清热解毒核心药对调节免疫配伍相须的分子机制研究

Heat-clearing and detoxifying therapy is the core of heat toxin syndrome treatment induced by traditional Chinese medicine (TCM). The pair combination of Chinese herb medicines is the basic unit for TCM prescription, and reveals an important entry for TCM compatibility research. In TCM theory, integrating chemomics and network pharmacology information, we propose a hypothesis which covered the numerous immune regulation processes involved in signal presenting of cell membrane, PI3K/AKT, MAPK, JAK-STAT, and PPAR pathways induced by two synergistic combination, Scutellaria baicalensis/Gardenia jasminoides and Lonicera japonica/ Forsythia suspense, respectively. The project will focus on the establishment of UPLC-Q/TOF based, Cox, NO, NF-κB, IL, TNF-α and other immune regulatory factors’ bioactive-guided screening system to find critical ingredients, carry out the systems biology study to evaluate the mechanism of bacterial pneumonia treatment, introduce chemical biological technique to synthesis molecular probes of active ingredients, and carry out cellular localization and target capture chemical proteinomics research. Therefore, we advocated the contribution of a linkage system including "Fangjiomics-Systems Biology-Network pharmacology-Chemical Biology" to support the reductionism research model for TCM. Through the platform created by the integration of immune regulation network of the key ingredients, we try to reveal the biological function of synergistic action at overall, cell and molecular different levels. Furthermore, we hope the research approach which presented in this project will accelerate the understanding of the core mechanisms about heat-clearing and detoxifying of TCM prescriptions.

清热解毒是中医治疗热毒证清法的核心，药对是方剂组成的基本单元，也是揭示中药配伍七情合和理论的重要切入点。本课题以中医理论为指导，提出黄芩/栀子分别调控膜信号呈递和PI3K/AKT等通路上下游相互配合；金银花/连翘基于MAPK、JAK-STAT和PPAR通路网络调控，“相须为用，不可离分”的学术假说。围绕该假说建立以多种免疫调控因子为基础的UPLC-Q/TOF谱效筛选模型筛选药效分子；开展其治疗细菌性肺炎的系统生物学研究分析关键通路；引入化学生物学手段制备药效分子探针，开展靶点捕获以及细胞定位研究。建立一套“方剂组学-系统生物学-网络药理学-化学生物学”还原论的研究模式。通过整合药理学方法构建关键药效成分的免疫调控网络，在整体、细胞和分子水平诠释其免疫调节的生物学表达形式，从多维的角度验证黄芩/栀子、金银花/连翘的配伍机制，为清热解毒的机制研究提供创新性的技术方法。

清热解毒是中医治疗热毒证清法的核心，药对是方剂组成的基本单元，也是揭示中药配伍七情合和理论的重要切入点。本课题以中医理论为指导，利用中医传承辅助平台筛选出清热核心药对：黄芩/栀子和金银花/连翘。采用液质联用技术分别对两个药对进行了化学物质组学分析，结合细胞炎症模型从中筛选出了主要的抗炎活性成分黄芩素、京尼平、獐牙菜苦苷以及连翘苷。经化学修饰后分别合成了四种活性成分的分子探针，利用生物信息学及化学生物学手段，对四种活性成分的抗炎作用靶点进行了分析鉴定，同时考察了活性化合物与蛋白发生相互作用后对下游信号通路的影响，揭示了两个药对中主要活性成分发挥协同作用的分子机制。实验结果发现：黄芩素作用于HSP90蛋白后，降低了其客户蛋白AKT的表达量，而京尼平可以靶向AKT的PH结构域抑制AKT上膜，进而抑制其磷酸化，两者合用可以产生抑制AKT磷酸化水平的叠加效果，发挥黄芩/栀子药对抗炎的协同功效。獐牙菜苦苷和连翘苷作为金银花/连翘药对中的主要活性成分，同时作用于AKT蛋白，但是獐牙菜苦苷通过直接靶向AKT的PH结构域直接抑制了AKT的磷酸化，而连翘苷则与AKT蛋白的激酶结构域结合，作为AKT的变构抑制剂降低蛋白的磷酸化水平和酶的活性，两者合用后分别通过不同的作用方式共同达到抑制炎症的增效作用。同时，本课题在细胞和整体动物水平上都验证了活性成分合用的协同增效作用。整个项目的研究结果清晰地阐述了黄芩/栀子、金银花/连翘配伍清热解毒的科学内涵，虽然同为清热药对，但发挥药效的作用途径和作用方式各不相同，在分子水平上阐明了两者不同的作用机制，为研究复杂中药的配伍协同机制提供了创新性的技术方法，为中药的合理应用提供了科学依据。