中药中蕴含着许多高价值活性成分,如青蒿素、紫杉醇、长春碱以及长春新碱等,但是这些中药高价值活性成分在基原植物中含量较低,结构复杂,提取和分离难度较高.为了保护有限的中药资源,研究人员采用化学全合成策略,成功制备了许多结构高度复杂的中药高价值活性成分,但是化学全合成面临苛刻的反应条件,冗长的合成路线及较低的收率等挑战.随着合成生物学的快速发展,许多中药高价值活性成分可以通过生物细胞工程制备,与化学全合成形成互补,为中药高价值活性成分的制备提供了新的策略.该文以β-榄香烯、青蒿素、丹参酮、长春新碱以及高三尖杉酯碱为例,简要梳理了代表性中药高价值活性成分的生物合成和化学合成研究进展.此外,还提出了生物合成与化学合成相结合的研究范式,包括化学酶法结构修饰中药高价值活性成分、生物合成结合半合成量产中药高价值活性成分、仿生合成助力中药高价值活性成分的生物合成途径解析等,为中药高价值活性成分合成提供重要参考.

CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具.其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现动态调节和控制基因表达.作为现有基因修饰手段中灵活性最强和成本最低的技术之一,已被广泛应用于临床疾病治疗、工农业生产、可持续染料开发和化学品加工等领域.随着对CRISPR/Cas系统的不断深入挖掘和探索,大量研究报道了 gRNA工程改造及优化方法,包括改变间隔序列长度、调节恒定区和可变区的结构、向末端或中间延伸添加额外功能序列及化学合成修饰等,以期降低脱靶突变率,提高作用效率,充分激发CRISPR基因操纵工具在生物医学方面的潜力.基于此,本综述将介绍CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12系统中gRNA工程化设计方法及应用研究的最新进展,分析探讨了当前工程化gRNA技术面临的机遇和挑战,旨在为获得性能更加优异的gRNA提供思路和方向,从而提高利用CRISPR/Cas系统探测人类细胞基因组的能力,进一步为可编程生物学带来更多可能性.

胰岛素的发现是生物医学历史上的大事，具有深远的意义。2021年是发现胰岛素100周年，发现胰岛素受体50周年。笔者介绍胰岛素的发现历史，并简要回顾了百年来有关胰岛素化学本质、结构分析、化学合成、测定、制剂演变、生物合成和加工处理、作用机制的研究历程。

目的:建立(S)－(－)－ N－(1－烯丙基吡咯烷－2－氨基甲基)－5－(3－[ 18F]丙基)－2，3－二甲氧基苯甲酰胺( 18F－fallypride)的全自动化合成方法，探讨其microPET/CT显像及生物分布。 方法:采用AIO合成模块、一次性卡套和试剂盒自动化合成 18F－fallypride，经组合柱(HLB+中性氧化铝柱)纯化得到终产物，测定其放化纯及产率。建立帕金森病(PD) ICR模型小鼠及SD模型大鼠，观察 18F－fallypride在24只PD模型小鼠体内的生物分布；另取12只SD大鼠(模型组6只、对照组6只)行microPET/CT显像，观察 18F－fallypride在各脑区的摄取。 结果:通过合成模块自动化合成的 18F－fallypride产率为(10±1)%( n＝5，未衰减校正)，总合成时间约40 min，放化纯>95%，在生理盐水和血清中室温放置120 min放化纯仍>95%。PD模型小鼠生物分布示 18F－fallypride主要经肾代谢，肝毒性小，脾摄取值低。MicroPET/CT显像示 18F－fallypride在脑部纹状体摄取明显，PD模型组SUV比值有低于对照组的趋势(5.00±0.93与6.53±1.96)。 结论:利用改进的多功能模块成功自动化制备 18F－fallypride，操作简便、合成产率稳定、质量控制结果符合使用标准，可满足后续生产质量管理规范(GMP)体系标准化生产的要求。

