麦冬皂苷D心血管保护作用分子靶点CYP2J的确证与药理机制研究

The CYP2J subfamily is the key target for the maintenance of cardiovascular homeostasis, and the study of its transcriptional regulation is a hot spot in recent years. However, the lack of inducers restricts the study of CYP2J transcriptional regulation and the direct interaction with small molecules. Ophiopogonin D has the cardiovascular protective effects. In the previous study, for the first time we found ophiopogonin D can upregulate CYP2J3/EETs system and intracellular calmodulin regulated protein, maintain intracellular calcium homeostasis, inhibit and endoplasmic reticulum stress and its mediated cell apoptosis. It is still unknown whether it directly acts on the target CYP2J or indirectly through other ways to regulate the CYP2J. Therefore, this project intends to use ophiopogonin D as a molecular probe to study whether they have direct interaction by chemical biology strategy, further using molecular pharmacology method to explore whether ophiopogonin D has other modes of action on CYP2J regulation. Aim to show Ophiopogon japonicus efficacy and cardiovascular protective effects of ophiopogonin D from the target and the molecular level, which is also likely to find new mechanism of transcriptional regulation of CYP2J.

CYP2J亚家族是机体维持心血管稳态的关键靶点，对其转录调控的研究是近年研究的热点。但由于诱导剂的缺乏限制了CYP2J转录调控及与小分子直接相互作用等研究。中药麦冬具有养阴润肺，清心除烦的功效，麦冬皂苷D是其所含的具有心血管保护作用的关键活性成分，前期研究首次发现麦冬皂苷D通过上调CYP2J/EETs系统，实现对细胞内钙调蛋白上调和维持细胞内钙稳态，抑制内质网应激及其介导的细胞凋亡，发挥心肌细胞保护作用。其是否直接作用于靶点CYP2J还是通过其他途径间接调控CYP2J仍属未知。因此本课题拟利用麦冬皂苷D作为分子探针，采用化学生物学手段研究二者是否存在直接作用，同时利用分子药理学手段研究麦冬皂苷D对CYP2J调控的其他作用方式，旨在从靶点源头和分子层面诠释麦冬心血管保护作用的功效和麦冬皂苷D作用的分子机理，并有可能发现CYP2J新的转录调控机制。

中药麦冬具有养阴润肺、益胃生津、清心除烦的功效，中医用于与肺、胃、心阴不足或热伤肺、胃、心阴相关的病症。麦冬皂苷D是麦冬发挥心血管保护作用的关键活性成分，但对其作用靶点和分子药理学机制研究仍十分欠缺。中药及天然活性小分子是新药研发的独特来源， 针对中药和其所含的天然活性小分子的活性研究多集中在细胞表型变化的观测及药效学指标评价，往往忽略这些活性分子直接作用靶标，这也一定程度上阻碍了中药或天然产物的创新药物发现和机制阐明。课题以CYP2J亚家族是机体维持心血管稳态的关键靶点, 发现并确证CYP2J新的转录调控因子，揭示PXR如何调控CYP2J并影响麦冬皂苷D的心血管药理作用，对探究CYP2J新的转录调控机制提供独特且重要的线索，有助于对CYP2J调控机制形成新的认识。课题研究发现麦冬皂苷D与靶点CYP2J之间的直接相互作用，对中药麦冬心血管保护作用的提供新的视角和可能机制，有助于从分子层面更深入的诠释中药麦冬心血管保护作用的功效。课题如期完成了研究计划，有若干新的科学发现和实验证据支持，形成完成的证据链条，从分子药理学角度，在细胞层面首先证明了OPD诱导CYP2J与PXR受体的核转录密切相关，进一步研究发现OPD能够促进钙调蛋白SERCA2a与PLB之间了相互作用，维持心肌细胞钙稳态并保护心肌细胞，利用心衰动物模型和低氧造心血管损伤动物模型进一步证明OPD对心肌损伤确有明确的保护效能。进一步采用蛋白芯片技术证实CYP2J为OPD的直接作用靶点，并采用CYP2J基因敲除大鼠模型反向验证OPD的药理效应。从靶点触发到分子事件过程进行了全新的证明和发现，刻画了麦冬皂苷D从进入细胞到与靶点结合到实现功能的独特过程。阐明中药麦冬心血管保护作用新的可能机制，为基于CYP2J3靶点筛选更多具有心血管保护作用的中药或天然活性小分子提供借鉴。