2019年度湖南省科学技术奖提名公示内容
一、项目名称
醌氧化还原酶1催化血根碱还原的解毒机制研究
二、提名意见
针对血根碱细胞毒性大、进入机体代谢后毒性低这一关键科学问题，在国家自然科学基金与省教育厅重点项目支持下，从代谢与代谢酶角度开展深入系统的研究，取得了重要研究发现：1）揭示了血根碱代谢物的形成规律；2）确认了血根碱还原的代谢部位，提出了参与血根碱还原的关键代谢酶；3）首次确定了BCL2启动子甲基化在血根碱毒性中的作用；4）揭示了NQO1通过还原血根碱从而解毒其毒性的分子机制。项目发表在药理与毒理学的国际期刊，并被Journal of cellular biochemistry、 Phytomedicine 等SCI他引次数21次。获湖南农业大学优秀博士论文1篇，在中国畜牧兽医学会兽药药理毒理学分会第十三次学术讨论会上做大会报告1次。项目组的研究工作系统，创新性强，首次揭示了NQO1酶负责血根碱解毒的分子机制，为血根碱作为植物提取物添加剂应用提供了重要理论支撑，对畜牧兽医养殖业的可持续发展具有重要的理论与实践意义。因此，特提名该项目申报湖南省自然科学三等奖。
三、项目简介
国内开发了第一个二类中兽药饲料添加剂-博落回散，用于猪与鸡的抗炎促生长，血根碱是该添加剂的主要活性成分。国内外研究表明血根碱细胞毒性大，动物体内无毒性，但长期以来对其毒性降低的机制缺乏深入系统的研究，制约了血根碱的药物研发与临床应用。为此，项目组在国家自然科学基金与省教育厅重点项目的支持，从代谢与代谢酶角度开展深入系统的研究，阐明参与血根碱还原的代谢酶及其解毒机制。经过努力，获得以下重要研究成果。
（1）揭示了血根碱代谢物的形成规律 高分辨质谱精确鉴定了血根碱代谢物，发现血根碱在酸性与中性条件下检出的代谢物种类不同，血根碱及其在酸性条件下稳定，代谢物二氢血根碱基相关代谢物在中性条件较稳定，证实了血根碱还原成二氢血根碱是最主要的代谢途径，揭示了血根碱的代谢途径。
（2）确认了血根碱还原的代谢部位，提出了参与血根碱还原的关键代谢酶 证实了肠道微生物、肝、肾和心是血根碱还原的主要代谢部位，首次揭示了血根碱转还原成二氢血根碱的两条代谢机制，一条是直接由NAD（P）H的非酶还原，另一条路径是通过胞液中醌氧化还原酶催化的酶促还原。
（3）首次确定了BCL2启动子甲基化在血根碱毒性中的作用 充分证明了血根碱引起的BCL2表达下调与BCL2基因启动子区域的甲基化和miR-15a/16-1的高表达密切相关，增加BCL2的表达能够减轻血根碱引起的细胞凋亡。
（4）揭示了NQO1通过还原血根碱从而解毒其毒性的分子机制 发现了血根碱浓度依赖性地引起NQO1的表达下调，NQO1在过表达状态下能降低血根碱对细胞的毒性，且能增强二氢血根碱的生成，阐明了血根碱还原代谢的解毒酶是NQO1，催化血根碱通过二个电子还原，减少ROS的产生，从而降低Bax/Bcl-2比值而抑制血根碱诱导细胞凋亡。
本研究成果发表SCI论文4篇，总影响因子10.7，被Journal of cellular biochemistry等SCI他引次数21次，他引总次数33次。本项目成果培养博士2名，获湖南农业大学优秀博士论文1篇，在中国畜牧兽医学会兽药药理毒理学分会做大会报告1次，分会场报告2次。
研究成果首次揭示了NQO1降低血根碱毒性的分子机制，为血根碱作为植物提取物添加剂应用提供了重要科学依据，对畜牧兽医养殖业的可持续发展具有重要的理论与实践意义。
四、客观评价
该项目围绕血根碱细胞毒性大、进入机体代谢后毒性低这一关键科学问题，从代谢与代谢酶角度开展深入系统的研究，阐明参与血根碱还原的代谢酶及其解毒机制，获得了一系列有价值的原创性研究成果。
1. 已经获得学术奖励：优秀博士论文1篇
（1）《醌氧化还原酶1与血根碱肝细胞毒相关性及机理的研究》被评为2016年湖南农业大学优秀博士论文。
2. 代表性论文被同行引用情况：4篇代表性论文累计被：Journal of cellular biochemistry、 Phytomedicine、 Journal of pharmaceutical and biomedical analysis、 Journal of animal physiology and animal nutrition、Scientific reports、Phytochemistry等SCI源刊引用21次。
代表性论文1被Journal of pharmaceutical and biomedical analysis等SCI期刊他引7次，血根碱的代谢规律是进一步研究苯并菲啶异喹啉类生物碱的基础。代表性论文2先后被Phytomedicine等SCI期刊他引6次，其中他引的文章评论血根碱生物利用度低的原因是在肝脏中还原代谢成二氢血根碱，证明的还原机制被文章引用认可。代表性论文3发表后，被Journal of cellular biochemistry等SCI期刊他引8次，研究表明BCL2基因启动子区域的甲基化是许多药物诱导细胞凋亡的途径，同时血根碱诱导细胞毒性的机制被收录在2016年发行的《ANTI-INFLAMMATORY NUTRACEUTICALS AND CHRONIC DISEASES》丛书的《Sanguinarine and Its Role in Chronic Diseases》一书中。（详见本申报书表7他引第8条）
3. 学术活动，承办全国学术会议1次，国内学术会议大会报告1次 , 全国优秀会议论文2篇
（1）承办2015年10月在长沙的中国畜牧兽医学会兽药药理毒理学分会第十三次学术讨论会上；
（2）2015年在中国畜牧兽医学会兽药药理毒理学分会第十三次学术讨论会上做大会报告：血根碱的代谢及其还原机制研究。并获优秀论文一等奖。
（3）2013年获中国畜牧兽医学会兽药药理毒理学分会第十二次学术讨论会优秀奖。
五、代表性论文专著目录
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序号 |
论文专著 名称/刊名 /作者 |
影响因子 |
年卷页码 |
发表时间 |
通讯作者（含共同） |
第一作者（含共同） |
国内作者 |
SCI 他引次数 |
他引总次数 |
知识产权是否归国内所有 |
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1 |
Identification of sanguinarine metabolites in pig liver preparations by accurate mass measurements using electrospray ionization hybrid ion trap/time[1]of-flight mass spectrometry/RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY/Z hang, HH (Zhang, Hua-Hai); Wu, Y (Wu, Yong); Sun, ZL (Sun, Zhi-Liang); Liu, ZY (Liu, Zhao-Ying)
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3.808 |
2013年27卷 979-984页
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2013年 05月 15日
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刘兆颖
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张华海 |
张华海， 伍勇， 孙志良， 刘兆颖
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7 |
7 |
是 |
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2 |
