蔡超

蔡  超

教授，博士生导师

科 室：

糖工程平台

办公电话：

0532-82032030

电子邮箱：

caic(AT)ouc.edu.cn

联系地址：

山东省青岛市鱼山路5号中国海洋大学医药学院A303 266003

研究方向：

1. 海洋来源和糖胺聚糖类特征寡糖的化学及酶法合成研究

2. 基于海洋活性多糖的糖聚合物活性与功能研究

3. 海洋糖类药物研发

课题组网站：

https://www.x-mol.com/groups/Cai_chao_gly

个人简介

主要从事化学与酶法定向合成海洋来源糖类化合物和糖胺聚糖类寡糖，开发新颖的糖聚合物合成方法并应用于活性多糖模拟物的制备，特征糖类化合物的活性评价及糖类药物研发工作。近年来在Chem. Rev., Nat. Chem. Biol., ACS Macro Lett., Biomacromolecules等杂志发表SCI论文50余篇。主持国家自然科学基金、山东省重点研发计划以及参与国家重点研发计划、国家重大新药创制等多项国家及省部级课题。

教育背景

2007.09~2011.01

中国科学院生态环境研究中心

环境科学

博士

2004.09~2007.06

山东大学 化学与化工学院

有机化学

硕士

2000.09~2004.06

山东大学 环境科学与工程学院

环境工程

学士

工作经历

2020.8~今

中国海洋大学 医药学院

教授

2014.12~2020.8

中国海洋大学 医药学院

副教授

2011.01~2014.12

美国伦斯勒理工学院

博士后/研究助理

学术兼职

《Frontiers in Chemistry》编委 (IF = 5.221)

《Current Organic Chemistry》编委 (IF = 2.180)

《合成化学》编委

中国海洋湖沼学会药物学分会副秘书长

青岛市药学会海洋药物专业委员会秘书长

中国生物化学与分子生物学会糖复合物青年委员会委员

中国药学会海洋药物专业委员会青年委员会委员

承担课程

有机化学（本科生课程）

糖工程与糖药物学（研究生课程）

糖化学与糖生物学前沿（研究生课程）

研究进展

糖胺聚糖（GAGs）是一类线性多糖，由硫酸化的二糖重复单元组成，参与多种生命过程。乙酰肝素酶是一种内源性β-D-葡萄糖醛酸苷酶，在人类肿瘤细胞和特定组织（例如哺乳动物的胎盘）中高水平表达。乙酰肝素酶与多种生长因子的激活有关，这些因子在导致组织修复、细胞粘附、生长、增殖和分化、癌症血管生成和炎症等相关疾病中发挥着重要作用。最近，我们课题组通过正交脱保护化学合成了区域选择性硫酸化的半乳糖胺衍生物，并基于开环易位聚合（ROMP）和后修饰策略生成了系列糖聚合物。具有多种硫酸化模式的半乳糖胺聚合物显示出对乙酰肝素酶的显着抑制作用，其中含有3,4,6-O-硫酸化的GalNAc的糖聚合物能够有效抑制乙酰肝素酶活性以及肿瘤细胞的增殖。在此基础上，具有肿瘤靶向作用的iRGD肽通过末端功能修饰引入。流式细胞术和共聚焦显微镜结果显示，末端功能化的糖聚合物，可以有效进入HeLa细胞并抑制参与肿瘤细胞增殖的信号通路。这些发现有利于推动针对特定肿瘤靶向疗法的新型糖模拟物药物开发。

本课题组通过自由基聚合（FRP）与化学酶法合成联用技术，首次建立了高效制备结构明确的HS聚合物的反应体系，获得了系列侧链长度可控和不同硫酸化修饰的HS聚合物。采用表面等离子体共振（SPR）技术，研究了HS 糖聚合物与晚期糖基化终产物受体（RAGE）的相互作用，发现全硫酸化的HS三糖聚合物与RAGE 蛋白具有最强的结合活性，其KD值为0.3 nM，具有开发成RAGE蛋白拮抗剂的潜力。

代表性成果

代表性论文

1.    Lin Pan#, Chao Cai#, Chanjuan Liu, Di Liu, Guoyun Li, Robert J. Linhardt, Guangli Yu*. Recent progress and advanced technology in carbohydrate-based drug development. Curr. Opin. Biotech. 2021, 69, 191-198.

2.    Xinru Li, Chao Cai*, Depeng Wang, Ping Zhang and Guangli Yu. Recent advances in the chemical synthesis of marine acidic carbohydrates. Curr. Org. Chem., 2021,25, 1-12.

