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南开大学药学院发现中药复方速效救心丸的活性成分及作用靶点

南开大学药学院发现中药复方速效救心丸的活性成分及作用靶点

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:达吉特公众号

【概要描述】血管扩张剂是治疗心力衰竭、心源性休克和严重高血压等心血管疾病的常用药物。速效救心丸作为一种常用于治疗心血管疾病的中药复方,其发挥血管扩张作用的活性分子及其作用靶点仍需要进一步明确。

南开大学药学院发现中药复方速效救心丸的活性成分及作用靶点

【概要描述】血管扩张剂是治疗心力衰竭、心源性休克和严重高血压等心血管疾病的常用药物。速效救心丸作为一种常用于治疗心血管疾病的中药复方,其发挥血管扩张作用的活性分子及其作用靶点仍需要进一步明确。

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:达吉特公众号
  • 发布时间:2022-07-13 15:54
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血管扩张剂是治疗心力衰竭、心源性休克和严重高血压等心血管疾病的常用药物。速效救心丸作为一种常用于治疗心血管疾病的中药复方,其发挥血管扩张作用的活性分子及其作用靶点仍需要进一步明确。

2022年6月,南开大学药学院白钢教授团队发现速效救心丸中的藁本内酯(ligustilide,当归、川芎等传统中药的主要有效成分之一),可靶向抑制Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(CaMKII),从而减轻动脉粥样硬化,研究成果发表于Clin Transl Med(IF=11.492)。

 

 

研究首先比较了速效救心丸和阿托伐他汀钙 (At-Ca)对动脉粥样硬化的治疗作用,发现速效救心丸通过增加心输出量(图1A),而At-Ca主要降低脂质过载(图1B),两者通过不同机制改善临床症状。

 

 

图1 SX通过增加心输出量改善动脉粥样硬化

为了确定速效救心丸扩张血管的潜在靶点,研究采用细胞热位移测定CETSAiTRAQ蛋白质组学技术,将人血管平滑肌细胞(VSMCs)裂解液与1mg/mL的速效救心丸提取物孵育后进行质谱分析,发现199种差异蛋白(142种上调,57种下调)(图2A),其中仅鉴定出一种潜在的靶蛋白CaMKIIδ,通过调节钙信号通路参与心血管收缩(图2B、C)。此外,CETSA验证发现,速效救心丸提取物有效提高CaMKII在人血管平滑肌细胞(VSMCs)中的热稳定性(图2D)。

 

 

图2 SX的直接作用靶点CaMKII的发现

随后,通过超高效液相色谱结合CaMKII介导的钙拮抗剂筛选鉴定速效救心丸中的活性药物成分(图 3A)。发现速效救心丸的两个主要成分藁本内酯(Lig)和川芎內酯A(Sen A)通过作用于CaMKII表现出Ca2+抑制活性(图 3B)。由于速效救心丸中的Lig比Sen A更丰富,因此合成了一种炔基修饰的Lig探针及其荧光团示踪剂,用于验证Lig和CaMKII之间的相互作用。对过表达CaMKII的VSMCs进行的凝胶成像分析表明Lig与CaMKII共价结合(图3C)。此外,CETSA 结果也验证了Lig和Sen A与CaMKII的结合(图3D),进一步分子对接(图3E)和点突变(图3F)实验发现Lig与CaMKII的Cys116位点共价结合。

 

 

图3 SX的活性成分Lig直接作用于CaMKII

最后,为了验证Lig在体内的血管扩张作用,通过胸超声心动图以检测动脉粥样硬化ApoE-/-小鼠的收缩功能障碍程度。发现Lig治疗以剂量依赖的方式有效地逆转了心输出量的减少(图 4A),口服Lig后,胸主动脉中磷酸化CaMKII的相对荧光强度显著降低(图 4B)。结果表明Lig通过抑制CaMKII的磷酸化发挥作用。

 

 

图4 SX的活性成分Lig改善动脉粥样硬化

总之,作为速效救心丸的关键活性成分,Lig与胸主动脉VSMC中CaMKII的Cys116共价结合,抑制CaMKII的自磷酸化,发挥血管扩张作用。

 

|   总结与讨论

中药复方的疗效很多都是明确的,但其活性成分和作用靶点大部分都不是很明确。该案例给我们的中药复方研究提供了一个很好的思路:

1)临床样本确定中药复方的疗效;

2)CETSAiTRAQ蛋白质组学的方法筛选中药复方的直接作用靶点并验证

3)明确中药复方中能够与该靶点直接结合的活性成分;

4)动物实验验证该活性成分的作用;

针对于上面关键的第二步,即筛选中药复方的直接作用靶点,除了CETSA+质谱,DARTS+质谱也是可行的方法。若需要筛选中药单体的直接作用靶点,除了上述两种方法,Pulldown+质谱、20K人类蛋白质组芯片也是常用的技术手段。

达吉特专注于药靶研究,可为您寻找药物靶点提供多种多样的专业的技术服务和解决方案,助您解决药物靶点-机理研究中的各种难题。

 

 

达吉特针对于中药及小分子药物研究,建立了一套完整的技术服务体系:

1)中药/复方的有效成分及代谢产物分离与鉴定;

2)血清/组织药代动力学分析

3)小分子化合物生物素批量标记

4) 小分子靶点筛选:20K芯片,DARTS,Pull down+质谱

5)药物调控信号通路筛选:磷酸化抗体芯片,蛋白质组学

6)网络药理学与计算机分子对接

7)SPR表面等离子共振(分子动力学)

|   相关文献

[1] Lu Y, Ji J, Chu S,et al. CaMKII, that binds with ligustilide, as a potential drug target of Suxiao jiuxin pill, a traditional Chinese medicine to dilate thoracic aorta. Clin Transl Med. 2022 Jun;12(6):e907.

|   达吉特-为药寻靶

达吉特为上海华盈生物医药科技有限公司旗下品牌,坐落于上海张江高科技园区腹地,是专业开展小分子药物和抗体大分子药物靶点发现与鉴定技术的开发与服务的高科技企业。

达吉特中药复方/小分子药理研究平台的核心团队成员由上海中医药大学、上海交通大学医学院等知名中医药和系统生物学研究团队中的博士和博士后组成。达吉特建立了从中药/复方活性成分鉴定、天然化合物提取到小分子靶点发现与活性验证“一体化”技术体系。不仅能够为中药的深入研究提供了有力支撑,也为小分子药物设计研发、经典药物创新应用等一系列小分子药物研究提供了可靠的技术保障。

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