1团队负责人介绍

华欣 博士，教授，博士生导师。主要研究方向为药用天然产物生物合成与开发利用，其中包括药用天然产物代谢途径解析、异源从头合成，药用天然产物活性评价与分子机制研究等。主持国家自然科学面上项目、区域联合项目子课题、国家重点研发计划子课题、黑龙江省自然科学基金优秀青年项目等十余项。在Metabolic Engineering、International Journal of Biological Macromolecules、Phytomedicine、Journal of Agriculture and Food Chemistry等学术期刊发表论文共20余篇，授权国家发明专利8项。现任黑龙江省生物工程学会理事、黑龙江省药学学会委员、黑龙江省免疫科普与教学工作委员会委员、Chinese Medicine、Science of Traditional Chinese Medicine杂志青年编委。

个人介绍：https://pharm.hainanu.edu.cn/info/1021/11803.htm

电子邮箱：xinhua@hainanu.edu.cn

研究团队长期招聘生物化学、分子生物学、生物信息学、药理学、基因组学、分析化学等相关专业的专任教师及博士后。

2 研究方向

1) 药用活性成分发现与药理机制解析

2) 药用活性成分生物合成途径解析与从头合成

3) 药用活性成分生物合成关键酶催化机制研究

3 团队介绍

研究团队立足于"合成生物学"这一革命性学科，依托海南丰富的热带药用植物资源与自贸港政策优势，团队面向“大健康”战略需求，深度融合药学、分子生物学与化学，专注于以药用植物活性成分为核心的创新药物研发。团队致力于构建从活性分子挖掘、生物合成机理解析、绿色智造到药效评价的完整研发体系，旨在颠覆传统中药活性成分依赖植物提取的模式，为药物发现的源头创新、生产瓶颈及可持续性问题提供全新解决方案。

我们的研究聚焦三大核心方向：一是活性化合物发现与药理机制解析，通过筛选海南特色药用植物的活性成分并深入解析其药理机制，为生物合成提供精准的分子导向；二是药用植物次生代谢产物的生物合成途径解析及从头合成，通过解析关键代谢途径并在异源系统中重建，实现绿色生物制造；三是结合计算生物学进行关键酶的理性设计与工程改造，优化合成效率和产物质量。这三个方向有机整合，构建了"活性发现-合成机理-工程优化"的闭环研究体系，推动药用植物的现代化开发利用。

4 近年承担的主要课题

1） 国家自然科学基金面上项目：重楼β-蜕皮激素代谢机制及其增强植物抗虫能力的研究(32470385)，2025.01-2028.12, 50万元。

2） 国家自然科学基金区域联合项目：“功效-物质-遗传”关联的五味子优良品质形成机制研究(U23A20511)，2024.01-2027.12, 50万元。

3） 国家自然科学基金青年基金项目: 香鳞毛蕨素抗甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌分子作用机制研究(31602100)，2017.01-2019.12，21万元。

4） 国家重点研发计划项目子课题：植物源复杂结构天然化合物的生物合成途径解析及异源合成(2023YFA0915804)，2023.12-2028.11，30万元。

5） 黑龙江省自然科学基金优秀青年项目：基于木豆芪酸的多粘菌素耐药关键蛋白MCR-1抑制剂开发(YQ2020C020)，2020.07-2023.07，10万元。

6） 黑龙江省科学基金面上项目：木豆叶抗奶牛源MRSA活性成分筛选及其抗菌机制研究(C2016063)，2016.6-2019.6，6万元。

7） 中国博士后科学基金: 香鳞毛蕨单体活性成分的抗MRSA分子机制研究(2016M591311)，2016.6-2018.6，5万元。

8） 黑龙江省博士后科研启动金一等资助：多粘菌素耐药蛋白MCR-1高活性抑制剂挖掘 (LBH-Q19003)， 2021.07-2023.07，10万元。

9） 兽医生物技术国家重点实验室课题：甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌抗菌新药创制 (SKLVBP201615-3)，2016.01-2019.12, 74万元。