3.    Chendong Yang#, Lei Gao#, Meng Shao, Chao Cai*, Lihao Wang, Yifan Chen, Jianghua Li, Fei Fan, Yubing Han, Ming Liu*, Robert J. Linhardt and Guangli Yu*.End-functionalisedglycopolymers as glycosaminoglycan mimetics inhibit HeLa cell proliferation. Polym. Chem., 2020,11, 4714-4722.

4.    Xueliang Wang, Zimei Yang, Xu Xu, Hao Jiang*, Chao Cai*, Guangli Yu*. Odd-numbered agaro-oligosaccharides alleviate type 2 diabetes mellitus and related colonic microbiota dysbiosis in mice. Carbohyd. Polym., 2020, 240, 116261.

5.    JiaLi, FeifeiGu, Chao Cai*,MinghuaHu, LuodiFan, JiejieHao*, Guangli Yu*.Purification, structural characterization, and immunomodulatory activity of the polysaccharides from Ganoderma lucidum. Int. J. Biol. Macromol., 2020, 143，806-813.

6.    Jianghua Li#, Yang Zhang#,Chao Cai#*, Xiaozhi Rong, Meng Shao, Jiarui Li,Chendong Yang, Guangli Yu*.Collaborative assembly of doxorubicin and galactosyl diblockglycopolymer for targeted delivery of hepatocellular carcinoma. Biomater. Sci., 2020, 8, 189–200.

7.    Jun Li, Chao Cai*, Lihao Wang, Chendong Yang, Hao Jiang, Miaomiao Li, Ding Xu, Guoyun Li, Chunxia Li, Guangli Yu*. Chemoenzymatic synthesis of heparan sulfate mimetic glycopolymers and their interactions with the receptor for advanced glycation end-product. ACS Macro Lett.,2019, 8, 1570-1574.

8.    Fei Fan, Ping Zhang, Lihao Wang, Tiantian Sun, Chao Cai*, Guangli Yu*. Synthesis and properties of functional glycomimetics through click grafting of fucose onto chondroitin sulfates. Biomacromolecules, 2019, 20, 3798-3808.

9.      Jun Li, Jiarui Li, Tiantian Sun, Chao Cai*, Meng Shao, Guangli Yu*. Concise chemoenzymatic synthesis of heparan sulfate analogues as potent BACE-1 inhibitors. Carbohyd. Polym.,2019, 217, 232-239.

10.  Jun Li, Chao Cai*, Chendong Yang, Jianghua Li, Tiantian Sun, Guangli Yu. Recent advances in pharmaceutical potential of brown algal polysaccharides and their derivatives. Curr. Pharm. Design, 2019, 25, 1290-1311.

11.  Jia Li, Chao Cai*, Mengmeng Zheng, Jiejie Hao, Ya Wang, Minghua Hu, Luodi Fan, Guangli Yu*. Alkaline extraction, structural characterization, and bioactivities of (1→6)-β-d-glucan from Lentinus edodes. Molecules,2019, 24, 1610.

12. Brady F. Cress, Ujjwal Bhaskar, Deepika Vaidyanathan, Asher Williams, Chao Cai, Xinyue Liu, Li Fu, Vandhana M-Chari, Fuming Zhang, Shaker A. Mousa, Jonathan S. Dordick,Mattheos A. G. Koffas, Robert J. Linhardt*. Heavy heparin: a stable isotope‐enriched, chemoenzymatically‐synthesized, poly‐component drug.Angew. Chem. Int. Ed.,2019, 58, 5962 –5966.

13. Fei Fan, Chao Cai*, Wei Wang, Lei Gao, Jun Li, Jia Li, Feifei Gu, Tiantian Sun, Jianghua Li, Chunxia Li, and Guangli Yu*. Synthesis of fucoidan-mimetic glycopolymers with well-defined sulfation patterns via emulsion ring-opening metathesis polymerization. ACS Macro Lett.,2018, 7, 330-335.

14. Lihao Wang, Fei Fan, Haotian Wu, Lei Gao, Ping Zhang, Tiantian Sun, Chendong Yang, Guangli Yu, Chao Cai*. Effect of anomeric configuration on stereocontrolled α-glycosylation of L-Fucose. Synlett,2018, 29, 2701-2706.

15. Jianghua Li, Chao Cai*, Jiarui Li, Jun Li, Jia Li, Tiantian Sun, Lihao Wang, Haotian Wu, Guangli Yu. Chitosan-based nanomaterials for drug delivery. Molecules,2018, 23, 2661.

