丹参酮类化合物对PXR信号转导通路的调控机制研究

中药成分激活核受体PXR诱导CYP3A4是中西药相互作用的重要分子机制。申请者团队的前期研究工作发现，结构相近的丹参酮I、丹参酮IIA和隐丹参酮对PXR的激活作用具有显著差异。本项目拟从分子结构多样性出发，采用细胞水平的报告基因分析法检测丹参酮类化合物库对PXR的激活效应；基于PXR的遗传多态性，构建若干突变体，研究受体构型对受体-配体相互作用的影响；利用生物大分子间的相互作用，采用表面等离子体共振技术检测丹参酮类配体-PXR复合物与辅因子SRC-1的相互作用，考察配体对受体-辅因子相互作用的影响。在此基础上，结合计算机辅助手段探讨PXR信号转导过程中化合物结构与受体-配体、受体-辅因子、受体-靶基因间相互作用的定量构效关系，以期揭示核受体信号转导过程中的重要分子事件，为基于核受体信号通路药物代谢酶诱导的中西药相互作用机制研究提供新的思路和方法。

中西药合用在临床治疗中非常普遍，由此引发的相互作用和不良反应时有报道。但是，中西药相互作用机制尚未充分阐明。中药成分激活核受体孕烷X受体（PXR）诱导药物代谢酶CYP3A4是中西药相互作用的重要分子机制。本项目以临床常用中药丹参及其活性成分为研究对象，通过构建基于PXR的报告基因法，考察丹参酮类化合物对PXR的激活效应，分析探讨配体的化学结构对受体-靶基因相互作用的影响；研究丹参酮化合物对PXR野生型与突变体的作用差异，分析探讨PXR遗传多态性对受体-配体相互作用的影响；采用计算机辅助手段探讨丹参酮化合物与PXR配体结合腔的相互作用模式。本项目研究结果表明，丹参的脂溶性成分丹参酮IIA和隐丹参酮能通过激活PXR信号转导通路诱导CYP3A4 mRNA的表达。有趣的是，结构非常相近的丹参酮I和二氢丹参酮却不能有效激活PXR。丹参酮化合物A环为脂肪环利于其与PXR 配体结合腔的有效结合，而苯环则不利于其与PXR 配体结合腔的结合，而且，D环为二氢呋喃环的情况相比呋喃环更有利于丹参酮化合物与PXR 配体结合腔的有效结合。这表明丹参酮化合物在激活PXR途径诱导CYP3A4过程中具有显著的构效关系。成功构建7个位于PXR配体结合区（PXR LBD）的突变体，报告基因实验结果表明，R148Q、D163G、R381W和I403V突变对丹参酮IIA和隐丹参酮激活PXR的作用没有明显影响；Q158K和C379G突变使得丹参酮IIA和隐丹参酮对PXR的激活作用增强；A370T突变使得丹参酮IIA和隐丹参酮对PXR的激活作用减弱。但是，C379G突变对阳性对照利福平激活PXR的作用没有明显影响，这说明PXR LBD的遗传多态性对其功能的影响具有配体选择性。将丹参酮化合物与PXR配体结合腔进行分子对接，发现丹参酮IIA和隐丹参酮能通过疏水作用和氢键作用与PXR配体结合腔发生广泛的相互作用。本项目的研究成果对于揭示生命体系核受体信号转导过程中的分子事件具有重要意义，为基于核受体信号通路药物代谢酶诱导的中西药相互作用机制研究提供新的思路和方法。