中国粉体网讯 中药复方制剂在传统医学中具有重要地位，但传统生产方式存在诸多局限性。近日，中国科学院天津工业生物技术研究所微生物代谢工程研究组的戴住波研究员团队运用合成生物学技术，创建我国首个以中药复方制剂为主题的人工本草细胞：复方丹参酵母1.0。该细胞无需中药材的野外采集或种养，直接利用葡萄糖、乙醇等简单碳源，一站式发酵生产中药复方制剂。相关研究成果发表在学术期刊《中医药科学（英文版）》上。
一站式发酵生产中药复方制剂概念图
复方丹参是一种广泛使用的中药复方，用于治疗冠心病和心绞痛，如复方丹参滴丸、复方丹参片等。它主要由丹参、三七和冰片组成。丹参主要产生丹参酮和酚酸，而三七产生三七皂苷。冰片是一种辅助药物，用于醒脑、清凉散热和止痛。
然而，传统方法生产这些成分存在诸多局限性。为了克服这些挑战，研究团队通过合成生物学技术，在同一酿酒酵母中实现了三七总皂苷类原人参二醇、丹参酮类次丹参酮二烯、酚酸类丹参素、冰片的同时合成，构建了复方丹参仿生合成细胞--复方丹参酵母。细胞在摇瓶中发酵5天，目标产物产量均超过每升毫克级。与建立人工细胞进行的单体、组分活性成分的合成不同，这项研究通过在同一细胞内合成单个活性成分单体和活性成分组，建立了一个开创性的跨物种、多组分微生物合成平台，代表了一项重大进步。该平台首次提供了一种中药配方中活性成分的全合成途径，为其潜在的工业规模生产提供了理论基础和技术支持。
这一创新技术不仅实现了多种活性成分的协同生产，还具有显著的优势。中药活性成分的异源生物技术合成技术日益被认为是中药资源绿色和可持续发展的关键驱动力。在工业上，在单一菌株中生产多种活性成分具有显著的优势，特别是在资源有限的情况下，能够实现多种活性成分的协同生产。
除了在生产环节的优势，合成生物学技术还对中药材种植产生了深远影响。中药材是传统医学中不可或缺的重要组成部分，其质量和供应稳定性至关重要。随着科技的不断进步，现代科技在中药材种植领域的应用日益广泛。现代科技的应用，有助于提高中药材的产量、品质并确保其稳定性，为推动中药材种植的科学化集约化提供有力支撑。
在中药材种植中，合成生物学技术可以通过人工设计和合成生物系统，实现中药材有效成分的高效生产。例如，相关企业可以利用合成生物学技术构建微生物细胞工厂，以生产中药材中的特定药用成分。展望未来，合成生物学技术将为中药材的生产提供新的途径。
随着中药复方制剂市场的快速增长，资源供应的稳定性成为了一个重要问题。中国中药复方制剂2023年市场规模超1200亿元人民币，并且在政策支持和技术创新推动下保持约8%的高速增长，为我国的中药资源供给带来持续的挑战，多种珍稀濒危药用资源，特别是动物源药材面临资源短缺等严峻问题。随着现代中药研究的进展，许多活性成分的生物来源途径和药理机制越来越清楚。合成生物学的出现为中药制剂的可持续发展提供了新的解决方案。
参考来源：
1、中国科学院天津工业生物所
2、Li, Rongsheng, Wang, Jie, et al.Compound Danshen Yeast 1.0.Science of Traditional Chinese Medicine. 2024.December.2(4):p303-311.
3、赵小忠.现代科技在中药材种植中的应用与探索研究
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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