淫羊藿苷藥物靶點的發(fā)現(xiàn)（客戶案例）

       自身免疫性葡萄膜炎（AU）以免疫介導(dǎo)的慢性炎癥性眼內(nèi)疾病為特征，是導(dǎo)致視力障礙和失明的主要原因之一。盡管包括皮質(zhì)類固醇、抗代謝物和烷化劑在內(nèi)的免疫抑制治療是有效的治療方法，但非特異性和副作用妨礙了它們的長期應(yīng)用。因此，迫切需要尋找更有效且副作用更少的潛在治療方法。

       淫羊藿（Epimedium），多年生草本植物，具有補(bǔ)腎陽、強(qiáng)筋骨、祛風(fēng)濕功效，是臨床常用中藥。淫羊藿苷（Icaritin，ICA）是淫羊藿的主要活性單體。研究表明，ICA具有防治骨質(zhì)疏松癥、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、改善生殖功能、降血糖及保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)等作用。然而，ICA在葡萄膜炎中的作用仍然不明確。

       2022年3月18日，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院侯勝平教授團(tuán)隊在Redox Biol （IF=11.799）發(fā)表中藥小分子ICA治療葡萄膜炎的作用機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)ICA通過激活其作用靶點PRDX3發(fā)揮對葡萄膜炎的治療作用，體內(nèi)外抑制PRDX3可消除ICA的治療作用1。

1.ICA調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞 M1/M2 表型極化來緩解葡萄膜炎

       研究人員首先通過體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)ICA減輕了實驗性自身免疫性葡萄膜炎（Experimental autoimmune uveitis，EAU）小鼠的眼內(nèi)炎癥（圖1A）。隨后通過對特定小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物IBA1的免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)EAU組中有許多活化的小膠質(zhì)細(xì)胞，而與對照組相比，ICA處理的小鼠中的小膠質(zhì)細(xì)胞表現(xiàn)出與正常組相似的形態(tài)和IBA1表達(dá)水平，表明小膠質(zhì)細(xì)胞的活化被ICA阻斷（圖1B），最后通過Western Blot檢測M1小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物（TNF-α、COX-2、iNOS）和M2小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物（ARG1、CD206和IL-10）表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)EAU組表現(xiàn)出M1標(biāo)志物的蛋白質(zhì)表達(dá)升高和M2標(biāo)志物的蛋白質(zhì)水平降低，而ICA治療逆轉(zhuǎn)了EAU引發(fā)的小膠質(zhì)細(xì)胞M1型極化，表明ICA可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞M1型向M2型極化（圖1C）。

圖1.ICA調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞 M1/M2 表型極化來緩解葡萄膜炎

2.人類蛋白質(zhì)組芯片發(fā)現(xiàn)ICA直接作用靶點PRDX3

       然而，ICA的直接藥理學(xué)靶點尚不清楚，為此，研究人員采用人類蛋白質(zhì)組芯片（華盈生物提供該技術(shù)服務(wù)）和分子模擬來識別ICA的分子靶點。

       研究人員將生物素標(biāo)記的 ICA (Biotin-ICA) 或生物素與人類蛋白質(zhì)組芯片一起孵育，并使用Cy5偶聯(lián)的鏈霉親和素 (Cy5-SA)鑒定和ICA結(jié)合能力的蛋白質(zhì)（圖2A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了246種蛋白質(zhì)被鑒定為ICA特異性結(jié)合的候選蛋白，通過數(shù)據(jù)評估和篩選，最終選擇了22種高結(jié)合力的蛋白（圖2B）。其中排名最高的蛋白ALDH9A1在對照、EAU 或 EAU + ICA 組三組中沒有觀察到任何改變，排名第二的PRDX3是抗氧化功能的線粒體蛋白，已有研究表明氧化應(yīng)激在葡萄膜炎的進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。因此，研究人員選擇PRDX3進(jìn)行驗證（圖2C）。進(jìn)一步分子對接表明，ICA上的羥基與PRDX3蛋白的Lys135、Glu162以及Thr44形成氫鍵（圖2D），體外實驗結(jié)果表明ICA以濃度和時間依賴性方式增加PRDX3蛋白的表達(dá)（圖2E）。

圖2.人類蛋白質(zhì)組芯片發(fā)現(xiàn)ICA直接藥理學(xué)靶點PRDX3

3.PRDX3 敲低逆轉(zhuǎn)ICA引起的EAU治療作用

       為了確定ICA是否通過增加PRDX3引起對EAU的療效，研究人員在EAU小鼠免疫后第7天，玻璃體內(nèi)注射PRDX3-shRNA和Vehicle-shRNA，連續(xù)7天ICA（10 mg/kg）灌胃，發(fā)現(xiàn)注射PRDX3-shRNA逆轉(zhuǎn)了ICA引起的EAU治療作用（圖3A、3B），且阻斷PRDX3后不再檢測到ICA引起的M1型極化降低和M2型極化增加（圖3C）。結(jié)果證實了ICA引發(fā)抗葡萄膜炎過程中PRDX3起著至關(guān)重要的作用。

圖3.PRDX3 敲低逆轉(zhuǎn)ICA引起的EAU治療作用

| 總結(jié)與討論

       中藥活性分子是創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)的寶貴源泉，但靶標(biāo)不清是開發(fā)中藥的重大挑戰(zhàn)，故針對于中藥活性分子的作用靶點和機(jī)制研究，對揭示中醫(yī)藥理論的生物學(xué)基礎(chǔ)和詮釋中醫(yī)藥理論的現(xiàn)代科學(xué)內(nèi)涵至關(guān)重要｡研究人員利用人類蛋白質(zhì)組芯片的方法確定目標(biāo)分子ICA的直接作用靶點，通過體外實驗結(jié)果表明ICA以濃度和時間依賴性方式增加PRDX3蛋白的表達(dá)，只得注意的是，如果采用SPR驗證ICA與PRDX3的結(jié)合，實驗證據(jù)將更加充分。隨后研究通過分子對接發(fā)現(xiàn)ICA與PRDX3的確切結(jié)合位點，后續(xù)如果深入實驗的話，可通過突變進(jìn)行了驗證，為PRDX3是ICA的直接作用靶點提供更加充分的證據(jù)。