中药活性成分靶点确定及作用机制研究方法进展

中药活性成分靶点确定及作用机制研究方法进展

吕林静

山东协和学院 山东省济南市 250100

摘要：中药作为我国独特的原始技术资源，在我国经济发展中发挥着重要作用。大多数中药都是天然产物，成分复杂，药理作用主要是调节靶，同一种药的不同成分在相应的治疗中的作用不同。例如，常用中药柴胡、柴胡皂苷D可提高肝癌小鼠的抗肿瘤能力，柴胡皂苷A对骨质疏松等疾病有良好的预防和治疗作用，柴胡多糖可提高巨噬细胞的表达，促进鼻咽细胞的杀伤能力，促进中药特定有效成分的提取和临床应用，有效提高疗效。传统中药有效成分提取方法耗时、准确度低，急需有效解决。

关键词：活性成分；靶点确定；作用机制

引言

中医药学是中华民族的瑰宝。自新型冠状病毒肺炎（简称新冠肺炎，COVID-19）疫情肆虐以来，中药在防疫、抗疫方面展现了其特色优势，在稳定疫情方面作出了突出贡献。几千年的临床证据和现代基础研究均表明，中药的药效作用是显而易见的。然而，由于中药成分异常复杂，其防治疾病的靶点和药理机制尚未完全阐明，这也成为制约中药现代化和国际化的瓶颈。因此，研究中药的作用靶点是目前亟需解决的关键问题，对于阐释中药的药理机制具有重要的意义。中药活性成分是中药发挥药效作用的物质基础。中药活性成分通过体内的药物结合位点发挥作用，即药物靶点，包括受体、酶、离子通道、转运体等生物大分子。其中，受体、酶类等蛋白质成分是最重要的药物靶点，在临床应用中具有举足轻重的作用，也是以靶点驱动新药研发的主要方向。

1表面等离子共振技术

SPR技术具有高通量、无需标记、高灵敏度及特异性强的特点，是进行中药活性成分靶点确定的重要检测方法。为了在中药化合物中寻找抑制冠状病毒刺突蛋白（SARS-CoV-2spikeprotein）的候选药物，采用SPR技术和NanoBit活细胞实时蛋白相互作用检测技术，分别验证预测化合物与刺突蛋白的结合活性，及对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）表面刺突糖蛋白受体结合区（RBD）与血管紧张素转换酶2（ACE2）复合物（SARS-CoV-2RBD/ACE2）相互作用的抑制活性，结果发现甘草酸（ZZY-44）是体外活性最强的抗冠状病毒活性化合物。研究从吴茱萸中分离出的芸香碱（RUT）抑制炎症性肠病的机制，基于细胞实验、SPR技术及分子对接技术等实验发现，RUT通过直接抑制kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1（KEAP1）与核因子E2相关因子2（NRF2）的相互作用而增强NRF2的核转运，从而上调NRF2介导的抗氧化反应。通过SPR技术、药效学评价及ACE2抑制试验，研究连花清瘟胶囊（LHQW）显著治疗COVID-19的作用机制，发现LHQW中的活性成分作用于ACE2靶点，其主要组分大黄酸、连翘酯苷A、连翘酯苷I、新绿原酸及其异构体均对ACE2有抑制作用，进一步研究结果表明了LHQW的活性成分可能通过影响ACE2与SARS-CoV-2Spike蛋白结合而发挥抑制SARS-CoV-2的作用。

2高通量分子对接技术

近年来，AXL在多种肿瘤中的高表达备受关注。相关研究表明，AXL参与肿瘤细胞的迁移、增殖和侵袭，与肿瘤细胞的耐药机制密切相关。目前，已有批准上市的AXL抑制剂药物，表明AXL已成为一个重要的药物靶点。采用计算机辅助药物设计，实现抗COVID-19靶点与小分子数据库的高通量分子对接。首先，以AXL为主要靶点，通过对小分子数据库中的化合物进行虚拟筛选，保留结合能力优于原配体的PAM-Ⅰ。然后，以ACE2和3CLpro为标志性靶点，分别筛选PAM-Ⅰ中的化合物PAM-Ⅱ和PAM-Ⅲ。基于分子共靶标原理，取PAM-Ⅱ和PAM-Ⅲ的交集，通过Jvenn平台进行可视化，从而得到共靶标PAM。此外，根据化合物的结构对其进行分类，进一步探讨抗COVID-19药物与化合物结构母核的相关性。基于ADME(吸收、分布、代谢、排泄)和Lipinski规则的评价是成药性研究的重要步骤。这些方法可以帮助研究人员筛除不合格的化合物，从而节省人力、财力和物力，提高药物研发效率。在临床前的药物研究中，OB＞30%和DL＞0.18常作为药物ADME评价的重要标准，而Mw＜500、clogP＜5和Hdon＜5常作为Lipinski规则的筛选标准。

3细胞膜色谱技术

膜色谱是一种新型生物亲和色谱，它将高效液相色谱与细胞生物学、受体药理学知识相结合，使活性细胞膜特异性地结合药物活性成分的特点，实现中药特有活性成分的筛选和分离。根据培养液中是否与药物提取物一起培养活性组织细胞，细胞颜色补法可以分为细胞固体颜色补法和细胞颜色补法。细胞膜固色补法将提取物中的活性成分与细胞膜受体特异性结合后，在适当的培养液中与中药提取物一起培养特定的活性细胞，通过洗涤、解离等过程分离活性物质，然后用色补法分离分析分解液中的中药活性成分。该方法可以消除大量非特异性成分的干扰，是研究中药有效成分的有效方法之一。通过建立多种活性细胞色谱模型，可以筛选中药和中药中的多种活性成分。建立新的二维色谱模型，从中药黄疸中筛选黄芩苷等抗肿瘤成分。用EGFR细胞制备细胞膜色宝细胞瘤，从中药中提取次生野生虹膜黄牛，对EGFR表达量较高的HEK293细胞具有体外抑制作用。建立了综合二维色谱系统，通过后续细胞增殖和凋亡实验，筛选出丹参中银孢子虫等潜在活性成分，作用于HepG2癌细胞，证明适合筛选某些中药成分。将细胞层分析与磁性微球技术相结合，确立了制作鱼细胞膜磁性微球的新方法，分离精子中潜在系列类固醇皂苷的活性化学成分，研究巨噬细胞的抗炎活性，表明分离的类固醇皂苷具有一定的抗炎作用。黄连提取物和胰岛细胞膜磁性微球一起培养后，过滤小檗碱等抗炎成分，为中药有效成分的筛选提供重要手段。

结束语

中医药学是我国独有的具有原创性科学价值的医学学科，深入研究和科学总结中医药学将对世界医学发展和生命科学研究产生重大影响和积极意义。中药经过提取分离，结构鉴定等步骤后，根据中药的传统功效与临床应用，采用上述技术等对活性成分结构和活性特点进行分析，寻找发现作用靶点，并对其进行验证，这是中药活性成分靶点研究的基本策略，上述的技术方法体现了在中医药理论指导下，中药的研究发展亟需多学科的交叉融合，特别是需要融合现代的技术方法和前沿学科，如化学生物学、分子生物学、人工智能等，为揭示中医药的科学内涵提供新思路新方法，推动中医药的现代化和国际化进程。

参考文献

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