基于MLKL靶点的江西地产苍耳necroptosis天然小分子抑制剂的发现及作用机制研究

Necroptosis is responsible for deterioration of many inflammation-associated human diseases including cancer, metabolic disorders, myocardial infarction etc. Inhibition of necroptosis will reduce the damage associated with these diseases. Mixed linage kinase like protein (MLKL) is a key regulator of necroptosis and has become the hot target in searching for new necroptosis drugs. Screening from 50 kinds of anti-inflammatory and syndrome-relieving Traditional Chinese Medicine herbs, we found that xanthium sibirium extracts showed promising MLKL inhibiting activity in our early research, but the effective component and its potential mechanism are unknown. This project intends to construct a high-throughput screening method to purify the specificity natural product MLKL inhibitor from xanthium sibirium and clarify its mechanism of action. It will provide new chemical tools for studying the mechanism of necroptosis, and will potentially lead to novel necroptosis drugs. It will also add a new dimension for harnessing the rich wild resources in Jiangxi.

Necroptosis（程序性细胞坏死）是许多与炎症相关如癌症，代谢疾病，心肌梗死等重大疾病恶化的根源。抑制necroptosis能减少这些疾病带来的损伤。MLKL是导致necroptosis的关键蛋白，寻找作用于MLKL的特异性小分子抑制剂来调控necroptosis，已成为新药研究的热点。本课题组前期对江西50种清热和解表的中草药进行活性筛选时发现中药苍耳显示出对MLKL很好的抑制作用，但其中有效成分和作用机制不详。本项目拟在细胞水平上构建一种以程序性细胞坏死（necroptosis)通路中MLKL蛋白为靶标的高通量筛选模型，高效快速地筛选和评价对necroptosis具有抑制作用的苍耳活性部位，并准确地获得特异性的necroptosis天然小分子抑制剂，阐明其作用机制，为进一步开发针对细胞坏死相关疾病的临床新药研究奠定理论基础，也可以对江西丰富的野生资源的合理利用起到一定的推动作用。

Necroptosis （程序性细胞坏死）是许多疾病恶化的根源，与机体炎症反应和免疫功能密切相关，MLKL（mixed lineage kinase like）蛋白是导致necroptosis的关键蛋白。从苍耳Xanthium mongolicum Kitag.、桂枝Cinnamomi Ramulus、毛梗豨莶草Siegesbeckia glabresce、鸭跖草Commelin acommunis L．等传统抗炎中药中寻找能阻断necroptosis的小分子抑制剂具有重要的研究价值。本项目在以下方面进行了重点研究并取得了重要成果：1、通过三种不同的细胞株HT29细胞株、RIP3-DmrB细胞株和hMLKL(1-190)-DmrB细胞株在细胞水平上构建一种以程序性细胞坏死（necroptosis)通路中MLKL蛋白为靶标的全细胞高通量筛选模型，既可以用以筛选活性组分，也可用于确定目标化合物；2、采用大孔树脂、利用硅胶、ODS柱层析、Sephadex LH-20凝胶、高压制备技术等技术，从苍耳中获得了六十个化合物；3、首次用“逐级筛选”的形式，通过初筛、复筛和深筛确定活性组分，对候选组分采用化学分离和生物活性评价紧密结合的分离模式进行系统的化学分离，高效快速地获得目标化合物。4、项目系统研究了苍耳的化学部位及单体化合物的的抑制程序性细胞坏死的生物活性。结果表明：大孔树脂50%和70%部位均显示较强的抑制活性，并对活性部位结合活性追踪进行分离，确定了Xanthatin和8-epi-Xanthatin为两个活性较好的化合物，并初步探讨了其对程序性细胞坏死产生抑制的作用机制。5、为进一步确认程序性细胞坏死小分子抑制剂的构效关系，项目还对同样显示活性的毛梗稀莶草、桂枝和鸭跖草的活性部位进行了系统的化学分离，共得到77个化合物，其中萜类化合物30个，为下一步开发针对细胞坏死相关疾病的新药研究起到提示和推动作用，也可以使江西丰富的野生资源的合理利用和现代中药的研究提供新的思路。6、具体成果：关于苍耳的研究，已公开发表4篇论文详细报道了本课题的研究成果，还有多篇研究论文待发表；培养硕士研究生4名。