近日,由华侨大学牵头、深圳大学等单位参与完成的方格星虫(俗称“沙蚕”)基因组及纤溶酶研究论文,在Nature子刊Nature Communications(中科院一区Top期刊)上发表(图1)。我院特聘教授石琼为共同通讯作者,助理教授卞超参与论文发表。

图1 沙蚕论文(2025, 16:3852)
主要结果
一、沙蚕纤溶酶可有效激活纤溶酶原与降解血纤维蛋白原:

图2 沙蚕纤溶酶特性及其溶栓效力测试
沙蚕(Sipunculus nudus;图2a)为海蚯蚓类无脊椎动物,其来源的纤溶酶为小型兼性纤溶酶原非依赖型溶栓酶(snFPITE)。分子量为24.925 kD(图2b-d);在同样浓度水平,snFPITE与重组表达的组织型纤溶酶原激活物(rtPA)相比,具有更强的激活纤溶酶原与降解血纤维蛋白原活性(图2e, f)。3h内,snFPITE能完全降解血纤维蛋白原的Aα、Bβ及γ链(图2g)。
二、snFPITE能有效溶解血栓:
在大鼠实验中,发现snFPITE同rtPA一样,能显著提高颈动脉血流量;在小鼠试验中,低至0.9mg/kg水平的snFPITE仍具有溶栓效果。与rtPA相比,snFPITE发挥溶栓效应的启动时间较短(At<10min),但达到50%溶栓效果的时间有所延长(T0.5≈120min)。
三、snFPITE为可注射型溶栓剂:
在大鼠中,静脉注射snFPITE后10min内,即可在循环系统中检测到snFPITE的分布,但在脑中并未发现荧光信号(说明其难以逾越脑血屏障)。应用293细胞系,发现snFPITE浓度即使高达50 μg/mL时,细胞活力也没有出现明显变化。在小鼠中,静脉注射snFPITE或rtPA,相关参数也无显著差别。
四、snFPITE激活纤溶酶原与降解血纤维蛋白原存在多位点切割方式:
snFPITE与纤溶酶原可直接结合(Kd=5.47E-08 M);snFPITE对纤溶酶原的酶切位点可多达22个。但是snFPITE激活纤溶酶原后并非产生纤溶蛋白酶,而是形成26.83kD的小型游离纤维蛋白溶解剂(Flaa),后者与纤溶酶的蛋白酶结构域类似。
对两种snFPITE(snFPITE-n1和snFPITE-n2)进行晶体结构解析,得到高分辨率(2.0和1.5Å)的三维结构(PDB:8ZVS、8ZVX)。snFPITE-n1也可直接与血纤维蛋白原结合,并可容纳血纤维蛋白原链结合的底物。
五、在沙蚕基因组中共鉴定到28条snFPITE候选序列:
利用snFPITE-n1和snFPITE-n2及转录组序列作参考,开展分子克隆,得到10条编码snFPITE的序列(snFPITE-c1~snFPITE-c10)。整合Illumina二代与PacBio三代测序技术,构建一个长约1.73Gb的全基因组图谱;共注释到45,896个蛋白编码基因。利用基因组数据,又进一步筛选到16个snFPITE候选基因。
六、从沙蚕转录组中筛选到14个snFPITE候选转录本:
利用多种组织的转录组数据,筛选到14条全长候选转录本。其中8个基因在肠道中高表达;5个基因表达受到外源血凝块的刺激。
七、十个snFPITE重组表达蛋白得到功能验证:
有一个snFPITE候选基因通过毕赤酵母系统、8个候选基因利用HEK293系统、snFPITE-n1通过昆虫杆状病毒系统进行重组表达,形成的有关蛋白产物都呈现出一定的纤维蛋白溶解活性,表明它们都是真正的纤溶酶基因。其中snFPITE-8和snFPITE-15能大量稳定表达,并可将大鼠血凝块完全溶解掉。
在我国南方沿海地区(譬如福建厦门和广西北海),数百年来人们一直有将沙蚕视作海鲜美食的传统,沙蚕来源成分的生物安全性与相容性得到广泛认可。因此作为口服制剂,snFPITE具有很好的安全优势。本文也提供诸多振奋人心的证据,表明snFPITE的安全性堪比已得到确认的rtPA,具有极好的开发前景。
全文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-58915-y
前期产业化尝试
自2011年归国创建华大海洋(公司)以来,基于自主组建的深圳市重点实验室、深圳市院士工作站和深圳市华大海洋研究院等科技创新平台,石琼教授团队长期开展基因组学支撑的海洋药物(特别是生物多肽)研发。
以沙蚕为重要原料,结合传统中药验方,与外部单位合作研制“清风健”胶囊与片剂(图3)。有关产品能有效降低服用者血液中尿酸水平,具有很好的经济发展前景。

图3 “清风健”胶囊与片剂。
委托者:(左)深圳华大海洋科技有限公司(2016年);
(右)深圳恒生源生物科技有限公司(2025年)。
生命与海洋科学学院
2025年4月30日