支气管哮喘(哮喘)是一种常见的具有异质性的慢性气道炎症性疾病。尽管已有包括吸入糖皮质激素在内的很多治疗方法，仍有许多哮喘患者未得到有效控制。据研究，很多炎症介质参与了哮喘的发病过程。目前已研发出多种针对炎症介质的单克隆抗体和小分子化学合成药物用于治疗哮喘，由此哮喘迈入靶向治疗的时代。本文对哮喘靶向治疗的进展及可能的新靶点进行综述，从而为患者提供更加个体化的治疗。

目的:自动化合成Al 18F－成纤维细胞激活蛋白抑制剂(FAPI)－74，探讨其临床应用价值。 方法:通过商业化合成模块CFN－MPS－100自动化合成Al 18F－FAPI－74，测其产率、放化纯和稳定性。取16只正常昆明小鼠用随机抽签法分成4组，注射Al 18F－FAPI－74后分别在10、30、60和90 min对小鼠实施安乐死并测量药物在体内的生物分布。取5只大鼠胰腺外分泌细胞AR42J BALB/c荷瘤裸鼠，注射Al 18F－FAPI－74后行60 min的microPET/CT动态扫描，观察肿瘤摄取情况。对3名志愿者(男1名，女2名；年龄37、41、43岁)行Al 18F－FAPI－74 PET/CT显像，评价药物的临床应用价值。 结果:自动化合成Al 18F－FAPI－74的时间约35 min，合成产率为(21.34±3.86)%(未衰减校正， n＝5)，放化纯大于99%，37 ℃放置6 h后放化纯仍大于96%。正常小鼠的生物分布和荷瘤裸鼠microPET/CT动态扫描显示，在所有时间点肾脏和膀胱Al 18F－FAPI－74摄取均较高，20 min时肿瘤摄取最高，60 min时肿瘤与肌肉的靶/本底比值最大(3.16±0.01)。志愿者PET/CT显像示，心肌有少量摄取，肝脏、肺等大多数器官为本底摄取；肿瘤持续性高摄取，SUV max最大为17.08。 结论:Al 18F－FAPI－74合成简单、产率高、质量稳定、小鼠和志愿者显像效果良好，是1种符合临床诊断要求的显像剂。

病理损伤和临床医源性操作均可导致牙本质脱矿，形成脱矿牙本质基质（demineralized dentin matrix，DDM）。牙本质脱矿激活内源性基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）和半胱氨酸组织蛋白酶（cysteine cathepsin，CC）；同时DDM力学性能降低，因此在酶促降解和物理破坏下DDM易丧失结构完整性，降低DDM在牙本质-树脂粘接修复中的临床价值。采用交联剂和MMP/CC抑制剂是保护DDM结构完整性和实现其临床价值的有效策略。多种化学合成试剂和植物来源提取物能显著改善DDM力学性能，增强DDM酶解耐受性，但化学合成试剂的细胞毒性和植物提取物引起的牙齿着色可显著影响其临床适用性。在保护牙本质胶原的同时发挥抗菌性能是未来DDM保护剂研究的新方向。因此，本综述分别从胶原交联剂、胶原降解酶抑制剂和集两者功效于一体的化合物展开，探讨DDM保护的最新研究进展，并展望其在牙本质-树脂粘接中的应用前景，以期为DDM保护策略的临床应用提供参考。

目的:探讨巴西苏木素对膀胱癌细胞的抑制作用及其机制。方法:采用化学合成法制备巴西苏木素。采用四甲基偶氮唑盐（MTT）法检测合成的巴西苏木素对膀胱癌T24细胞和BIU87细胞增殖的抑制作用，采用蛋白质组学技术检测巴西苏木素对两种细胞蛋白表达水平的影响，采用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）及蛋白质印迹法验证巴西苏木素对两种细胞的细胞质分裂调控蛋白1（PRC1）基因水平和蛋白水平表达的影响。结果:MTT法检测显示，巴西苏木素可明显抑制膀胱癌T24和BIU87细胞的增殖，其对T24细胞和BIU87细胞的半抑制浓度（ IC50）分别为9.9 μg/ml和5.1 μg/ml；蛋白质组学检测结果显示，巴西苏木素可下调两种细胞中PRC1蛋白的表达，并经qRT-PCR及蛋白质印迹法得到了验证。 结论:巴西苏木素可能通过下调PRC1表达抑制膀胱癌细胞的增殖。

