基于靶向TRPs通道的九里香属天然镇痛活性成分的分离、结构修饰及作用机制研究

This project first adopted the transient receptor potential (TRP) ion channels, one of the popular targets for new drug R&D, as target for screening the analgesic components from the medicinal plants of Murraya species, such as M. exotica, M. tetramera, M. kwangsiensis and M. alata. The analgesic constituents of these four Murraya plants will be rapidly isolated, and derivatized. Their selectivity and the action sites on the TRPs will be explored. Furthermore, through the structure-activity relationship analysis, combining with the virtual screening by docking with TRPV1 protein, the structures of some active isolates will be optimized to find the active leading compounds. Through these works, the novel natural components with analgesic effect will be isolated from Murraya species.This will supply the references for clarification of the traditional usage of Murraya plants as the analgesics in folk, and supply the new leading compounds for the analgesic drugs R&D after structural modification. At the same time, this project will set a good example for using TRPs channels as targets in the activity screening and mechanism research of traditional Chinese medicines and natural products.

针对九里香属药用植物镇痛药效物质基础不明的现状，本课题率先将当今新药研发的热门靶点-瞬时受体电位（TRPs）离子通道引入中药镇痛活性的筛选，开展以TRPs通道为靶的九里香属四种药用植物（包括九里香Murraya exotica、四数九里香Murraya tetramera、广西九里香Murraya kwangsiensis和翼叶九里香Murraya alata）镇痛活性成分的快速分离、结构修饰及其作用机制研究，明确活性成分对TRPs通道的选择性和作用位点；通过构效关系分析并结合TRPV1蛋白对接的虚拟筛选进行结构优化，发现活性先导化合物。通过上述研究，发现结构新颖的天然产物及活性化合物，为九里香属药用植物传统镇痛功效成分和作用机理的阐明提供依据，为镇痛新药的研发提供活性先导化合物，同时也为TRPs通道在中药及天然药物活性成分筛选及作用机制研究中的应用提供参考和示范。

针对九里香属药用植物抗炎镇痛药效物质基础不明的现状，本课题率先将当今新药研发的热门靶点—瞬时受体电位（TRPs）离子通道引入九里香属植物的抗炎镇痛活性筛选中，开展以TRPs通道为靶的抗炎镇痛活性成分的快速分离、结构修饰及其作用机制研究。首先建立了TLC结合LC-DAD-MSn的高效分离技术手段及基于TRPs通道的微流控芯片单细胞高效微量筛选模型，对九里香属的六种药用植物开展了化学成分靶向分离和活性筛选研究。共分离鉴定化合物426个，其中新化合物185个，采用Mosher酯、ECD、X-单晶衍射等方法确定了化合物的立体结构；筛选发现抗炎镇痛活性化合物55个，并进一步对活性化合物的构效关系进行了总结。采用虚拟对接对香豆素类活性化合物开展了结构优化，合成了香豆素衍生物16个；通过筛选发现2个化合物相比原型具有更强的TRPA1的抑制活性；开展了活性化合物Muralatin F和Muralatin L的抗炎镇痛机制研究，揭示Muralatin F通过调控TRAF6-TAK1-NF-κB、p38/ERK MAPKs和Jak2-Stat1/3等信号通路抗炎的作用机制；Murralatin L通过特异性激动TRPV1通道脱敏而发挥止痛作用，其关键的氨基酸作用位点为Y511。上述研究结果，为九里香属药用植物传统抗炎镇痛药效物质基础及作用机制的阐明提供了重要的实验数据，为其进一步的研究开发奠定了坚实的基础；大量新颖化合物的发现，丰富了自然界中天然产物的结构类型和数目，为活性先导化合物的发现提供了丰富的物质基础；TRP通道研究体系的创建，为中药抗炎镇痛的活性和机制研究提供了新的药理学与生物学视角，为其他中药及天然药物的相关研究提供了参考和示范。