藥物疾病治療的研究思路：由表及里，由淺到深

 一種藥物運用于疾病治療需要前期的研究工作，怎么去研究某一種藥物對一個疾病的作用機制呢？這邊通過一篇發(fā)表在《Experimental Cell Research》上關(guān)于槲皮素用于治療肺動脈高血壓的報道來了解下藥物疾病治療的研究思路。

研究背景

肺動脈高壓（PAH）是一種多因素引起的復(fù)雜疾病，有關(guān)PAH發(fā)生特異性信號通路靶向藥物的開發(fā)是大家所關(guān)心的熱點。

槲皮素是一種存在很多蔬菜水果中的常見類黃酮。近年來的研究表明槲皮素可通過抑制增殖，誘導(dǎo)凋亡，細胞周期阻滯和減少轉(zhuǎn)移而用于抗氧化，炎癥和癌癥治療。此外，也有研究報道槲皮素可以抑制冠狀和肺動脈舒張和降低血壓，但是具體的分子機制還不清楚。

因此，本研究的目的就是通過在大鼠模型中缺氧誘導(dǎo)PAH來探究槲皮素的作用機制。

一槲皮素可以治療肺動脈高壓么？ 
     
要想研究槲皮素對PAH的藥效，首先得確認槲皮素是否對PAH有作用。研究人員利用大鼠缺氧條件下，每天給予100mg/kg槲皮素4周。結(jié)果顯示，缺氧組比正常組表現(xiàn)出高的RVSP和右心室肥大。而用槲皮素治療組的RVSP增長被明顯抑制了。同時，缺氧條件下的大鼠體重降低表型也在槲皮素治療后受到抑制，右心室肥大也在藥物治療組得到抑制。肺動脈重建檢測顯示槲皮素治療組可顯著抑制由于缺氧引起的胞壁增厚和肺小動脈肌化。因此，從這部分結(jié)果可以看到槲皮素可以有效改善缺氧誘導(dǎo)的肺動脈高壓和肺動脈重塑。

                                                                                                                                                                                         

二槲皮素治療是怎么樣起作用的？ 
     
在肺動脈重塑過程中，肺動脈平滑肌細胞（PASMCs）是重要的中介。那么，槲皮素是否是直接抑制了PASMCs的增殖，并誘導(dǎo)其凋亡呢？肺切片PCNA，Ki67和TUNEL染色表明，槲皮素處理后細胞凋亡比例顯著增加，增殖明顯抑制。因此，槲皮素通過抑制了PASMC細胞的增殖，增強其凋亡而逆轉(zhuǎn)缺氧誘導(dǎo)的凋亡耐受。

MTT檢測顯示，PASMCs抑制缺氧誘導(dǎo)的細胞生長有明顯計量效應(yīng)。細胞周期檢測表明，缺氧條件下的槲皮素處理后G1階段的PASMCs積累更多。因此，槲皮素可以引起細胞周期阻滯。Western blot檢測顯示缺氧誘導(dǎo)cyclin D1下調(diào)，cyclin B1和Cdc2上調(diào)，而當(dāng)槲皮素處理后，這些蛋白的表達變化有所緩解。所以，槲皮素可以緩解在缺氧條件下PASMCs的細胞周期過程的變化。

既然槲皮素可以抑制PASMCs增殖，增強其凋亡，那么，槲皮素的抗增值活性怎么樣呢？BrdU免疫檢測顯示，槲皮素可顯著減少由于缺氧引起的DNA合成增加。此外，AnnexinV-FITC分析表明隨著劑量的增加，細胞凋亡增強。Western blot檢測表明凋亡調(diào)控蛋白Bax和Bcl-2在槲皮素處理后顯著緩解由于缺氧引起的表達變化。因此，槲皮素可顯著增強

PASMCs細胞在缺氧條件下的抗增殖和凋亡過程。缺氧誘導(dǎo)的PAH最重要的發(fā)展過程之一是PASMC的遷移。通過Transwell系統(tǒng)分析顯示槲皮素可以有效抑制由于缺氧引起的PASMCs的遷移增加，且表現(xiàn)出明顯的劑量效應(yīng)。遷移相關(guān)蛋白檢測表明MMP-9，MMP2，CXCR4，integrin β1和integrin α5的表達減少可以被槲皮素緩解。因此，槲皮素在抑制缺氧下PASMC的遷移起著重要的調(diào)控作用。

三槲皮素治療PAH的生物學(xué)機制是什么？ 
     
上述的研究對于槲皮素治療PAH的機理可以說已經(jīng)非常清楚了。在缺氧誘導(dǎo)的PAH中，槲皮素通過調(diào)控PASMC細胞的增殖，細胞周期，凋亡和遷移過程而起到治療效果。那么，內(nèi)在的生物學(xué)機制是什么呢？是哪些基因，或者通路調(diào)控而表現(xiàn)出這些現(xiàn)象？研究人員在上海伯豪運用Agilent Whole Rat Genome array進行了全基因組差異基因篩選。GO pathway分析顯示，缺氧組相比正常組的差異基因主要集中在細胞過程，結(jié)構(gòu)發(fā)育，生物過程調(diào)控，器官發(fā)育等過程。而在用槲皮素治療后，下調(diào)基因主要集中在生物過程反饋，細胞過程調(diào)控，脅迫反應(yīng)等過程。同時，對比正常組，缺氧組和缺氧藥物處理組的34個差異基因主要是一些與凋亡，增殖，細胞周期和遷移相關(guān)基因。芯片的結(jié)果也顯示TrkA通路的基因表達發(fā)生了顯著的變化，特別在槲皮素處理后發(fā)生了明顯的下調(diào)。因此，在槲皮素治療缺氧引起的PAH過程中，TrkA通路是其重要的調(diào)控通路。

為了進一步研究槲皮素對TraK信號通路的調(diào)控能力，研究人員對TrkA及AKT的磷酸化水平進行了檢測。結(jié)果顯示，具有活性的p-TrkA水平在缺氧時顯著增加，p-AKTde顯著減少，而在槲皮素處理后這種變化會被顯著抑制。當(dāng)有TrkA激活子NGF處理時，可以部分抵消掉槲皮素處理引起的緩解作用。因此，槲皮素可能是通過抑制PASMCs細胞中的TrkA/AKT信號通路而影響缺氧造成的肺動脈高壓。

點評 

該研究通過大鼠缺氧誘導(dǎo)肺動脈高壓模型，從槲皮素是否能治療肺動脈高壓？怎么起作用的？內(nèi)在的調(diào)控機制是什么？三個問題出發(fā)，由表及里，由淺到深，為槲皮素可能用于肺動脈的治療提供了寶貴的資料。

原文出處：

He Y, Cao X, Liu X , Li X, Xu, Liu J, Shi J. Quercetin reverses experimental pulmonary arterial hypertension by modulating the TrkA pathway. Exp Cell Res.2015