近年来，RNA被广泛应用于药物和疫苗等的研发之中，RNA在应用研究中遇到的困难可以尝试在合成RNA的过程中加入经过修饰的核苷酸来克服。基于酶合成的方法主要包括体内转录和体外转录，体内转录可以使用工程支架来促进RNA产物环状化，提高RNA的稳定性，相对经济也是其优点之一，而广泛的下游加工则是该方法的弊端；体外转录是目前RNA合成的最常用的方法，需要设计携带特异性噬菌体启动子片段(S6、T3、T7)的DNA模板，以便RNA聚合酶结合和提供转录启始信号，获得的寡核苷酸长度范围大，生产成本相对较低，可重复性强，但由于3′端存在异质性，可能导致产物末端不均匀。该方法中，仅T7 RNA聚合酶可以接受修饰的核苷酸。获得含有核苷酸类似物的短RNA分子的最佳方法是化学合成，常用的是磷酸酰胺固相合成法，主要步骤为脱三苯甲基(使用三氯或二氯乙酸溶液去除DMT基团)、缩合反应(游离的5′-羟基与活化的核苷3′-磷酸酰胺反应形成新的核苷酸间键)、加帽(使用乙酸酐/鲁替丁/N-甲基咪唑混合物将游离的5′-OH转化为乙酰酯)、氧化(不稳定的亚磷酸盐-P(III)氧化为P(V)磷酸)。化学合成可获得任何短RNA(<20 nt)的准确片段，便于引入修饰的核苷酸，但对于合成长RNA(>100 nt)效率低下，设备非常昂贵。核苷酸修饰可以调节RNA的功能，包括调控基因表达，参与一些病理过程或影响RNA的结构。获得含有修饰核苷酸的RNA分子最方便的方法是化学合成，优点是可以在RNA片段的每个位置加入修饰的核苷酸，将较多种类的修饰结合到两条RNA链中。每一种修饰都可以调节RNA的性质，这严格依赖于核苷酸单位内修饰的位置，包括核碱基、磷酸主链、核糖环等。

目的:探讨一氧化氮(NO)供体和聚多巴胺复合纳米体系的制备方法以及其对肝癌细胞的抑制作用。方法:采用化学合成法制备聚多巴胺(PDA)负载一氧化氮供体S-亚硝基半胱胺衍生物(SNO)得到纳米载药复合体系SNO@PDA，通过磁共振成像和质谱分析进行化学结构鉴定，通过动态光散射技术和透射电镜检测其粒径和形貌表征，分别通过电子温度计和Griess试剂盒检测光热稳定性以及NO的释放。最后通过噻唑蓝(MTT)实验检测纳米载药复合体系对肝癌细胞株Huh7的生长抑制作用。两组间均数比较用 t检验，多组间均数比较用单因素方差分析。 结果:磁共振成像和质谱分析确认成功合成SNO，动态光散射技术测定SNO@PDA的粒径在190 nm左右，透射电镜显示为球形颗粒，形态均一，且在生理条件下可稳定存在。SNO@PDA的载药率为19.4%，包封率为71.4%。当浓度为35 mg/L时，近红外(Near-infrared，NIR)照射后温度可升高12 ℃左右。重复4个开/关循环后升温幅度没有变化。3个循环后NO的释放率达到86%。MTT法测定细胞存活率，当浓度为60 mg/L时，SNO@PDA+NIR组的细胞存活率为(37.2±2.2)%，低于SNO+NIR组(60.1±7.2)%，差异有统计学意义( t＝6.500， P<0.01)；低于空白材料PDA组(73.9±0.5)%，差异有统计学意义( t＝5.900， P<0.01)；低于PDA+NIR组(57.9±7.1)%，差异有统计学意义( t＝6.400， P<0.01)。 结论:SNO@PDA可以发挥化疗-光热疗法的组合优势，有效抑制肝癌细胞的增殖。