人类认识和利用天然产物有着悠久的历史，早在公元前 2600 年就有利用天然产物用作药物的记录。19 世纪时，研究者开始有目的地从植物中寻找药用成分。1806 年，德国一位药剂师从罂粟中首次分离出单体化合物吗啡并成功应用于临床，开创了从天然产物中寻找活性成分的先河。

时至今日，尽管新药发现技术的不断进步使天然产物在药物研发中的比重有所下降，但其仍然是不可或缺的重要资源。

山东大学天然产物化学生物学教育部重点实验室，是我国天然产物研究领域的一颗璀璨明珠。这里的研究者们，孜孜不倦地探索着天然产物的奥秘，围绕新功能分子的发现与评价，针对新天然产物发现与生物合成机制、天然分子的生物学意义、天然分子的化学制备等科学问题，开展作用机制和作用靶点的研究。

同时，实验室还会通过研究天然产物的代谢规律，探索其生物合成和化合物组合的方法。通过对目标化合物的生化研究，开展功能分子设计与合成的工作，将活性天然产物的被动发现转变为主动创造。

天然产物的探索没有「阿里巴巴」式的咒语，只有具备探险家精神的研究者才能在这一领域做出新成果。常文强教授告诉我们，目前实验室有四个主要研究方向，这四个方向犹如四把利箭，直指植物和内生真菌中蕴含的宝藏。

第一个是苔藓植物和内生真菌中活性成分的提取与分离。这一领域的研究可谓是宝藏的发现。通过用心提取和分离出植物和内生真菌中的活性成分，为后续功能及机制研究奠定基础。

第二个是研究天然产物的抗真菌和抗肿瘤作用机制及其耐药机制。这些研究目的在于揭开天然产物功能的神秘面纱，找到其克制真菌和肿瘤的机制。

第三个是重要活性天然产物的全合成及其结构修饰。这些研究力图找到不依赖于植物和内生真菌，找到体外合成路径，并通过改变结构，赋予其更高的活性。

第四个是研究重要活性天然产物的生物合成，生物合成规律及其调控机制。这一领域的研究就像是扮演「上帝之手」，致力于揭示天然产物的自然规律，理解生命的奥秘，更好的利用自然的力量。

经过多年的辛勤耕耘，这座实验室已经收获了丰硕的果实。如今，这里汇聚了一支精英团队，共有 8 位成员。他们的领头人，娄红祥教授，是一位享有盛名的国家杰出青年基金获得者。在这个团队中，有一位国家杰出青年基金获得者，一位山东省海外优青，两位山东省优青，以及三位齐鲁青年学者。他们来自五湖四海，但在这里共同为科学进步而努力奋斗。

在过去的五年里，团队主持或参与了国家重大新药创制、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大项目重点项目、面上项目等总共 20 余项工作。这些工作的成果已经被发表在 Nature Communications、Science Advances、Cell Chemical Biology 等国际顶尖的杂志上，彰显了实验室在该领域的卓越贡献。

植物来源的药用天然产物通常是植物的次级代谢产物，它们看似微不足道，却承载了植物与环境相互抗争、求生存的智慧。这些物质为人类提供了许多高效低毒的候选药物，似乎在告诉我们：植物世界也有它们自己的生命力与抵抗力量。

从紫杉中提取的紫杉醇及其衍生物，是抗癌药物中的明星。隐藏在植物中时沉默无声，用于抗癌治疗却有着抑制癌细胞分裂的威力。长春新碱和长春花碱源于长春花，同样能够抵制癌细胞的分裂，带给患者更多生的希望。而中国的喜树，它所含的喜树碱及其类似物，不仅揭示了植物与环境的复杂关系，也为我们提供了一种全新的抗癌武器。还有抗疟药物青蒿素，这种药物在全球范围内挽救了数以百万计的生命，同时也让我们看到了天然产物宝库中蕴含的无限潜力。

然而，这些植物所提供的药物，仅仅是冰山一角。在植物世界中，还有无数种未知的天然产物等待着我们去发现、去研究，去为人类健康做出贡献。

程爱霞教授告诉我们，实验室在研究苔藓植物中黄酮类化合物的生物合成时，发现植物的进化让它们的次生代谢产物变得更加多样化。比如说，在黄酮的基础上，产生了黄酮醇和花色素。它们不仅具有更强的抗氧化活性，而且花色素还在果实的着色和昆虫授粉中起着重要作用。这些化合物，就像植物的防御武器，大大促进了被子植物的适应能力，让植物能够在不同的环境中生存。

抗真菌药物研究是课题组的重点研究方向。常文强教授表示，经过多年积累，课题组已经建立起多种体外抗真菌筛选模型和体内评价模型，从天然产物当中获得了一大批具备应用价值的抗真菌活性分子，例如能够降低真菌毒力萜类分子，有助于逆转真菌耐药的氨酚类化合物等。

在上述活性物质的提取、分离、结构鉴定以及生物活性测定的基础上，基于其独特的机制，一方面可以将其作为分子工具来研究微生物的耐药机制，从而为临床真菌感染提供研究思路。另外一方面可以通过机制研究，有的放矢地进行结构修饰，来研发新型抗真菌药物。