10） 中央高校基本科研业务费专项资金项目：刺五加基因组测序及重要活性成分相关基因的挖掘(2572020BD01)，2020.09-2023.08，14万元。

11） 浙江寿仙谷医药股份有限公司横向课题：提升灵芝三萜生物合成的分子调控机制研究，2021.04-2024.04，75万元。

12） 浙江中医药大学开放课题：赤霉素、水杨酸和茉莉酸甲酯对重楼叶片皂苷的累计和关键酶基因表达的影响，2022.01-2022.12, 5万元。

13） 浙江省中医药大学开放课题：治疗缺血性脑卒中的刺五加冲剂开发， 2022.07-2024.07， 10万元。

5 近五年发表的论文

1) Wei Song, Tong Li, Shan Yan, Mingyue Zhang, Xiaojing Ma, Liping Kang, Xin Hua*, Zheyong Xue*, Two rhamnosyltransferases for de novo biosynthesis of polyphyllins in Nicotiana benthamiana. Plant J 2025. 122(4):e70237.

2) Xin H, Chengxi K, Fengge W, Jianfeng Z, Jifeng Y, Zheyong X, Steroidal compounds in Paris polyphylla:structure, biological activities, and biosynthesis. Current Opinion in Plant Biology. Curr Opin Plant Biol 2025. 84:102695.

3) Chenglong Z, Jiayi L, Kai Z, Yidan J, Jinyun R, Wenzhe Z, Xiyang H, Qizhu P, Xiucheng Z,* Xin H*, Bing L*. Adv. Mater. Technol 2024. 2400847.

4) Fengge W, Lu L, Ma Y, Wenjie W, Iftikhar Badar, Yongping B, Kai Z, Yanlin L, Saba S, Dangdang L, Yongchao D, Thomas E*, Zheyong X*, Xin H*. Advances in antitumor activity and mechanism of natural steroidal saponins: A review of advances. Phytomedicine 2024. 128:155432.

5) Yin X, Liu J, Kou C, Lu J, Zhang H, Song W*, Li Y*, Xue Z*, Hua X*: Deciphering the network of cholesterol biosynthesis in Paris polyphylla laid a base for efficient diosgenin production in plant chassis. Metab Eng 2023. 76:232-246.

6) Yue Jia, Juzhao Liu, Qin Yang, Wanjiang Zhang, Thomas Efferth*, Siguo Liu*, Xin Hua*. Cajanin stilbene acid: A direct inhibitor of colistin resistance protein MCR-1 that restores the efficacy of polymyxin B against resistant Gram-negative bacteria. Phytomedicine 2023. 114:154803.

7) Zhang Y, Wang W, Chen Z, Shi H, Zhang W, Zhang X*, Hua X*: An artificial bone filling material of poly l-lactic acid/collagen/nano-hydroxyapatite microspheres: Preparation and collagen regulation on the property. Int J Biol Macromol. 2023, 229:35-50.

8) Wang Z, Efferth T, Hua X*, Zhang XA*: Medicinal plants and their secondary metabolites in alleviating knee osteoarthritis: A systematic review. Phytomedicine 2022, 105:154347.

9) Zhang H^&, Hua X^&, Zheng D, Wu H, Li C, Rao P, Wen M, Choi YE, Xue Z, Wang Y et al: De Novo Biosynthesis of Oleanane-Type Ginsenosides in Saccharomyces cerevisiae Using Two Types of Glycosyltransferases from Panax ginseng. J Agric Food Chem 2022, 70(7):2231-2240.

10) Liang M, Ge X, Xua H, Ma K, Zhang W, Zan Y, Efferth T, Xue Z*, Hua X*: Phytochemicals with activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Phytomedicine 2022, 100:154073.

11) Hua X, Song W, Wang K, Yin X, Hao C, Duan B, Xu Z, Su T, Xue Z: Effective prediction of biosynthetic pathway genes involved in bioactive polyphyllins in Paris polyphylla. Commun Biol 2022, 5(1):50.

