可治糖尿病？神奇的青蒿素是怎样被发现的
屠呦呦团队的青蒿素或可治糖尿病
科技日报北京12月3日消息，由我国药学家屠呦呦和她的团队研制出的青蒿素药物至今仍然是世界范围内最主要的抗疟药物，成功挽救了数百万人的生命。12月1日，在线发表于美国Cell（《细胞》）杂志上的一项突破性研究表明，这一药物或许还可以拯救数亿糖尿病患者。
该研究的通讯作者Stefan Kubicek表示，胰岛素的绝对和相对缺乏以及胰高血糖素信号通路的过度活化是导致糖尿病的两个主要原因。用能够分泌胰岛素的新细胞取代患者体内被破坏的β细胞有望成为治愈Ⅰ型糖尿病一种简单的策略。多年来，为了实现这一点，全球各国的研究人员利用干细胞或成熟细胞尝试了多种方法。值得注意的是，先前有研究表明，当β细胞极度缺失时，α细胞能够补充胰岛素产生细胞。在这一转换过程中，表观遗传调控分子Arx被鉴定为关键分子。然而，科学家们只是在活体模式生物中观察到了这一效果，是否周围细胞（甚至远处器官）的其他因素也发挥了作用完全是未知的。
为了排除这些因素，Kubicek的研究小组与诺和诺德小组合作，设计了特殊的α和β细胞系，从所处环境中分离出它们后进行分析。研究证明，Arx缺失足以赋予α细胞新“身份”，并不依赖于机体的影响。接着，科学家们开始探索青蒿素重塑α细胞这一作用背后的分子模型。结果证实，青蒿素结合了一个称为gephyrin的蛋白。Gephyrin能够激活细胞信号的主要开关——GABA受体。随后，无数的生物化学反应发生变化，导致了胰岛素的产生。同日，发表在Cell上的另一项研究表明，在小鼠模型中，注射GABA也能导致α细胞转化为β细胞，表明两种物质靶向了相同的机制。
青蒿素的长期作用需要进一步测试。Stefan Kubicek认为：人类α细胞的再生能力还是未知的。此外，新的β细胞必须不受免疫系统的攻击。但我们相信，青蒿素的发现以及它们的作用模型可以为开发Ⅰ型糖尿病的全新疗法奠定基础。
屠呦呦
女，1930年12月30日生，药学家，中国中医研究院终身研究员兼首席研究员，青蒿素研究开发中心主任。
1971年首先从黄花蒿中发现抗疟有效提取物，1972年分离出新型结构的抗疟有效成分青蒿素，1979年获国家发明奖二等奖。1980年聘为硕士生导师，1981年加入中国共产党，2001年聘为博士生导师。多年从事中药和中西药结合研究，突出贡献是创制新型抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。
2011年9月，获得被誉为诺贝尔奖“风向标”的拉斯克奖。
2015年10月，因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获诺贝尔生理学或医学奖。屠呦呦是首位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家、首位获得诺贝尔生理医学奖的华人科学家。
第191号样品
“重新埋下头去，看医书！”屠呦呦的执拗和坚持带动着大家。从《神农本草经》到《圣济总录》再到《温病条辨》……厚厚的一摞医书被翻得书角微卷。
很长一段时间，青蒿这种不起眼的菊科植物，都不是最受关注的药物，直到有一天，屠呦呦决定：用沸点只有35℃的乙醚代替水或酒精来提取青蒿。
这抓住了问题的关键——温度正是青蒿素提取的关键。
青蒿在现存最早的中药学著作《神农本草经》中已有记载
青蒿在中国的应用已有2000 多年的历史，《神农本草经》就有记载。青蒿治疗疟疾则始于公元340 年间的东晋葛洪所著的《肘后备急方》，之后宋《圣济总录》、元《丹溪心法》、明《普济方》等著作均有“青蒿汤”“青蒿丸”“青蒿散截疟”的记载。明李时珍在《本草纲目》除收录了前人的经验外，还载有治疗疟疾寒热的实践，清《温病条辨》、《本草备要》，以及民间也有青蒿治疗疟疾的应用。
在反复研读文献过程中，《肘后备急方》“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的描述给了屠呦呦新的启迪。
在各种传说中，这个场景往往被描述为：在某一天的凌晨或者深夜，阅读葛洪的《肘后备急方》时，屠呦呦被灵感击中——那本古方上说：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。”
青蒿治疗疟疾始于东晋葛洪《肘后备急方》
然而，真实的实验却是繁复而冗杂的。在屠呦呦2009年出版的专著《青蒿及青蒿素类药物》中，她提到了当时的一系列实验。
书中还特别提示：分离得到的青蒿素单体，虽经加水煮沸半小时，其抗疟药效稳定不变，“可知只是在粗提取时，当生药中某些物质共存时，温度升高才会破坏青蒿素的抗疟作用”。