随着人们对植物来源的药用天然产物的需求日益增长，直接从植物中提取分离的方法已经无法满足需求。大量栽培药用植物不仅占用耕地，而且这些天然产物在植物中通常含量较低，结构类似物多、提取步骤繁琐、收率低、生产成本高等因素限制了对植物天然产物的深入开发利用。因此，需要开发新的方法来满足人们的需求。

程爱霞教授指出，合成生物学的发展为天然产物的开发利用提供了很好的先决条件。首先，合成生物学可以帮助科学家研究天然产物的生物合成途径及其调控机制，从而为天然产物的开发提供更多的科学依据和理论支持。其次，合成生物学可以通过改造天然产物的生物合成途径和代谢途径，实现对天然产物的优化和产量的提高，用大肠杆菌、酵母和植物等底盘细胞大量异源合成天然产物，从而大大加速天然产物的研究和开发。

在合成生物学技术的帮助下，科学家仿佛拥有了马良的神笔，在大肠杆菌、酵母和烟草细胞等底盘细胞中「描摹」出崭新的合成路径，使得越来越多的重要天然产物实现了异源合成。比如 J.D. Keasling 教授团队历经 10 年的研究，实现了青蒿酸（青蒿素合成的重要中间体）的生物合成，产量达到 25 g/L。另有研究者成功实现了紫杉醇中间体紫杉二烯的合成。

我国科学家在灯盏乙素、虎杖苷还有根皮素等重要天然分子的异源合成方面也取得了重大进展。最近我国学者首次实现在无细胞系统中利用二氧化碳人工合成淀粉这一突破进展，有可能为下一代生物制造和农业生产带来变革性影响。

程爱霞教授指出，合成生物学的发展为天然产物的开发利用提供了很好的先决条件。首先，合成生物学可以帮助科学家研究天然产物的生物合成途径及其调控机制，从而为天然产物的开发提供更多的科学依据和理论支持。其次，合成生物学可以通过改造天然产物的生物合成途径和代谢途径，实现对天然产物的优化和产量的提高，用大肠杆菌、酵母和植物等底盘细胞大量异源合成天然产物，从而大大加速天然产物的研究和开发。

在合成生物学技术的帮助下，科学家仿佛拥有了马良的神笔，在大肠杆菌、酵母和烟草细胞等底盘细胞中「描摹」出崭新的合成路径，使得越来越多的重要天然产物实现了异源合成。比如 J.D. Keasling 教授团队历经 10 年的研究，实现了青蒿酸（青蒿素合成的重要中间体）的生物合成，产量达到 25 g/L。另有研究者成功实现了紫杉醇中间体紫杉二烯的合成。

我国科学家在灯盏乙素、虎杖苷还有根皮素等重要天然分子的异源合成方面也取得了重大进展。最近我国学者首次实现在无细胞系统中利用二氧化碳人工合成淀粉这一突破进展，有可能为下一代生物制造和农业生产带来变革性影响。

天然产物是一个历久弥新的研究领域，吸引着很多年轻学子投身于这一学科的学习与深造。如何走好未来充满挑战和无限遐思的研究之路，程爱霞教授和常文强教授也不吝分享了他们的感悟。

程爱霞教授建议，科研后浪们可以尝试树立自己的「学术偶像」，积极向国内外的一些优秀的团队和学者学习，那么对这些学术偶像的敬仰，就是对他们学术思想以及学术成果的一个学习和吸收。这对于处于成长阶段的科研人来说，无疑会起到一个积极正向的作用，有利于提高其积极性和主动性，帮助他们在科研上取得更多成果。并持续激发其科研动力。

这些学术偶像，就像是一盏盏明灯，照亮了科研后浪们的前进道路。他们的学术思想，就像是一把把钥匙，打开了学术的大门。他们的学术成果，就像是一座座丰碑，彰显着学术的魅力。通过向这些优秀的团队和学者学习，就像是一群寻宝者拥有了指向学术宝藏的指南针。通过吸收融合前辈们的学术思想，可以站在巨人的肩上，登高望远，描绘出属于自己的科研蓝图。

常文强教授补充道，要开展研究，就要勤思考，提出创新思路。学而不思则罔，思而不学则殆，这句话正是学习的真谛。我们要大量阅读文献，勤思考，将文献中的内容内化，进而运用到自己的课题思路中。

在这个过程中，我们可以不断地学习和吸收前人的智慧，从而为自己的研究找到灵感和方向。同时，通过大量阅读文献，我们还可以了解本领域内的研究进展，站在巨人的肩膀上来开展创新性研究。

天然产物研究是对生命进化的探索，是对生物合成新途径的挖掘，不仅可为新药研究提供范例，对于人类认识自身也具有重要意义。从事这一领域的研究需要具备「砥志研思」的精神，更要有「行必致远」的野望。唯有如此，才能不辜负大自然的馈赠。

「创新探索」是做好科研的必然要素。不仅要学习创新的技术方法，还要培养创新思维和创新精神，从而催化出科研的激情。正如天然产物化学生物学实验室，勤学多思、厚积薄发，不断取得创新成果，持续推动抗真菌药物的研究突破！同样，Eppendorf 也深知创新的重要性，始终专注创新研发产品，致力于为中国科研人员提供更多的创新动力。实验室的两位教授对 Eppendorf 二十年来对中国生命科学研究的支持表示充分的肯定与感谢，并期待在下一个二十年，Eppendorf 能够再接再厉，取得更大的成就。