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生物与新医药技术

猴头菇（Hericium erinaceus）是我国传统的药食兼用大型真菌。古语称：“宁负千石粟，不负猴头羹”指的就是猴头菇是稀少名贵的食用菌。它具有预防、缓解或治疗癌症、抑郁症、糖尿病、高血脂症和神经衰弱等多种疾病的功效。其中，猴头菌素、猴头菌酮类是首次发现的一种具有促进神经生长因子合成作用的化合物，是潜在抗阿尔兹海默症药物，但其在新鲜子实体中的含量仅有。而且蘑菇生长周期长，基因操作困难，限制了蘑菇生产的天然产物生物合成机制研究。本项目拟以米曲霉异源表达的方式，对猴头菌酮类化合物的生物合成途径进行研究，这将有助于理解蘑菇有效成分的生物合成机制，并且建立一套适合于蘑菇基因的异源表达体系，为研究蘑菇生产的具有生物活性化合物提供一个可行的研究方法。

目的应用系统药理学方法研究猴头菇对阿尔茨海默病(AD)的潜在治疗作用。方法从TCMDatabase@Taiwan、Pubmed、Pubchem等数据库中筛选猴头菇的活性成分。利用SEA(相似性集成方法)数据库预测作用靶点,利用DisGeNET数据库筛选治疗AD的潜在作用靶点。建立了化合物-目标-AD网络。生物信息学分析采用GO分析和通路富集分析。结果用网络药理学方法筛选出21种猴头菇活性成分,显示其活性化合物的预测靶点451个,其中165个靶点与AD相关。猴头菇的活性化合物的药效作用靶点高度富集到与AD相关的信号通路和生物学过程,如胆碱能突触传递、炎症相关通路、神经营养因子信号通路等。结论我们的研究结果表明,猴头菇活性化合物以协同的方式与多个靶点多种途径相互作用,其对AD的治疗作用主要与抗炎、抗凋亡、增强突触传递等途径相关。

专业特长:合成生物学，天然产物化学，次级代谢产物生物合成途径解析…。 研究经验和研究领域: 植物，微生物生产的天然产物是重要的医药资源，为人类的健康做出了巨大的贡献，本课题组主要研究内容是天然产物的生物合成途径解析。通过基因组编辑技术（CRISPR/Cas9）和米曲霉异源表达的方法，对具有生理活性物质的生物合成途径进行分析，解明酶促反应机理。探索和激活具有潜在功能的基因，挖掘新的天然产物。并且通过基因编辑以及异源表达等方法，高效生产具有应用价值的化合物。研究内容主要归纳为以下几个方向： 研究方向一：大型真菌（蘑菇）次级代谢产物的生物合成途径解析： 许多蘑菇菌类具有广泛的医用价值，比如自古以来就被用于中药药材的灵芝，桑黄等，具有解毒，活血，增强免疫力，抗衰老等功效。但具有这些功效的天然产物还没有完全被确定，这是由于蘑菇对栽培条件要求苛刻，基因操作困难，导致蘑菇菌类生产的天然产物的生物合成研究相对匮乏。我们最近应该米曲霉表达系统，成功解明了猴头菇生产的猴头菌素（erinacine）的生物合成途径。在此基础上将继续对有应用价值的大型真菌生产的天然产物生物合成途径进行研究。

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