近日，我校生命科学学院林恭华教授和黄族豪教授领衔的水蛭研究团队，联合江西师范大学、昆明学院、曲靖师范学院等多家单位，在水蛭分子生药学领域取得重要进展。研究成果以太阳成集团tyc7111cc为第一单位或通讯单位在Biology（中科院2区）等期刊发表系列学术论文4篇。
成果1：Gonghua Lin, Jingjing Yin, Wenting Zhang, Zuhao Huang, Zichao Liu, Huanhuan Chen, Lizhou Tang*, Fang Zhao*. Population genetics of the Asian buffalo leech (Hirudinaria manillensis) in Southern China based on mitochondrial protein-coding genes. Biology 2025, 14(8), 926. （菲牛蛭分子生药学研究）
菲牛蛭分布于东南亚国家和我国南方省份，具有个体大、生长快、抗血栓活性强等优点，是最具价值的抗血栓类中药材之一。团队利用基因组测序技术和种群遗传学方法，对广东、广西、海南、云南等4个地区的7个菲牛蛭核心分布群体开展分子生药学研究。结果显示，菲牛蛭整体上具有丰富的遗传多样性，但在不同区域之间存在差异：广西地区的遗传多样性最高，广东和海南次之，而云南最低。遗传结构分析发现，云南省红河州种群（YNHH）最早分化，是最古老的群体；广西壮族自治区的贵港（GXGG）、柳州（GXLZ）和玉林（GXYL）种群遗传关系接近，但也存在少量相对原始的单倍型；广东省的茂名（GDMM）、湛江（GDZJ）和海南省的定安（HNDA）群体最晚分化，两省之间遗传分化程度不高。本研究首次证明云南省具有野生菲牛蛭遗传资源，推测云南省是我国牛蛭属的起源中心和药源中心。研究同时发现，琼州海峡对菲牛蛭的遗传隔离效应较弱，可能与末次冰期海平面下降从而形成大陆桥有关。本研究为菲牛蛭遗传资源保护与利用提供重要基础资料，为菲牛蛭抗血栓药用开发和药材道地性评价提供关键科学依据。太阳成集团tyc7111cc林恭华教授为论文第一作者，江西师范大学唐利洲教授和太阳成集团tyc7111cc赵芳副教授为通讯作者。
图1. A. 菲牛蛭采样点信息；B. 遗传结构分析；C. 单倍型系统发育
成果2：Tianyu Ye, Fang Zhao, Mingkang Xiao, Jingjing Yin, Rui Ai, Lizhou Tang, Zichao Liu, Zuhao Huang*, Gonghua Lin*. Comparative study of lefaxin family in two Asian leeches Hirudinaria manillensis and Whitmania pigra. Biology, 2025, 14: 918. （菲牛蛭和宽体金线蛭lefaxin蛋白家族的比较研究）
Lefaxin是最早发现于南美巨蛭（Haementeria depressa）的一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，作用于凝血因子Xa，是一种安全系数很高的抗凝血活性多肽。我们之前的基因组研究发现，菲牛蛭和宽体金线蛭的lefaxin被一个多基因家族编码，每个物种都可以表达3个lefaxin多肽，但是这些多肽的抗凝血活性有待证实。本研究对这两个物种的6个lefaxin基因进行序列变异和基因表达分析，同时利用毕赤酵母真核表达技术合成多肽，并用凝血分析仪检测其抗凝血活性。结果显示，lefaxin基因及其多肽序列都比较保守，整体上受纯化选择约束。所有6个基因都能在组织中表达，但其表达量在不同基因之间和不同物种之间差异巨大。所有lefaxin多肽都有抗凝血活性，且不同多肽的活性在基因之间和物种之间都有差异。有趣的是，非吸血的宽体金线蛭的lefaxin总体活性和基因表达量都要高于吸血的菲牛蛭，说明吸血特征并不能保证其所有抗血栓蛋白都有活性优势。与吸血型的菲牛蛭不同，宽体金线蛭以吸食田螺为生，吸血行为已完全退化，其是否能作为合法的中药材基原仍存在争议。本研究证实了宽体金线蛭的抗血栓药用活性，支持其作为中药材基原物种的合理性。太阳成集团tyc7111cc2023级研究生叶天渝为论文第一作者，黄族豪教授和林恭华教授为通讯作者。