16. Fei Fan, Chao Cai*, Lei Gao, Jun Li, Ping Zhang, Guoyun Li, Chunxia Li, and Guangli Yu*. Microwave-assisted synthesis of glycopolymers by ring-opening metathesis polymerization (ROMP) in an emulsion system. Polym. Chem.,2017, 8, 6709-6719.

17. Lang Ding, Xindi Shan, Xiaoliang Zhao, Hualian Zha, Xiaoyu Chen, Jianjun Wang, Chao Cai*, Xiaojiang Wang, Guoyun Li, Jiejie Hao, Guangli Yu*. Spongy bilayer dressing composed of chitosan-Ag nanoparticles and chitosan-Bletilla striata polysaccharide for wound healing applications. Carbohydr. Polym.,2017, 157, 1538-1547.

18. Angeles Farrán, Chao Cai, Manuel Sandoval, Yongmei Xu, Jian Liu, María J. Hernáiz*, and Robert J. Linhardt*. Green solvents in carbohydrate chemistry: from raw materials to fine chemicals. Chem. Rev.,2015, 115, 6811-6853.

加入海大之前的代表性论文

1.   Sashka Dimitrievska, Chao Cai, Amanda Weyers, Jenna L. Balestrini, Tylee Lin, Sumati Sundaram, Go Hatachi, David A. Spiegel, Themis R. Kyriakides, Jianjun Miao, Guoyun Li, Laura E. Niklason, Robert J. Linhardt*. Click-coated, heparinized, decellularized vascular grafts.Acta Biomater., 2015,13, 177-187.

2.   Chao Cai, Demetria M. Dickinson, Lingyun Li, Sayaka Masuko, Matt Suflita, Victor Schultz, Shawn D. Nelson, Ujjwal Bhaskar, Jian Liu & Robert J. Linhardt*. Fluorous-assisted chemoenzymatic synthesis of heparan sulfate oligosaccharides.Org. Lett.,2014, 16, 2240-2243.

3.   Yongmei Xu, Chao Cai, KasemsiriChandarajoti, Po-Hung Hsieh, Lingyun Li, Truong Q. Pham, Erica M. Sparkenbaugh, Juzheng Sheng, Nigel S. Key, Rafal Pawlinski, Edward N. Harris, Robert J. Linhardt* and Jian Liu*. Homogeneous low-molecular-weight heparins with reversible anticoagulant activity.Nat. Chem. Biol.,2014, 10, 248-250.

4.   Chao Cai, Lingyun Li, Cate Harvey, Jian Liu, Robert J. Linhardt*. Towards the chemoenzymatic synthesis of heparan sulfate oligosaccharides: Oxidative cleavage of p-nitrophenyl group with ceric ammonium salts.Tetrahedron Lett.,2013, 54, 4471-4474.

5.   Chao Cai, Kristi Edgar, Jian Liu, Robert J. Linhardt*. Preparation and application of a “clickable” acceptor for enzymatic synthesis of heparin oligosaccharides.Carbohyd. Res.,2013, 372, 30-34.

6.   Chao Cai, Kemal Solakyildirim, Bo Yang, Julie M. Beaudet, Amanda Weyers, Robert J. Linhardt, Fuming Zhang*. Semi-synthesis of chondroitin sulfate-E from chondroitin sulfate-A. Carbohyd. Polym.,2011, 87, 822-829.

7.   Chao Cai, Jun Liu, Yuguo Du* and Robert J. Linhardt. Stereoselective total synthesis of (−)-Cleistenolide.J. Org. Chem., 2010, 75, 5754-5756.

出版著作

1.   Chao Cai, Jun Li, Fei Fan, Guoyun Li, Chunxia Li, Guangli Yu.Synthesis of marine polysaccharides/oligosaccharides and their derivatives (Chapter 12), Royal Society of Chemistry, 2019, Wanyi Guan, Lei Li, Peng George Wang, Synthetic Glycomes.

授权专利

1.   蔡超，刘迪，李佳芮，于广利，刘婵娟.一种基于海藻酸钠的导电性可自愈合水凝胶及其制备方法与应用，2023.01.16. 中国，202111271323.0.

2.   蔡超，王维雯，李昕茹，于广利，刘婵娟.鼠李糖基线性和树枝状-星型聚合物、制备方法及应用，2022.06.21.中国，202111179664.5.

3.   蔡超，于广利，凡飞，李国云.聚降冰片烯骨架糖聚合物的制备方法及其在岩藻聚糖硫酸酯模拟物合成中的应用，2020.03.27.中国，201810126793.X.

4.   于广利，王珊珊，蔡超，李国云，郝杰杰.一种水溶性β-葡聚糖及其制备方法和在制备免疫增强和抗肿瘤的药物和保健品中的应用，2021.11.15.中国，201910201217.1.

