中科院1區(qū)TOP: 北大藥學(xué)院屠鵬飛團隊揭示延胡索醇提物靶向鐵死亡神經(jīng)保護(hù)腦缺血再灌注損傷

【寫在前面】：本期推薦的是由北京大學(xué)藥學(xué)院天然與仿生藥物國家重點實驗室等研究團隊合作近期發(fā)表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示延胡索乙醇提取物通過靶向ALOX15抑制鐵死亡，對腦缺血再灌注損傷具有神經(jīng)保護(hù)作用。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Ethanol extract of Corydalis decumbens exerts neuroprotective effects against cerebral ischemia-reperfusion injury by targeting ALOX15 to suppress ferroptosis

背景

缺血性卒中的治療因腦缺血再灌注（I/R）損傷而變得復(fù)雜，對藥物研發(fā)構(gòu)成了實質(zhì)性障礙。臨床上，延胡索是一種傳統(tǒng)的中草藥，常用于治療缺血性中風(fēng)。先前的研究表明，其乙醇提取物在減輕腦I/R損傷方面具有顯著的治療作用。然而，延胡索提取物（CDE）治療作用及其生物活性成分的分子機制仍不完全清楚。

目的

本研究旨在闡明CDE緩解腦I/R損傷的潛在機制和生物活性成分。

方法

通過多種藥理學(xué)指標(biāo)評估CDE對腦I/R損傷的藥理活性。本研究利用整合的蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)方法，結(jié)合體外和體內(nèi)分子生物學(xué)實驗，闡明CDE對腦I/R損傷的治療機制。此外，我們使用分子對接和體外酶活性檢測方法來尋找CDE作用于靶標(biāo)的活性物質(zhì)。

結(jié)果

研究結(jié)果表明，CDE通過降低神經(jīng)功能評分、減少梗死體積和增加腦血流量（CBF）來改善腦I/R損傷。多組學(xué)聯(lián)合分析研究表明，CDE可能通過調(diào)節(jié)ALOX15介導(dǎo)的鐵下垂來減輕腦I/R損傷的影響。利用OGD/R細(xì)胞模型，我們驗證了CDE對鐵下垂相關(guān)標(biāo)志物的調(diào)節(jié)作用。隨后的ALOX15體外敲除或體內(nèi)敲除實驗證實，在ALOX15耗竭后，CDE對腦I/R損傷的治療效果顯著降低，鐵下垂相關(guān)指標(biāo)沒有觀察到改善。最后，通過分子對接、體外酶活性檢測和細(xì)胞實驗，我們發(fā)現(xiàn)CDE的主要成分馬戈氟林和科魯米丁通過抑制ALOX15發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

結(jié)論

我們的研究表明，CDE及其生物活性化合物magnoflorine和corlumidine對腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用是通過調(diào)節(jié)ALOX15驅(qū)動的鐵下垂來介導(dǎo)的，這為它們在缺血性卒中治療中的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，并為缺血性卒中臨床治療的發(fā)展提供了新的視角。

圖文摘要

【前言】

在全球范圍內(nèi)，中風(fēng)是死亡率和長期殘疾的主要原因，包括缺血性和出血性兩種類型。缺血性變異是大多數(shù)中風(fēng)發(fā)生的原因，其特征是發(fā)病率高、致死率高、功能障礙增加。缺血性卒中的主要干預(yù)措施包括溶栓和機械血栓切除術(shù)，旨在重建腦灌注。矛盾的是，這些再通策略可能會引發(fā)腦I/R損傷。這種復(fù)雜的現(xiàn)象涉及多因素的發(fā)病機制，其特征是相互關(guān)聯(lián)的病理生理級聯(lián)。關(guān)鍵的病理生理機制包括氧化應(yīng)激失調(diào)、炎癥級聯(lián)、興奮性毒性損傷和凋亡細(xì)胞死亡。這些過程對神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞造成廣泛破壞，導(dǎo)致血腦屏障受損，最終導(dǎo)致持久的神經(jīng)功能缺損和不利的患者預(yù)后。盡管在闡明腦I/R損傷的病理生理學(xué)方面取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但有效的治療干預(yù)仍然難以實現(xiàn)。因此，發(fā)現(xiàn)新的分子靶點并設(shè)計能夠進(jìn)行精確干預(yù)的靶向療法迫在眉睫。

基于中醫(yī)藥數(shù)千年的臨床經(jīng)驗資源，人們對中醫(yī)藥治療中風(fēng)和腦I/R損傷的潛力越來越感興趣。延胡索是罌粟科的一種著名藥用植物，在臨床上被廣泛用于治療急性缺血性中風(fēng)、中風(fēng)后偏癱、血瘀和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病，詳見《中國藥典》（2020）。臨床上，延胡索片主要用于治療缺血性中風(fēng)。此外，先前的藥理學(xué)研究表明，延胡索的原片具有廣泛的神經(jīng)保護(hù)作用，包括抗氧化、抗凋亡、抗血栓形成和腦I/R損傷。盡管如此，延胡索對腦I/R損傷的治療機制仍未完全闡明。我們觀察到CDE可以抑制ALOX15的異常表達(dá)，減輕腦I/R損傷期間的鐵死亡。

在我們的研究中，我們采用多組學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)闡明了ALOX15與腦I/R損傷之間的顯著關(guān)聯(lián)，以及CDE靶向ALOX15的機制。這些發(fā)現(xiàn)為腦卒中再灌注損傷的臨床治療提供了新的視角、潛在的靶點和候選藥物。

【結(jié)果部分】

1.CDE 的總離子色譜圖（TIC）。

2.通過藥理學(xué)指標(biāo)評估 CDE 對 MCAO/R模型大鼠的治療效果。

3.CDE 治療調(diào)控了 MCAO /腎損傷模型大鼠的代謝物譜。

4.CDE 治療調(diào)控了 MCAO /R模型大鼠的蛋白質(zhì)表達(dá)。

5.差異代謝物與差異表達(dá)蛋白的共表達(dá)分析（MCAO /R vs. MCAO /R+ CDE）。

6.CDE 抑制 MCAO/R大鼠鐵死亡。

7.CDE 抑制體外 OGD 后的鐵死亡。

8.CDE 對 OGD /輻射誘導(dǎo)的siAlox15轉(zhuǎn)染SH-SY5Y和PC12細(xì)胞中鐵死亡的治療作用減弱。

9.CDE 降低了ALOX15基因敲除（KO）小鼠模型的治療能力。

10.CDE 生物活性成分可抑制ALOX15。

【結(jié)論與討論】

總之，我們的研究證實了CDE對腦I/R損傷的治療作用和相關(guān)機制。綜合代謝組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定ALOX15是一個關(guān)鍵的調(diào)控節(jié)點，與鐵蛋白沉積癥在功能上有關(guān)。體內(nèi)和體外研究表明，CDE通過抑制ALOX15驅(qū)動的鐵死亡途徑減輕神經(jīng)元損傷。本研究確定了腦I/R損傷的關(guān)鍵靶點，并發(fā)現(xiàn)了中藥中可以抑制ALOX15的活性成分。

注：本文原創(chuàng)表明為原創(chuàng)編譯，非聲張版權(quán)，侵刪！

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