Reductive metabolism of the sanguinarine iminium bond by rat liver preparations/PHARM ACOLOGICAL REPORTS/Wu, Y(Wu, Yong); Liu, ZY(Liu, Zhao-Ying);Cao, Y (Cao, Yan); Chen, XJ (Chen, Xiao-Jun); Zeng, JG (Zeng,Jan-Guo); Sun, ZL(Sun, Zhi-Liang) |
3.12 7
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2013年65卷 1391- 1400页
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2013年 11月 01日
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孙志良
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伍勇，刘兆 颖 |
伍勇，刘兆 颖，曹燕，陈小军 ，曾建国 ，孙志良
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6 |
7 |
是 |
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3 |
BCL2 promotor methylation and miR-15a/16-1 upregulation is associated with sanguinarine-induced apoptotic death in rat HSC-T6 cells/ JOURNAL OF PHARMACOLOGIC ALSCIENCES/Zhang,DS (Zhang, Da-Sheng); Li, YY (Li,Yuan-Yi); Xie, WJ (Xie, Wen-Jian); Sun, ZL (Sun,Zhi-Liang)Chen, XJ(Chen, Xiao-Jun); Li,YJ (Li, Yu-Juan); Liu,ZY (Liu, Zhao-Ying);
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2.575
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2015年 127卷135- 144页
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2015年 1月 15日
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张大生 |
孙志良 |
张大生，刘 兆颖， 李 玉娟，孙志 良
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8 |
18 |
是 |
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4 |
NQO1 involves in the imine bond reduction of sanguinarine and recombinant denoassociated Virus mediated NQO1 Overexpression decreases sanguinarine-induced cytotoxicity in rat BRL cells/ TOXICOLOGY LETTERS /Zhang, DS (Zhang, Da-Sheng); Liu, ZY (Liu, Zhao-Ying); Li, YJ (Li, Yujuan);Sun, ZL (Sun,Zhi-Liang) |
3.16 6
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2014年 225卷119- 129页
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2014年 02月 10日
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张大生 |
孙志良 |
张大生，李 元义，陈小 军，李玉娟 ，刘兆颖 ，谢文剑，孙志良
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0 |
1 |
是
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合 计 |
22 |
33 |
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六、主要完成人情况
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姓 名 |
刘兆颖 |
性别 |
男 |
排 名 |
1 |
国 籍 |
中国 |
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技术职称 |
副教授 |
最高学历 |
研究生 |
最高学位 |
博士 |
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工作单位 |
湖南农业大学 |
行政职务 |
无 |
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|
主要完成单位 |
湖南农业大学 |
所 在 地 |
湖南长沙 |
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|
单位性质 |
大学 |
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参加本项目的起止时间 |
2012 至 2016 |
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对本项目主要学术贡献： 主持本项目，负责项目总体设计，组织实施项目计划。揭示了血根碱代谢物的形成规律，确认了血根碱还原的代谢部位，提出了参与血根碱还原的关键代谢酶，参与设计完成NQO1通过还原血根碱从而解毒其毒性的分子机制。对重要发现（1）-（4）均有贡献，是代表性论文1的通讯作者、代表性论文2 的共同第一作者，代表性论文3、4的参与作者，是其他证明材料的课题主持人，占工作量70%。
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姓 名 |
伍勇 |
性别 |
男 |
排 名 |
2 |
国 籍 |
中国 |
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技术职称 |
副教授 |
最高学历 |
研究生 |
最高学位 |
博士 |
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工作单位 |
湖南农业大学 |
行政职务 |
无 |
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|
主要完成单位 |
湖南农业大学 |
所 在 地 |
湖南长沙 |
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单位性质 |
大学 |
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参加本项目的起止时间 |
2012 至 2017 |
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对本项目主要学术贡献： 确认了血根碱还原的代谢部位，提出了参与血根碱还原的关键代谢酶。对重要发现（1）-（2）均有贡献，是代表性论文2 的第一作者，代表性论文1的第二作者，是其他证明材料的课题主持人，占工作量50%。 |
