基于无标记动态质量重置技术的丹参多靶点作用研究

Multi-targets drugs, as an effective treatment means of complex diseases, are playing a huge role in cancer, depression, diabetes and other complex diseases. Traditional Chinese medicine (TCM) is the originator of multi-targets drugs, but research progress of multi-target mechanism of TCM is far behind other pharmacological studies. The main reason is that single target screening technology which was built by western medicine cannot meet the need of the multiple components on multi-targets of TCM. To resolve this problem, a multi-targets screening method based on dynamic mass replacement technology will be built in this project. In this method, a comprehensive target network for cardiovascular disease will be realized on the experimental level. Combining with high efficient preparation technology for tracking trace active compounds, the targets and signal pathway of phenolic compounds in Danshen will be determined. Furthermore, the interaction between the targets, concentration dependence of each target and cell selectivity of targets will be obtained first time to help us to understand the integration mechanism of phenolic compounds.

多靶点药物作为治疗复杂疾病的有效手段，在癌症、抑郁症、糖尿病等复杂疾病正发挥着巨大的作用。中药是多靶点药物的鼻祖，其多靶点作用机制已在多个复方、单方和化合物上被发现，但总体而言中药多靶点研究进展的广度和深度远不及其他药理学研究。其重要原因是西药建立的单靶点筛查技术不能满足中药多成分、多靶点的筛查需求,更无法给出中药作用后靶点与靶点、靶点与整个网络的相互影响。针对上述问题，本项目以无标记新型传感器技术为突破口，构建基于动态质量重置技术的心血管疾病的多靶点筛查方法，在实验层面上实现无偏袒、系统化的靶点网络，再结合高通量、高效的微量活性化合物追踪制备技术，确定丹参酚酸化合物的作用靶点/通路，并获得各靶点之间的相互作用、浓度依赖性、细胞选择性等关联信息，从分子水平阐明丹参酚酸化合物的整合作用机制。

中药是多靶点药物的鼻祖，其多靶点作用机制已在多个复方、单方和化合物上被发现，但总体而言中药多靶点研究进展的广度和深度远不及其他药理学研究。针对上述问题，本项目利用无标记细胞动态质量重置技术，建立了内源细胞和转染细胞的39个G蛋白偶联受体筛选方法。将该靶点池与中药组分/中药化合物对接，发现了丹参、莪术、延胡索等药材中15个具有明确靶点活性的天然化合物，为靶点清晰、成分清晰的中药物质基础研究奠定了基础。本项目发现了丹酚酸C和丹酚酸A具有改变细胞内/内质网Ca2+流的活性，丹酚酸C、丹酚酸A、紫草素、丹参素和丹酚酸B具有GPR35靶点活性，丹酚酸C在高浓度可以部分抑制内皮素受体、肾上腺素β2、肾上腺素α1A的信号。上述结果表明丹参酚酸类化合物在体外药理实验中，具有多细胞、多靶点的激动/抑制活性，为阐明丹参治疗心血管疾病的机制提供了丰富的活性数据，也说明新技术、新方法的引入对于中药药效物质基础研究的重要性。在此基础上，以丹参GPR35活性化合物的简单结构单体为结构修饰起点，获得了系列纳摩尔活性的新化合物，为研究孤儿GPR35的生理功能提供了强有力的体内探针分子。从中药莪术中发现了具有β2-AR激动剂的一类化合物，其中最好活性达到5.93 µM，且该活性结果已经通过合成化合物得到了验证。肾上腺素β2靶点是抗哮喘的重要靶点，而抗哮喘作用是莪术在传统用药和临床使用中的重要应用之一。我们的发现初步揭示了莪术抗哮喘作用的药效物质基础。发现柴胡皂苷D可通过作用于Wnt/β-catenin信号通路来抑制三阴性乳腺癌细胞的增殖。鉴于Wnt/β-catenin通路是抗三阴性乳腺癌药物开发的重要信号通路，因此活性分子柴胡皂苷D的发现与机制研究将为三阴性乳腺癌药物开发奠定基础。发表文章13篇，其中SCI论文9篇，申请专利12项，撰写英文专著一章，培养研究生6名。