12) Li J, Yan G, Duan X, Zhang K, Zhang X, Zhou Y, Wu C, Zhang X, Tan S, Hua X* et al: Research Progress and Trends in Metabolomics of Fruit Trees. Frontiers in plant science 2022, 13:881856.

13) Jia Y, Hao C, Yang Q, Zhang W, Li G, Liu S, Hua X*: Inhibition of Haemophilus parasuis by berberine and proteomic studies of its mechanism of action. Res Vet Sci 2021, 138:62-68.

14) Tan S, Hua X*, Xue Z*, Ma J*: Cajanin Stilbene Acid Inhibited Vancomycin-Resistant Enterococcus by Inhibiting Phosphotransferase System. Front Pharmacol 2020, 11:473.

6 近期主要成果介绍

1）药用活性成分代谢途径解析及生物合成研究

重楼（Paris polyphylla）是我国传统名贵中药材，具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊等显著功效。重楼皂苷作为其核心药效物质基础，占植物总次生代谢产物的85%以上。然而，甾体皂苷复杂的生物合成途径及其异源生物合成中的关键技术瓶颈一直制约着该领域的发展。

本研究团队创新性地结合系统进化树分析与基因-代谢物加权共表达网络分析（WGCNA），建立了药用植物甾体生物合成途径解析的高效策略，并成功应用于重楼皂苷代谢途径的系统解析 (Communications Biology 2022)。通过该策略，我们从重楼中鉴定并功能验证了9种关键酶，构建了从环阿屯醇（Cycloartenol）到胆固醇的完整生物合成途径，实现了高效胆固醇合成体系的建立，产量达5.63 g/kg干重。基于上述技术突破，团队进一步解析了胆固醇到薯蓣皂苷元（Diosgenin）的生物合成代谢网络，以详实的分子证据澄清了薯蓣皂苷元生物合成途径的学术争议，并首次构建了薯蓣皂苷元的植物异源合成体系，产率达2.12 g/kg干重 (Metabolic Engineering 2023)。进一步，团队从重楼中鉴定了三种具有不同甾体骨架催化特异性的糖基转移酶，实现了重楼皂苷III和II的完全从头生物合成，在烟草叶片中的产量分别达到93.64和68.39 μg/g干重 (The Plant Journal 2025)(图1)。该研究为珍稀药用甾体皂苷的可持续生产提供了重要的技术支撑。

图1 重楼皂苷生物合成途径解析及生物合成

2) 药用活性成分的高效筛选平台构建及活性机制研究

针对药用植物复杂成分体系中活性先导化合物的高效发现这一关键科学问题，本研究建立了涵盖抗菌、抗肿瘤、神经保护等多靶点的活性化合物筛选与评价技术平台。

团队系统性研究了药用天然产物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA）的抗菌活性，通过分析多种天然化合物的构效关系，建立了基于分子结构特征的抗MRSA活性预测模型，为抗耐药菌药物的理性设计提供了重要的理论基础 (Phytomedicine 2022) (图2)。在此基础上，成功发现了绵马酚、大黄酸、藤黄酸等多个具有显著抗菌活性的天然产物，并通过多组学技术深入阐释了其抗菌分子机制，为新型抗菌药物的研发提供了重要的理论依据 (Phytomedicine 2022; Frontiers in Pharmacology 2022, 2019, 2018；获得国家发明专利2项)。

图2 天然活性成分抗MRSA活性及作用机制

深入研究了甾体类天然产物的抗肿瘤活性机制，通过系统分析不同甾体化合物与肿瘤细胞分子靶点的相互作用，并基于分子靶点特异性提出了甾体类抗肿瘤药物的优化开发策略 (Phytomedicine 2024)(图3)。此外，基于仿生学原理，成功开发了复合微球新型骨修复材料，通过胶原蛋白的调节作用，显著改善了材料的生物相容性和骨传导性能，为骨损伤治疗提供了创新的技术方案 (International Journal of Biological Macromolecules 2023)。

图3 甾体化合物抗肿瘤作用机制及药物优化策略