澳門大學中藥質量研究國家重點實驗室暨中華醫藥研究院與校內多個學院和研究院合作，開展交叉學科研究，聚焦先進生物活性材料、合成生物學及人工智能等在中醫藥研究上的應用。
天然多糖藥物促皮膚組織修復
許多中藥有效成分在人體內難以吸收。因此，澳大專家正在開發中藥來源的新型材料，尤其是能促進細胞活性和組織再生的生物活性材料。中藥質量研究國家重點實驗室、中華醫藥研究院教授王春明的團隊在這方面取得了重要成果。他們從中藥杜仲中提取出一種名為EUP3的多糖敷料，能促進傷口癒合，對糖尿病小鼠的慢性傷口具有顯著的修復效果。他們在2019年完成基礎研究，2022年實現技術轉化，2023年啟動臨床前測試。
目前，王教授的團隊將這些活性多糖開發成製劑，並在中國內地的三甲醫院開展患者臨床試驗。他們還在研發其它基於中藥多糖的產品，其中一款不含酒精成份、抑菌的白及葡甘聚糖免洗護膚凝膠已經上市。
王教授的團隊近期也開發出一種獨特的小分子寡糖，並與國藥集團合作進一步開發為醫療器械。該小分子寡糖可引導調節性T細胞（一種特殊的免疫細胞，英文簡稱Tregs）在毛囊周圍聚集，加速小鼠毛髮生長。王教授說：「這項研究解決了傳統多糖材料活性多樣但缺乏特異性的問題，有助開發更安全、有效的工具用於修復皮膚及其附屬器官。」
發現植物化學防禦系統
澳大研究人員也在探索利用中藥材的活性成分來抑制病原菌侵襲，希望用於生產更穩定、更有效的植物源性農藥，減少依賴化學農藥。中藥質量研究國家重點實驗室、中華醫藥研究院教授萬建波的研究團隊近年聯合北京中醫藥大學和西南林業大學的專家取得突破。他們發現，三七（一種人參屬藥用植物，雲南白藥的主要成分）有一種由特定酶介導的雙元素防禦系統，有助抵禦病原菌侵襲。
萬教授說，植物面對環境中的各種脅迫，會產生一系列次生代謝產物來應對，對植物的化學防禦機制至關重要。經過反覆驗證，他的研究團隊發現，這個防禦系統由一種特定的酶（β-葡萄糖苷水解酶）和一類原人參二醇型皂苷組成。當植物受病原真菌感染時，這些真菌釋放的胞外酶會破壞葉綠體（植物細胞中負責光合作用的小型結構）的完整性，從而啟動該防禦系統。隨後，β-葡萄糖苷水解酶對皂苷分子中的糖基進行選擇性水解，生成一種強效活性物質來抵抗病菌。
萬教授表示：「我們在人參、西洋參等人參屬藥用植物中也發現類似的雙元素防禦系統。這為我們開發植物源性的農藥提供重要參考，有助減少種植人參類中藥材時大量使用化學農藥，促進中藥材產業可持續發展。」
人工智能加速藥物篩選
人工智能幫助科學家高效分析海量數據，包括中藥方劑的組合、藥理機制、製劑開發和臨床試驗結果，加速發現潛在藥物。其中，中華醫藥研究院副院長、中藥質量研究國家重點實驗室副教授路嘉宏的團隊與挪威奧斯陸大學、溫州醫科大學和德睿智藥等機構合作，將人工智能與細胞、線蟲和小鼠的阿爾茨海默病的模型結合，開發了一款藥物篩選算法，以此從中藥材中篩選有潛力治療阿爾茨海默症的小分子化合物。
路教授說，他們的團隊對來自兩個數據庫共1,900萬個小分子的數據進行預訓練，開發出一個綜合考慮分子多維資訊的表徵模型。他們隨後從3,724個天然小分子篩選出18個作進一步驗證。
最終，路教授的團隊找到來自山奈等植物的天然黃酮類化合物山奈酚，以及來自閉苞買麻藤的芪類化合物丹葉大黃素：「我們發現，這兩種化合物能顯著改善患有阿爾茨海默症小鼠的神經退行性變化，有助減少牠們的病理特徵（例如澱粉樣蛋白和微管相關蛋白的聚集），並且增強牠們的學習和記憶能力。這項發現為我們將來利用線粒體自噬激活策略治療阿爾茨海默症的工作提供基礎。」
算法平台助力藥物設計
此外，中藥質量研究國家重點實驗室、中華醫藥研究院副教授歐陽德方帶領的團隊開發了一個名為DeepCSP的機器學習框架，用於解決傳統晶體結構預測中的難題。「藥物的晶體結構直接影響其安全性、療效和生產效率，不同的晶體結構會影響藥物的吸收、穩定性和效果。由於中藥成分複雜多變，找到穩定的結晶形式往往充滿挑戰。」他又指出，這個機器學習框架結合了生成對抗網絡和分子圖卷積網絡技術，能從數據中生成潛在的晶體結構，並預測其穩定性，將晶體結構的生成和預測縮短至幾分鐘內完成。
歐陽教授續說，製劑設計是藥物開發的關鍵一環，涉及測試藥物的物理與化學性質和釋放方式。傳統的製劑設計依賴大量實驗和經驗，耗時又昂貴。因此，他的團隊推出Formulation AI平台。該平台結合豐富的藥物製劑數據和先進的人工智能算法，旨在優化藥物設計流程，提高效率和準確性，減少對實驗的依賴。
歐陽教授表示，Formulation AI能預測和評估難溶性藥物的增溶配方的17種重要特性，涵蓋藥物-環糊精、固體分散體、磷脂複合物、納米粒晶體、自乳化、脂質體遞送共六大體系。「Formulation AI能快速預測，毋須複雜的理論計算或實驗室測試，將製劑開發流程由經驗驅動轉為數據驅動，目前有逾300家知名製藥公司和研究機構使用。」
推動中藥合成生物學研究
許多中藥材來源稀缺，而且易受種植環境和氣候等影響，質量和有效成分含量波動較大。因此，澳大研究人員正在研究模擬中藥活性成分的生物合成過程，通過人工構建的生物系統和合成技術來穩定提取中藥的有效成分。中華醫藥研究院更與中國科學院天津工業生物技術研究所共建「中醫藥合成生物學聯合實驗室」，並在2023年起聯合培養博士生。
交叉學科研究助力中藥創新
澳大中藥質量研究國家重點實驗室與大學內外眾多研究機構通力合作，促進中醫藥交叉學科研究，為中醫藥產業的可持續發展開闢新方向，拓展中醫藥的全球影響力，並為大健康產業的發展作出更大貢獻。
文 / 郭麗雅、葉浩男
圖 / 何杰平，部分由受訪者提供
來源：《澳大新語》第30期
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