5.   于广利，顾菲菲，蔡超，郝杰杰，李佳.一种多聚葡萄糖醛酸及其制备方法和在免疫调节药物中的应用，2021.11.02.中国，201810426694.3.

6.   李国云，李芹英，于广利，蔡超，郝杰杰，蒋昊.一种岩藻糖化硫酸软骨素FCShm及其制备方法和应用, 2019.12.05,中国, 201710564187.1.

7.   于广利，王学良，郝杰杰，蔡超.半乳寡糖及衍生物和在作为改善线粒体功能防治胰岛素抵抗相关疾病药物或保健品中的应用，2021.11.12.中国，201910913646.1.

8.   于广利，赵小亮，李国云，蔡超.一种透明质酸奇数寡糖单体及其制备方法, 2018.04.03, 中国, 201510921459.X.

9.   于广利，张晓，李国云，蔡超，李芹英.一种低抗凝肝素、其低聚糖及其制备方法和在制备抗阿尔兹海默症的药物中的应用, 2017.11.01,中国, 201510933082.X.

10. 于广利，赵小亮，郝杰杰，李国云，蔡超.一种荧光标记的糖分子及其制备方法和应用，2021.11.02.中国，201710150982.6.

11. 于广利，李芹英，李国云，尚庆森，赵小亮，蔡超，郝杰杰.一种高硫酸化硫酸角质素及其制备方法和应用, 2019.09.03,中国, 201611102103.4.

12. 于广利，丁琅，赵小亮，单鑫迪，郝杰杰，蔡超，李国云.一种具有促进伤口愈合作用的糖类组合物及其应用,2020.11.13. 中国，201810560910.3. (已转让)

13. 李国云，于广利，李超，牛庆凤，蔡超，郝杰杰.一种海参岩藻多糖及其制备方法和应用, 2021.06.08, 中国, 201910821856.8. (已转让)

获奖

1.   蔡超(3/8)，猪肠粘膜活性成分的制备、质控体系的构建及产业化开发应用，山东省科技进步二等奖，2019. 

2.   蔡超，山东省优秀硕士学位论文指导教师，半乳糖基聚合物与多柔比星协同自组装用于肝癌靶向药物递送研究(李江华），2020.

3.   蔡超，山东省优秀硕士学位论文指导教师，唾液酸乳糖聚合物的化学酶法合成与抗流感病毒活性研究（杨晨东），2021.

4.   蔡超，2022年中国产学研合作创新（个人）奖，中国产学研合作促进会，2022.

5.   蔡超，泰山学者青年专家，中共山东省委人才工作领导小组，2023.

项目课题

1.   国家自然科学基金区域联合基金重点项目，U21A20297，三螺旋多糖链的可控组装、靶向载药体系构建与免疫抗肿瘤机制研究，2022/01-2025/12，主持。

2.   泰山学者青年项目，tsqn202306099，2023/01-2025/12，主持。

3.   国家重点研发计划，2022YFC2104903，基于多酶级联反应的人乳寡糖制造技术，2022/11-2025/10，参与，子课题负责人。

4.   国家自然科学基金青年项目，21602212，硫酸乙酰肝素寡糖的高效合成及与RAGE相互作用研究，2017/01-2019/12，主持。

5.   山东省重点研发计划，2017GSF221002，抗凝血药物磺达肝癸钠及其类似物合成的关键技术研究，2017/07-2019/06，主持。

6.   山东省自然科学基金，ZR2016BB02，含核心五糖肝素寡糖的化学酶法合成，2016/11-2018/11，主持。

7.   青岛市源头创新计划，17-1-1-63-jch，岩藻糖基化海参硫酸软骨素的模拟仿生合成与抗瘤栓活性研究，2017/05-2019/04，主持。

8.   横向课题，20190001，ZJ复合多糖功效物质基础研究及质控方法开发，2018/12-2021/12，主持。

9.   横向课题，20160061，调节免疫活性的香菇多糖精纯化工艺研究，2016/3-2020/12，主持。

10. 横向课题，20200245，ZJ/SP活性多糖质控方法优化，2020/5-2020/12，主持。

11. 国家重点研发计划，2018YFC0310900，深海动植物药物先导化合物高效挖掘与候选药物成药性研究，2018/08-2021/12，参与，子课题负责人。

12. 重大新药创制专项，2018ZX09735004，海洋生物来源化合物库建设，2018/01-2020/12，参与。

13. 山东省重点研发计划（重大科技创新工程），2020CXGC010601，合成生物学工程化关键技术研发与应用，2021/01-2025/12，参与。