基于钠离子通道的中药蟾酥镇痛作用药效物质基础和作用机制研究

Pain, especially intractable pain, causes very bad influences on patients' health and daily life.Clinical used analgesic agents usually have not obvious effects, or have deficiencies as drug resistence or addiction.Recent years, investigation of analgesic drugs specifically targeting sodium channel becomes a research hotspot. These molecules showed potent analgesic effects but without drug resistence and addiction.The Chinese Traditonal Medicine (TCM), ChanSu, has obvious analgesic effect,and its TCM preparations were used to treat toothache and cancer pain.In our previous study, we have isolated a series of bufadienolides from ChanSu,and found these compounds showed potent analgesic effects.Moreover,primary mechanism study indicated that sodium channel maybe involved in their analgesic effect.However,the structure-activity relationship and deep molecular mechanism are still unclear.This project aims at isolation of more bufadienolides from ChanSu,clarifying the analgesic material foundation of ChanSu and the structure-analgesic activity relationship of bufadienolides, and investigation of the molecular mechanism of bufadienolides concerning sodium channel.The implementation of the project will fully disclose the scientific connotation of the analgesic effects of ChanSu, and supply scientific basis for developping new analgesic drugs selectively targetting sodium channel.

疼痛特别是顽固性疼痛严重影响着患者的健康和生活质量。临床上常用的镇痛药多有效果不明显、耐药性或成瘾性等问题。近年来，靶向钠离子通道的镇痛药物成为研究的热点。这类分子具有镇痛作用强，且不产生明显耐药性和成瘾性的特点。蟾酥为名贵中药，具有消肿止痛之功效，其制剂在临床上常用于缓解牙痛和癌性疼痛等。在前期研究中，我们已从蟾酥中分离鉴定了一系列蟾蜍内酯类化合物，并发现该类化合物具有显著的镇痛活性。初步的作用机制研究表明该类化合物的镇痛活性与钠离子通道的抑制有关，但构效关系和深入的分子作用机制尚不明晰。本项目旨从蟾酥中继续分离蟾蜍内酯类化合物，阐明蟾酥镇痛的药效物质和蟾蜍内酯类化合物镇痛作用的构效关系，用膜片钳、siRNA及基因转染技术研究药效物质抑制钠离子通道的分子机制，以期全面揭示中药蟾酥镇痛作用的科学内涵，并为开发作用于钠离子通道的新型镇痛药提供科学依据。

蟾酥为我国名贵中药，具有镇痛局麻的传统功效，然而其镇痛活性的药效物质基础和作用机制研究甚少。电压依赖性钠通道在疼痛信号的传导过程中发挥着重要的作用，是近年来疼痛药物研究的重要靶点。本项目首先系统的分离鉴定了蟾酥的主要活性成分，即蟾蜍内酯类化合物，获得了60余个单体化合物，包括新骨架类型化合物3个，新化合物20余个。此外，我们还从其他富含蟾蜍内酯类化合物的部位，如蟾蜍卵、蟾蜍皮及蟾蜍胆中分离得到了100余个蟾蜍内酯类化合物，新化合物30余个，其中包括两类新颖的结合型蟾蜍内酯类衍生物，即蟾蜍内酯羟基脂肪酸酯和蟾蜍内酯D/L-乳酸酯。随后我们用斑马鱼模型评价了部分化合物的镇痛活性，结果显示，大部分化合物在最大耐受剂量 （MTC）下均显示了良好的镇痛活性，强于阳性药阿司匹林。其中，蟾酥中的一个主要成分，华蟾蜍配基在MTC的剂量下，对斑马鱼疼痛的缓解率达到96%。进一步，我们又考察了部分化合物对大鼠背根神经元（DRG）钠通道的抑制作用，结果显示其可以明显抑制DRG神经元的钠电流，且具有状态和使用依赖性的特点。随后，我们又考察了部分化合物对中枢海马神经元的钠电流的抑制作用，结果显示，其对海马神经元钠电流没有明显的抑制作用。以上实验表明这类化合物可选择性的作用于外周钠通道。基于此，我们考察了部分化合物对外周型钠通道Nav1.7和Nav1.8的钠电流的抑制作用，结果显示，其可明显抑制失活状态下的Nav1.7和Nav1.8的钠电流，且在Nav1.8上具有明显的选择性。此外，我们还以华蟾蜍配基为例，考察了其对IV曲线、失活曲线和激活曲线的影响，结果表明，华蟾毒配基可以明显影响DRG神经元、Nav1.7神经元和Nav1.8神经元的IV曲线、失活曲线和激活曲线。总之，我们的研究结果表明，蟾蜍内酯类化合物可以通过抑制外周型钠通道而发挥其镇痛作用，且具有状态和使用依赖性的特点。