奕梵非甾醇类消炎药（non-steroidalanti-inflammatorydrugs,NSAIDs）与人类的日常生活息息相关。比如，此类药物中的阿斯匹林（aspirin）和布洛芬（ibuprofen）均为全球销量最高的非处方药。感冒发烧、头疼脑热或各类炎性疼痛等病症，均可以通过服用非甾醇类消炎药进行治疗。史料记载，早在古希腊的希波克拉底（Hippocrates，公元前年-前年）时代，人类便采用柳树树皮的汲取物医治各类疼痛。近代科学研究发现，柳树皮中发挥作用的活性成分为水杨酸（salicylicacid,SA）。但是，直接口服大量水杨酸会引起胃出血等的副作用。年，拜耳公司研制了阿斯匹林（乙酰水杨酸,acetylsalicylicacid），在水杨酸苯环结构的邻位羟基上加乙酰化修饰。阿斯匹林在被吸收进入血液后再释放出具有活性的水杨酸成分，可以大大减轻其对消化道的伤害。如今，阿斯匹林仍然一种家庭常备药物。随着科技的发展，人工合成的非甾醇类消炎药有很多种，包括常用的布洛芬等。在动物细胞中的多项研究表明，非甾醇类消炎药抑制炎症反应，主要通过靶向Cyclooxygenase-2（COX-2）抑制前列腺素合成。在植物中，水杨酸是一种逆境相关的激素，在植物遭受环境中的病原菌侵染时会快速大量合成，激活体内NPR家族受体介导的免疫反应。此外，水杨酸也可以通过多种途径，参与调控植物的生长发育。最近的研究表明，水杨酸可以直接结合磷酸酶PP2A的A亚基，参与到根部生长素的极性运输及其介导的生长发育过程。尽管水杨酸与人工合成的NSAIDs均可在动物细胞发挥作用，但是，人工合成的NSAIDs是否在植物中仍然具有生物学活性并不清楚。近日，奥地利科学与技术研究院的Ji?íFriml实验室在CellReports发表了题为Non-steroidalanti-inflammatorydrugstargetTWISTEDDWARF1-regulatedactindynamicsandauxintransport-mediatedplantdevelopment的研究论文（第一作者为谭树堂博士，现为中科大PI），对水杨酸及其他NSAIDs在植物根中的生理功能和分子机理进行了深入研究。在这项研究中，研究团队发现NSAIDs通过靶向分子伴侣蛋白TWISTEDDWARF1（TWD1）调控细胞骨架和囊泡运输的动态，参与到生长素介导的植物根生长发育中。模式植物拟南芥幼苗生长于含阿斯匹林和布洛芬等NSAIDs的培养基上，表现为主根变短、侧根数目减少和根的向重力性丧失等表型。这些生长发育缺陷与植物激素生长素密切相关。生长素报告基因DR5rev::GFP的细胞生物学分析表明，NSAIDs处理会抑制生长素在根中的正常应答。通过3H标记的IAA测定显示，NSAIDs影响了植物体内生长素的极性运输。NSAIDs的这些生理功能与水杨酸十分类似。细胞生物学分析显示，NSAIDs处理干扰了生长素输出载体PIN2蛋白的极性分布及其在内膜系统中的循环。并且，该抑制作用并不是PIN2特异的，暗示有更为广泛的调控作用。通过对不同的内膜系统荧光报告基因株系的分析表明，NSAIDs处理抑制了不同囊泡的胞内动态与分布。NSAIDs的生理作用与细胞生物学活性与植物学领域常用的生长素极性运输抑制剂（如NPA和TIBA）十分类似。近来的研究表明，NPA和TIBA可以直接结合分子伴侣蛋白TWD1，调控微丝细胞骨架的簇聚（bundling）及囊泡运输，参与到PIN蛋白及多种质膜定位蛋白在细胞质膜—内膜系统的循环中。显微观察显示，NSAIDs处理会引起根表皮细胞的扭曲，与twd1和act7突变体的表型十分类似。细致的细胞生物学分析表明，前述的微丝细胞骨架动态和囊泡运输部分依赖于TWD1-ACT7途径。表面等离子共振（surfaceplasmonresonance,SPR）实验显示，NSAIDs中至少6种药物可以直接结合TWD1的FKBP结构域；其中，Meclofenamicacid和Flufenamicacid的结合力最高。进一步的生物化学分析证明，Meclofenamicacid结合TWD1可抑制其分子伴侣的活性。综上所述，该研究提出了NSAIDs通过靶向植物的分子伴侣蛋白TWD1调控微丝细胞骨架动态和囊泡运输、并进而参与调控生长素运输和植物生长发育的分子模型。该项研究鉴定出TWD1为NSAIDs的一个重要靶标，不仅增进了人们对于囊泡运输的理解，也为进一步探索NSAIDs药物分子机理提供了新的线索。值得注意的是，虽然人工合成NSAIDs与水杨酸在生理水平和细胞生物学分平对植物根的影响十分相似，但是其分子机制并不尽相同。该论文的通讯作者是奥地利科学与技术研究院的Ji?íFriml教授，第一作者是谭树堂博士。其他作者包括瑞士弗里堡大学、苏黎世大学、维也纳农业大学、捷克科学院和德国波恩大学的科研人员。相关研究得到欧盟高等研究基金（ERCAdvancedGrant）和欧洲分子生物学组织（EMBOLong-TermFellowship）等的资助。据悉，目前，谭树堂博士正在中国科学技术大学组建植物细胞与发育生物学实验室，招聘博士后、副研究员和实验助理等，也欢迎优秀本科生前来实验室实习或报考硕博连读研究生（点击查看：招聘

中科大谭树堂课题组招聘助理研究员（副研究员）和博士后研究人员）。更多信息请参考谭树堂课题组网页：

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