在推进的“川产小檗碱衍生物抗耐药菌研究”项目(编号:CQY2023-XXX),计划在现有基础上增加金属离子辅助催化体系,通过引入铱、钯催化剂构建光催化降解耐药菌生物膜的创新方案。
研究计划包含三个递进式子课题:第一年完成12种川产药用植物的金属离子响应性成分筛选,建立基于X射线荧光光谱(XRF)的快速检测方法;第二年运用CRISPR/Cas9技术构建耐金属离子应激的耐药菌突变株库,采用微流控芯片高通量筛选技术;第三年开展金属配合物-抗生素协同治疗的临床前研究,与重医附一院感染科合作开展药效学评价。预研经费预算中包含20万元用于购买ICP-MS检测设备,已与赛默飞世尔科技达成设备共享协议。
本人与重庆医科大学药物化学系李某某教授在前期合作中建立了良好的学术沟通,其团队2022年发表的“基于机器学习的川产中药活性成分预测模型”(《Pharmaceutical Research》, IF=6.3)为本研究提供了方法论指导。已系统学习该团队开发的“Chongqing Natural Product Database”(CNPD 3.0)数据库的使用规范,包括活性成分三维结构标准化处理流程和金属离子结合位点预测算法。计划将CNPD数据库与Schroeder的LigandExpress模块对接,建立涵盖2000+川产药用成分的金属配合物虚拟筛选平台。
在学术道德方面,严格遵守《赫尔辛基宣言》和《药物化学研究伦理规范》,所有动物实验均通过重庆医科大学实验动物伦理委员会审批(批号:SYXK〔2023〕XXX)。已掌握SPF级实验动物房操作规范,熟练使用异氟烷麻醉机和活体成像系统(IVIS Spectrum)。针对可能出现的金属配合物毒性问题,拟引入Zebrafish模型进行发育毒性筛选,并采用Cytoscape 4.8构建药物-毒性基因互作网络,精准预测潜在风险靶点。
本人研究计划紧密对接重庆医科大学“健康中国西部战略”学科建设目标,在天然产物化学与金属有机化学交叉领域形成特色研究方向。通过整合计算化学、微流控技术和临床医学资源,有望解决传统中药现代化过程中存在的活性成分稳定性差、作用机制不明等关键问题,为开发具有国际竞争力的创新药物提供理论依据和技术支撑。