基于组学数据库和药理活性数据筛选中药蜈蚣药效分子的研究

Centipede is a traditional Chinese medicine, its medicinal has two thousand years. However, due to the centipede feeding difficult and less venom, the systematic reports were little focused on the efficacy of active molecules from centipede. Current medicinal centipede was used with five centipedes: Scolopendra subspinipes multilans, S. subspinipes multidens, S. mojiangica, S. negrocapitis and S. dehaani. In our previous study, we found that there were no similar molecular structures of the ion channel toxins and neurotoxins obtained from the centipede (S. multilans and S. dehaani). Thus, it indicates that different medicinal centipedes were worthy of further study. The main contents of our research project were as follows: Comprehensive analysis of the bioactive molecules from these five centipedes; Through the pharmacological activity measurement and bioinformatics analysis, we construct the database and database retrieval system of proteins/peptides or drug leads; We systematic identified several drug leads or drug candidates, which is used for scientific interpretation of the clinical application with different centipedes and provided a useful scientific basis of medicinal centipede in clinical application. While, it helps for exploring the standardization of traditional Chinese medicine and the feasibility of the database.

蜈蚣是一味传统的中药材，其药用已有两千多年的历史。由于蜈蚣饲养难，排毒量少等原因使系统性研究蜈蚣药效分子存在困难。我国以少棘蜈蚣（Scolopendra subspinipes multilans）、多棘蜈蚣（S. subspinipes multidens）、墨江蜈蚣(S. mojiangica) 、黑头蜈蚣(S. negrocapitis)和哈氏蜈蚣（S. subspinipes dehaani）五种药用蜈蚣较常见。前期研究发现哈氏蜈蚣中离子通道毒素和神经毒素在少棘蜈蚣中没有发现结构相似的分子，表明不同药用蜈蚣都值得深入展开研究。本项目主要研究内容：全面分析五种药用蜈蚣的生物活性分子特征；通过药理学活性测定和生物信息学分析，建立药效分子的数据库和数据库检索系统；系统性辨识出多个药物候选前提分子，最终揭示药用蜈蚣的差异和提供临床应用方向基础数据和资源，并探索中药标准化和数据库化的可行性。

蜈蚣是一味传统的动物药材，其药用已有两千多年的历史。中药材蜈蚣是以干燥的全体或躯干用药，因而蜈蚣药材不完全等同于蜈蚣毒液。我们前期的研究揭示：哈氏蜈蚣中得到的离子通道毒素和神经毒素在少棘蜈蚣中没有发现结构相似的分子，因此表明不同药用蜈蚣都值得深入展开研究。进一步系统性地研究药用蜈蚣中有价值的药用成分，以及药效前体分子的鉴定，具有非常重要的科学意义和应用价值，将为蜈蚣创新药物研发奠定坚实基础。本项目全面分析了五种药用蜈蚣的生物活性分子特征，重点解析了药典收录的少棘蜈蚣的药效活性成分，特别是小分子肽类的分类和功能注释；建立了潜在的蜈蚣药效分子数据库，建成了实验室数据库检索系统，用于上述五种蜈蚣的数据检索。结合大规模药理学活性测定和生物信息学预测分析，基本明确了多棘蜈蚣、少棘蜈蚣、黑头蜈蚣、墨江蜈蚣和哈氏蜈蚣的药效分子特征，通过与少棘蜈蚣的数据库作交互分析，初步发现400余种药效分子，筛选出100多个蜈蚣药效活性分子作为药物研发的候选前体分子；同时，科学诠释了蜈蚣不同用药部位的药效差异。在以上基础上，进一步深入研究了蜈蚣毒液过敏原，对其进行了分离纯化和过敏原性分析，鉴定出全新的蜈蚣毒液过敏原类群，一定程度上揭示了蜈蚣咬伤及入药过敏的机制。.项目研究成果揭示了：蜈蚣毒液中所含有的毒素蛋白多肽在蜈蚣体内各种组织中存在广泛的分布和表达；蜈蚣毒腺以外的部位鉴定出超过10倍的毒素和毒素类似物。不仅科学地诠释了传统中药蜈蚣的药理药效学基础，从分子水平直接证明蜈蚣整体入药的有效性，也为基于蜈蚣药效成分的现代创新药物研发打下坚实基础。对蜈蚣毒液过敏原的研究发现：干燥和热处理对蜈蚣样品的过敏原性没有影响，对蜈蚣中药材的加工和炮制具有指导意义，同时，在一定程度上揭示了蜈蚣咬伤及入药过敏的原因和初步机制。