基于体外多靶点和抑郁动物模型研究乌灵菌粉抗抑郁物质基础及作用机理

Wuling Powder (WLP) is made from mycelia of the precious and edible fungus Xylaria nipripes (Xylariaceae), and has been licensed as a Class-I traditional Chinese medicine (TCM) by SFDA. Clinical studies showed that WLP can improve brain function, and it has a tranquilizing effect on central nervous system (CNS). Wuling Capsule, a single herbal formulation of WLP, has been clinically used as antidepressant and antianxiety OTC drugs in China for years. However, up to date, the bioactive components in WLP and the antidepressant mechanism remain to be elucidated. Based on the above clinical relevances and promising results from our preliminary research on WLP, this project is aiming to: 1) bioassay-guided investigation of chemical constituents from WLP; 2) evaluation of antidepressant effect of isolated natural products to identify novel antidepressant lead compounds; 3) preparation of the derivatives of bioactive natural product(s) for structure activity relationship study; 4) exploratory investigation on the antidepressant mechanisms of WLP on multiple targets, including the effects on expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), reuptake of monoamine neurotransmitters (5-HT, NE, DA) and regulation of hypothalamo-pituitary-adrenal axis (HPA axis) hormone, by a combined application of various depression-related animal ethological models and LC-MS/MS analysis. This project will provide a solid scientific foundation for reliable mechanism-based applications of WLP to treat depression in clinic, and it will be of great significance for the development of new, safe and effective antidepressants from WLP. Thus, this work will contribute substantially to the modernization, standardization and internationalization of TCM.

乌灵菌粉是我国1类神经系统原料药，具有健脑、安神和改善睡眠等功效。以其为主要成分的乌灵胶囊在临床上具有一定的抗抑郁、抗焦虑等作用。但到目前为止，乌灵菌粉的药效作用物质基础及作用机制仍不明确。本项目将在临床药用和课题组前期研究工作的基础上，采用体外和体内相结合的生物活性导向方法，系统开展乌灵菌粉抗抑郁活性成分的分离纯化和结构鉴定工作；在小鼠及细胞模型上对单体化合物进行生物活性再确证；对筛选得到的部分样品量较大的活性单体进行结构衍生物库的制备，探讨构效关系；发现新型抗抑郁药物先导化合物；利用多个抑郁动物模型及LC-MS/MS等药物分析手段，综合考察乌灵菌粉活性成分对脑源性神经营养因子（BDNF），单胺类神经递质（5-HT，NE，DA）以及下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）激素等多靶点药效作用机制。研究结果将为从乌灵菌粉中研发出新型抗抑郁药物先导化合物提供科学依据，使中医药走向现代化和国际化。

抑郁症目前已成为危害人类健康的第四大疾病，且日趋严重。乌灵菌粉是由名贵真菌乌灵参经现代生物技术发酵而成，为国家I类神经系统中药原料药。以其为主要组分的胶囊制剂“乌灵胶囊”在临床上具有确切的抗抑郁、抗焦虑等功效。但乌灵菌粉的药效作用物质基础及作用机制仍不明确。本项目结合临床药用和课题组前期研究工作基础，采用体外和体内相结合的生物活性导向方法，系统开展乌灵菌粉抗抑郁活性成分的分离纯化、结构鉴定和合成富集等工作；在小鼠及细胞模型上对单体化合物进行生物活性再确证；对筛选得到的主要活性化合物围绕抑郁症相关靶点开展药效作用机制研究，开展结构衍生物库的制备和构效关系研究，以期发现新型抗抑郁药物先导化合物。.项目执行期间，已顺利完成了乌灵菌粉醇提物乙酸乙酯萃取部位和石油醚萃取部位中化学成分的分离纯化工作，共计得到并鉴定出化合物33个（其中新化合物5个）；通过两条不同手性控制合成路线完成了乙酸乙酯组分中一类具有独特螺环结构的吡咯生物碱的全合成工作和该类化合物抗抑郁在体活性评价所需样品量的富集（> 200 mg/单个化合物）工作。此外，体内外活性研究均表明，从石油醚组分中分离所得的主要成分XNH0205和XNHP1202（一类具有光学活性的异香豆素类化合物）可作为新型抗抑郁药物先导化合物，作用机制研究表明该类化合物可能是通过抑制单胺氧化酶A（MAO-A）而发挥抗抑郁作用，部分化合物的酶抑制IC50值可低至几个μM；在此基础上将该类化合物作为基本骨架，进一步开展了全合成和结构衍生化（到目前为止已完成40余个衍生物的制备）、构效关系探讨和酶活性评估（部分后续工作和在体活性评价有待进一步完善）。.通过本项目的实施，为深入阐明乌灵菌粉临床上治疗抑郁等症的物质基础及其作用机制提供了新的科学依据，特别是首次从中发现了一类新型抗抑郁天然药物先导化合物结构，为进一步从传统中药中发现新型抗抑郁药物提供了重大线索。.