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姓 名 |
张大生 |
性别 |
男 |
排 名 |
3 |
国 籍 |
中国 |
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|
技术职称 |
无 |
最高学历 |
研究生 |
最高学位 |
博士 |
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工作单位 |
湖南农业大学 |
行政职务 |
无 |
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主要完成单位 |
湖南农业大学 |
所 在 地 |
湖南长沙 |
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单位性质 |
大学 |
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参加本项目的起止时间 |
2012 至 2016 |
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对本项目主要学术贡献： 确定了BCL2启动子甲基化在血根碱毒性中的作用，揭示了NQO1通过还原血根碱从而解毒其毒性的分子机制，对重要发现（3）-（4）均有贡献，是代表性论文3、4的第一作者，占工作量40%。 |
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姓 名 |
孙志良 |
性别 |
男 |
排 名 |
4 |
国 籍 |
中国 |
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技术职称 |
教授 |
最高学历 |
研究生 |
最高学位 |
博士 |
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工作单位 |
湖南农业大学 |
行政职务 |
教务处处长 |
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主要完成单位 |
湖南农业大学 |
所 在 地 |
湖南长沙 |
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单位性质 |
大学 |
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参加本项目的起止时间 |
2012 至 2017 |
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对本项目主要学术贡献： 参与设计本项目，指导完成了BCL2启动子甲基化在血根碱毒性中的作用，揭示了NQO1通过还原血根碱从而解毒其毒性的分子机制。对重要发现（1）-（4）均有贡献，是代表性论文2、3、4的通讯作者、代表性论文1的参与作者，占工作量40%。 |
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姓名 |
张华海 |
性别 |
男 |
排名 |
5 |
国籍 |
中国 |
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技术职称 |
讲师 |
最高学历 |
研究生 |
最高学位 |
硕士 |
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毕业学校 |
华中农业大学 |
毕业时间 |
2010.06 |
所学专业 |
基础兽医学 |
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工作单位 |
西北农林科技大学 |
行政职务 |
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主要完成单位 |
西北农林科技大学 |
所在地 |
陕西西安杨凌 |
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单位性质 |
大学 |
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参加本项目的起止时间 |
2012 至 2016 |
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对本项目主要学术贡献： 承担血根碱代谢物的代谢研究，对重要发现（1）有贡献，是代表性论文1 的第一作者，占工作量20%。 |
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七、主要完成人合作关系说明
本项目主要完成人为：刘兆颖，伍勇，张大生，孙志良，张华海。其中刘兆颖，伍勇，张大生，孙志良都是湖南农业大学教师，属于湖南省兽药工程技术中心，项目第一完成人刘兆颖为该中心主任，伍勇，张大生，孙志良都是该中心成员。张华海为西北农林科技大学教师，合作完成代表论文1。团队成员共同完成了本研究工作，具体细节及成果见表。
主要完成人合作关系情况汇总表
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序号 |
合作方式 |
合作者/排名 |
合作时间 |
合作成果 |
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1 |
论文合著 |
张华海（1）伍勇（2） 孙志良（3）刘兆颖（4） |
2013 |
Identification of sanguinarine metabolites in pig liver preparations by accurate mass measurements using electrospray ionization hybrid ion trap/time-of-flight mass spectrometry |
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2 |
论文合著 |
伍勇（1） 刘兆颖（2）孙志良（6） |
2013 |
Reductive metabolism of the sanguinarine iminium bond by rat liver preparations |
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3 |
论文合著 |
张大生（1）刘兆颖（5）孙志良（7） |
2015 |
BCL2 promotor methylation and miR-15a/16-1 upregulation is associated with sanguinarine-induced apoptotic death in rat HSC-T6 cells |
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4 |
论文合著 |
张大生（1）刘兆颖（2）孙志良（4） |
2014 |
NQO1 involves in the imine bond reduction of sanguinarine and recombinant adeno-associated virus mediated NQO1 overexpression decreases sanguinarine-induced cytotoxicity in rat BRL cells |
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5 |
课题申报 |
刘兆颖（1） 孙志良（2）伍勇（3） 张大生（4） |
2012
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湖南省教育厅重点项目：血根碱在猪的还原代谢规律与残留消除研究12A064 |