我校中藥學(xué)院聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所在國(guó)際權(quán)威期刊《Advanced Science》（中科院1區(qū)TOP期刊，IF: 14.1）發(fā)表題為《Amino Acid Directed Helical Assemblies of Natural Berberine for Chirality-Dependent Photodynamic Antibacterial Therapy》的研究論文。該研究由北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院趙浩強(qiáng)領(lǐng)銜，聯(lián)合北京中醫(yī)藥大學(xué)雷海民教授，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所歐陽(yáng)光輝、劉鳴華研究員團(tuán)隊(duì)共同完成。該研究首次利用天然中藥活性成分小檗堿（Berberine, BBR）與手性氨基酸衍生物進(jìn)行可控組裝，成功構(gòu)建了具有明確超分子手性且鏡像對(duì)稱(chēng)的螺旋納米纖維，并揭示了其“手性依賴(lài)”的光動(dòng)力抗菌機(jī)制。該研究不僅為理解中藥復(fù)雜體系的多層次藥效作用提供了全新視角，也為開(kāi)發(fā)高效、精準(zhǔn)的天然藥物遞送與治療平臺(tái)開(kāi)辟新路徑。
手性是生命體系的本質(zhì)屬性，從DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)到細(xì)胞膜中磷脂的有序排列，生命物質(zhì)普遍呈現(xiàn)出明確的手性偏好。在藥物化學(xué)領(lǐng)域，分子的手性構(gòu)型直接決定其與生物靶點(diǎn)之間的“鎖鑰”匹配關(guān)系，從而深刻影響藥理活性、安全性及體內(nèi)行為。相較于合成藥物中對(duì)手性的系統(tǒng)研究，當(dāng)前中藥領(lǐng)域的研究仍主要集中在單一活性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)與藥理作用上。近年來(lái)，隨著超分子化學(xué)被引入中藥研究，逐漸形成新的研究熱點(diǎn)。但現(xiàn)有工作多關(guān)注聚集終態(tài)的納米/微米結(jié)構(gòu)及其生物活性表征，對(duì)中藥活性成分在超分子手性層次的效應(yīng)及其生物學(xué)功能目前尚無(wú)報(bào)道。本研究首次將中藥活性分子BBR與手性模板Fmoc-Y共組裝，構(gòu)建了具有可控手性（左旋/右旋）的螺旋納米纖維，并發(fā)現(xiàn)右旋納米纖維可通過(guò)手性匹配原理高效靶向細(xì)菌膜，顯著增強(qiáng)光動(dòng)力抗菌效果。這一發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了中藥超分子手性生物學(xué)效應(yīng)研究的空白，為理解中藥多層級(jí)藥效機(jī)制提供了新視角。
本研究通過(guò)精細(xì)調(diào)控分子組裝條件，成功實(shí)現(xiàn)了手性從分子到納米尺度的傳遞，并首次發(fā)現(xiàn)：1.“小檗堿”右旋納米纖維（Fmoc-L-Y/BBR）對(duì)細(xì)菌膜的吸附效率顯著優(yōu)于左旋結(jié)構(gòu)；2. 在光激發(fā)下，右旋纖維的活性氧（ROS）生成量顯著高于左旋體系，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率分別達(dá)74.5%和100%；3.通過(guò)掃描電鏡（SEM）和膜通透性實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了手性匹配是增強(qiáng)細(xì)菌膜穿透的關(guān)鍵因素。此外，該手性納米纖維水凝膠在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出良好的傷口愈合能力。在小鼠金黃色葡萄球菌感染模型中，右旋納米纖維聯(lián)合光照治療8天內(nèi)傷口愈合率超過(guò)85%，顯著優(yōu)于對(duì)照組。這一成果為耐藥菌感染治療提供了新策略，并有望拓展至腫瘤光動(dòng)力治療、生物傳感等領(lǐng)域。
北京中醫(yī)藥大學(xué)趙浩強(qiáng)（第一/通訊）、焦靜怡博士（共同一作）為本文第一作者，北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院趙浩強(qiáng)、雷海民教授，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所歐陽(yáng)光輝、劉鳴華研究員為該論文的共同通訊作者。該工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目號(hào)：82304704、22322207、52321006）、北京市自然科學(xué)基金（20230484423）和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（2023-JYB-JBQN-052）等項(xiàng)目的支持，同時(shí)本研究還受益于CAS膠體與界面化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)協(xié)作，體現(xiàn)了多學(xué)科交叉協(xié)同創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)。
