胡金锋教授团队/金则新教授团队联合开发濒危植物七子花化学成分的新用途

当我们漫步在大发体育：学院椒江校区珍稀濒危植物园和临海校区珍稀濒危植物引种栽培基地，徜徉在大发体育：市植物园珍稀濒危植物专类园，首先映入眼帘的当属明星植物——七子花。

图1：大发体育：学院珍稀濒危植物园已收集以七子花为代表的200余种濒危植物

图2：大发体育：学院临海校区珍稀濒危植物引种栽培基地的七子花植株

七子花是忍冬科落叶小乔木，为我国特有的单种属植物。该植物顶生圆锥花序近塔形，由多轮紧缩呈头状的聚伞花序组成，每轮含1对具3朵花的聚伞花序及1朵顶生单花（“顶花”），共7朵花（图2），七子花之名即由此而来。因其独特的形态特征，七子花普遍被视为优良的观赏植物。七子花的自然分布区较狭窄，仅在浙江、安徽以及湖北等地零星分布。七子花被列为首批国家二级重点保护野生植物，先后被《中国植物红皮书―稀有濒危植物（第一册）》、《中国物种红色名录》（濒危种）、《中国生物多样性红色名录》（濒危种）、中国被子植物关键类群中高度濒危种类、中国生物多样性保护行动计划优先保护物种和世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种红色目录所收载。金则新教授团队长期开展七子花保护生物学研究，是我国研究七子花植物的权威学者。金则新教授团队在七子花种群结构、群落物种多样性及多度分布、濒危机制及保护对策等研究方面取得巨大突破（图2中《七子花保护生物学》即为金则新教授和李钧敏教授等人编著，由科学出版社出版）。

然而，自1916年Rehder报道七子花以来的一个多世纪，植物学家被其独特的形态学特征和分子生物学结果彼此不能印证的问题所困扰，难以确定其系统位置。该属的花序与忍冬属的盘叶组相似，而其子房和果实的构造则与六道木属接近，说明它是介于忍冬族（tribe Caprifolieae）和北极花族（tribe Linnaeeae）之间的一个类群。目前一部分学者重视经典的形态学特征，认为应将七子花属置于北极花族，而另一部分学者则强调现代分子生物学证据，多倾向于将其归入忍冬族内。准确划分物种的系统位置是对物种实施有效保护和科学利用的前提，上述七子花属的分类学争议严重阻碍了其保护与进一步合理开发利用。近日，胡金锋教授团队联合金则新教授团队在权威SCI期刊《Phytochemistry》上发表了题为“Major specialized natural products from the endangered plant Heptacodium miconioides, potential medicinal uses and insights into its longstanding unresolved systematic classification”的研究论文，从化学分类学角度为濒危植物七子花在忍冬科中的系统位置提出新证据。该论文对七子花的化学成分进行了较为系统研究，发现多个新化合物。进而开展了化学分类学分析：将花蕾化学成分HPLC指纹图谱与另外两种量丰的忍冬科植物忍冬（金银花）与大花六道木进行对比，并进行聚类分析（图3）。结果发现七子花与忍冬亲缘关系更为接近，应当同被归类于忍冬亚科之下。该结果亦进一步被忍冬与七子花植物次级代谢产物生物合成途径基因的共线性分析所证实（图4）。

图3：金银花、大花六道木和七子花花蕾化学成分HCA聚类分析

图4：忍冬与七子花植物次级代谢产物生物合成途径基因的共线性分析

此外，及时发现濒危植物化学成分的药用价值可积极促进其可持续利用与科学保护。针对以上分离得到的化学成分，对于一系列抗重大代谢性疾病相关靶点进行了活性研究。研究结果发现两个绿原酸类化合物具有良好的ATP-柠檬酸裂解酶（ATP-citrate lyase，ACL）抑制活性(IC50s: 0.11与1.10 μM)，并通过与ACL酶进行分子对接阐明了可能的相互作用方式（图5）。

图5：七子花可持续开发利用与科学保护策略

ACL是糖代谢与脂肪酸和胆固醇生物合成的关键酶，其作用底物和产物是糖代谢中的关键中间产物，同时可作为脂肪酸合成的底物。高效的ACL抑制剂，能够从源头阻断脂肪酸和胆固醇的生物合成并降低血脂，对于预防或治疗糖脂代谢紊乱相关疾病（GLMDs）有着非常好的发展前景。针对该靶点，目前仅有一款小分子药物（贝派地酸，bempedoic acid，Nexletol）于2020年被美国FDA和欧洲药品管理局批准用于高胆固醇血症的治疗，是首个口服非他汀类降脂药。2022年全球贝派地酸市场规模大约为5千万美元，预计2029年达到2.14亿美元。事实上，在小分子化学药物的研究与开发过程中，药物分子的特异化学结构起着至关重要的作用，所以急需结构新颖且多样的小分子配体作为潜在的GLMDs新靶点抑制剂先导化合物。众所周知，天然产物历来是发现具有新颖结构和新作用机制的创新药物的重要来源。从天然产物（特别是源于成药性相对较高的稀有濒危植物这一独特药物资源）中发现抗GLMDs的创新药物先导化合物具有重要研究价值。具有独特来源、新颖结构与独特作用机制的天然化合物有望在防治GLMDs创新药物研发中取得一席之地或在激烈竞争中赢得先机。

此前胡金锋教授团队/金则新教授团队在七子花植物化学成分与药用价值方面已获得一项专利授权：《七子花提取物在制备ATP柠檬酸裂解酶抑制剂中的用途》（专利号ZL 202011610734.3；发明人：胡金锋，金则新）。

本次研究成果为促进积极科学保护、合理开发和利用我国特有濒危植物七子花资源提供了新的途径，并为发现抗重大代谢性疾病的潜在新型药物先导化合物提供了新的科学线索。本研究是胡金锋教授团队针对我国特有稀有濒危植物化学成分及其生物功能系列研究工作的第三十七（Part XXXVII）部分（Part XXXVII of the “Phytochemical and biological studies on rare and endangered plants endemic to China” series）。这一系列研究工作亦为今年胡金锋教授团队两位青年学者成功获得国家自然科学基金青年基金立项打下了坚实基础：国家自然科学基金青年科学基金项目：“稀有濒危植物长蕊木兰中芳香杂萜类成分的定向挖掘及其抗高脂血症活性研究”（No. 82404464，2025-01-01至2027-12-31，万江博士）；国家自然科学基金青年科学基金项目：“基于植物激素诱导策略的松杉类濒危植物内生真菌新颖次级代谢产物的发现及其抗菌活性研究”（No. 82404488，2025-01-01至2027-12-31，颜鹂鸿博士）。

该项成果中的药理学研究得到中国科学院上海药物研究所李佳研究员团队的大力支持。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（No. 21937002）和浙江省自然科学基金（No. LY23H300001）以及大发体育：学院的经费支持。