为什么古人用“绞汁”？既往的提取研究，一般中药常用水煎煮或者用乙醇提取，但结果都不好，难道青蒿中的有效成分忌高温或酶的影响？再有青蒿在什么情况下才能绞出“汁”来，只有嫩的枝叶才会绞出汁来，这是否还涉及药用部分以及采收季节的问题？
经过周密的思考，屠呦呦重新设计了研究方案。对一些重点关注的药物，还设计了多个方案。如青蒿就设计了用低温提取，控制温度在60度以下；用水、醇、乙醚等多种溶剂分别提取；将茎秆与叶子分开提取等。
中药青蒿来源于菊科植物黄花蒿（Artemisia annua L.）
课题组从1971年9月起，启用新方案，对既往曾筛选过的重点药物及几十种新选入的药物，夜以继日地筛选研究。
又是多少个不眠之夜，终于证实青蒿乙醚提取物效果最好！曙光初现，经历了上百次失败的团队再度振奋起来。
提取物中的酸性部分具较强毒性又无效，而保留下来的中性部分才是抗疟药效集中的有效部分。——在一个个不眠之夜后，这个关键之处的新发现，让屠呦呦感到一丝兴奋。
课题组成员钟裕蓉记得，当时她的家就在研究所里，步行2分钟就能到达实验室，即使是每天晚饭过后，她也要回到实验室里，和大家一起忙碌到九、十点钟。
1971年10月4日，屠呦呦带领课题组，正在实验室紧张忙碌着。这是在190次的失败后，大家再一次严格按照流程，进行着筛选。
一双双眼睛，都紧张地盯着191号青蒿乙醚中性提取物样品抗疟实验的最后成果。
对疟原虫的抑制率达到了100％！
随着检测结果的揭晓，整个实验室都沸腾了。
那是一种黑色、膏状的提取物，离最终的青蒿素晶体尚有一段距离，但确定无疑的是，打开最后宝藏的钥匙找到了。
发现青蒿素
阶段性胜利，没有让屠呦呦放慢脚步。很快，大家开始进行对青蒿乙醚提取物中有效成分青蒿素的分离、提取工作。
由于北京产的青蒿中青蒿素含量只有万分之几，要大量提取青蒿素以供动物实验和临床观察用药，难度可想而知。
1972年4月26日到6月26日，课题组先后得到少量颗粒状、片状或针状结晶。每一次发现分离提取的成果变化，实验室都会爆发出欢呼和掌声。
在1972年南京会议上中医研究院疟疾防治小组提交的报告内容
为了早日得到单体结晶，每个人都在努力寻找，竭尽所能。
在一份有关气管炎药物研究的文献中，钟裕蓉发现硅胶对于分离中性物质比较好。说干就干，钟裕蓉给自己做了一个小炉子，采用这种方法进行分离。
1972年11月8日，课题组的人们吃完晚饭，匆匆赶回实验室继续攻关。“突然，我们看到了炉子上的青蒿素针形晶体，大家都激动地流下了眼泪！”时至今日，钟裕蓉说起那一晚的发现，声音仍会微微颤抖。
这一天，正是课题组认定的青蒿素诞生之日。刚刚从海南疫区返回北京的屠呦呦，也迅速投入到化学研究工作中，和课题组讨论、比较分析了已得的化学单体。通过显色反应、板层析Rf 值等鉴别异同，整合所分得的成分，并开始在鼠疟上评价药效。
12月初，鼠疟试验发现，从11月8日分离得到的晶体有显效，小鼠口饲50毫克每公斤体重可使疟原虫转阴。
这是首次以药效证实，从青蒿中获得的单一化合物，具有抗疟活性。
1973年新年刚过，屠呦呦发现青蒿奥秘的消息传出后，中药所就不断接到各地来信和来访。屠呦呦都亲自回信、寄资料、热情接待来访者，毫无保留地介绍青蒿、青蒿提取物及其化学研究进展情况。很快，云南和山东等数个研究小组借鉴了她的方法，对青蒿进行研究。
以上内容选自《屠呦呦传》
中国首获诺贝尔奖的女科学家
屠呦呦本人授权唯一传记
2015年10月5日，一则来自瑞典的消息，让身处国庆假期的中国人，平添一个欢乐的理由——瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布，将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦，以及另外两名科学家威廉·坎贝尔和大村智，表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。
85岁的屠呦呦获奖，同时打破了多个记录——中国科学家在中国本土进行的科学研究首次获诺贝尔科学奖、中国医学界迄今为止获得的高奖项、中医药成果获得的高奖项、以及中国女性首次捧得诺贝尔奖。这是中国科学界、中国医药卫生界的荣誉，是全体中华儿女的光荣，更是全体中国女性的骄傲，值得每一个中国人为之自豪，理应得到热烈的祝贺和崇高的敬意。
为了便于广大读者深入了解屠呦呦的精彩一生及其为国家做出的贡献，我们邀请中国中医科学院组织编写了该书。该书语言通俗易懂，收录了大量珍贵照片，图文并茂，是广大读者认识诺贝尔奖获得者屠呦呦的生动读物。
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