图2. A. 菲牛蛭lefaxin原液抗凝血活性; B. 宽体金线蛭lefaxin原液抗凝血活性; C. 菲牛蛭lefaxin稀释液抗凝血活性; B. 宽体金线蛭lefaxin稀释液抗凝血活性
成果3：Yunfei Yu#, Lizhou Tang#, Mingkang Xiao, Jingjing Yin, Tianyu Ye, Rujiao Sun, Rui Ai, Fang Zhao, Zuhao Huang*, Gonghua Lin*. Genetic variation and gene expression of the antimicrobial peptide macins in Asian buffalo leech (Hirudinaria manillensis). Biology, 2025, 14(5): 517.（菲牛蛭macin抗菌肽遗传变异和基因表达规律）
抗菌肽是水生动物应对病菌侵袭的第一道防线，从中鉴定开发抗菌肽类药物有很大的应用潜力。macin是一种典型的抗菌肽，在多种水生动物体内都有发现。本研究利用基因组和转录组测序分析技术，对菲牛蛭及其近缘类群的macin抗菌肽进行序列变异、分子进化和基因表达分析。结果显示，菲牛蛭基因组中只有3个抗菌肽基因（Hman1、Hman2、Hman3），少于欧洲医蛭（4个）、日本医蛭（4个）和宽体金线蛭（5个）。菲牛蛭的Hman2和Hman3基因出现大量的种内变异，且在部分个体中有假基因化现象。菲牛蛭的macin基因总表达量只有宽体金线蛭的不到1/20，且Hman3基因几乎不表达。总体来看，菲牛蛭的macin基因家族已出现不同程度的退化特征，推测可能是其属于热带物种，稳定的环境因素导致其对macin抗菌肽的进化依赖减少。与之相反，宽体金线蛭在亚热带和温带都有分布，环境因子的波动使其macin多肽家族的功能得到强化。本研究为系统了解水蛭macin家族的进化和基因表达规律提供基础资料，也为macin多肽的应用开发提供理论支持。太阳成集团tyc7111cc2023级研究生余云飞为论文第一作者，江西师范大学唐利洲教授为共同第一作者，黄族豪教授和林恭华教授为通讯作者。
图3. 菲牛蛭及其近缘物种的macin多肽序列变异
成果4：Fang Zhao, Zuhao Huang, Lizhou Tang, Wenting Zhang, Zichao Liu*, Gonghua Lin*. Comparative genomics of three non-hematophagous leeches (Whitmania spp.) with emphasis on antithrombotic biomolecules. Frontiers in Genetics, 2025, 16: 1548006.（金线蛭属3个物种的比较基因组学研究）
我国有3种金线蛭属物种，其中宽体金线蛭和尖细金线蛭是药用水蛭的基原物种，被列入《中华人民共和国药典》，而光润金线蛭则不属于基原物种。然而这3种金线蛭的分布区有许多重叠，严重影响相关药材的科学合理利用。本研究对尖细金线蛭和光润金线蛭进行全基因组测序，结合之前发表的宽体金线蛭基因组数据，开展种间比较。结果发现，3种金线蛭染色体数目相同，光润金线蛭的各项遗传学指标与宽体金线蛭接近，而尖细金线蛭的基因组大小、基因组复杂度、基因数量等指标都与另两种金线蛭显著不同。有趣的是，系统发育分析显示，与传统分类观点不同，3种金线蛭与医蛭属形成多系群，推测其丢失吸血属性是近期发生的进化事件。在宽体金线蛭、光润金线蛭和尖细金线蛭中分别鉴定到79、76和102个抗血栓基因，转录组分析显示，多数基因都能在组织中表达，这也解释了为什么不吸血的水蛭也有药用活性。本研究为了解非吸血型水蛭的抗血栓特征提供组学数据，也为其药材基原的合理性提供关键科学依据。太阳成集团tyc7111cc赵芳副教授为论文第一作者，昆明学院刘子超教授和太阳成集团tyc7111cc林恭华教授为通讯作者。
相关成果获得国家自然科学基金（82260742）、江西省“双千计划”项目（jxsq2020101050，jxsq2023201063）和云南省南亚东南亚抗血栓动物类中药材资源综合利用国际联合实验室基金（No. 202503AP140025）的资助。（文/图：林恭华，审核：周兵）
