天然来源抗慢性阻塞性肺疾病活性成分发现及作用机制研究
发布时间：2020-05-19 16:21
【摘要】：大气污染物、环境毒物、氧化剂侵袭人体组织器官,引起氧化应激与炎症反应,进一步诱发慢性阻塞性肺病(COPD)等疾病,抑制氧化应激和炎症反应可有效干预COPD 病理进程。Nrf2(Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2)通路是调控人体氧化还原平衡的关键通路,Nrf2通过编码Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶抑制氧化应激,调节机体氧化还原平衡;NF-κB(Nuclear factor κB)通路是调控人体炎症反应的关键通路,抑制NF-κκB能有效抑制机体炎症反应。因此,激活Nrf2通路和抑制NF-κκB通路,是抑制氧化应激与炎症反应的有效策略,是研发治疗COPD药物的重要途径。天然产物对人类药物发展史做出了重要贡献,从天然产物中寻找先导化合物和药物,是创新药物研发的重要途径。本文围绕“天然来源抗COPD活性成分发现及作用机制”方向,针对抑制氧化应激和炎症反应策略,完成了以下三部分研究工作:第一部分:异黄酮7-MBA抑制氧化应激作用机制黄酮是一类重要的天然来源抗氧化剂,因其具有直接的自由基清除作用广受关注,但缺少黄酮通过上调抗氧化系统抑制氧化应激的系统性研究。课题组通过建立结构新颖多样的天然黄酮化合物库,采用NAD(P)H:醌还原酶(QR)诱导活性实验,筛选获得了具备强抗氧化应激活性化学组分——异黄酮7-MBA,并对此化合物开展了作用机制研究。发现:C①7-MBA能够上调NrfS、Ⅱ相脱毒酶:醌氧化还原酶1(NQO1)和抗氧化酶:γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)蛋白水平;②7-MBA通过作用于蛋白激酶促进Nrf2蛋白磷酸化修饰激活Nrf2通路;③7-MBA能够抑制Nrf2蛋白泛素化降解,延长Nrf2蛋白半衰期,增强Nrf2蛋白稳定性。申请人建立了砷诱导人肺上皮Beas-2B细胞氧化损伤模型,探究7-MBA对细胞氧化损伤的保护作用,发现:7-MBA能够上调细胞内源性抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)水平,下调细胞内源性活性氧(ROS)表达,抑制砷诱导的Beas-2B细胞损伤凋亡,结果呈Nrf2依赖性。本研究工作确证了 7-MBA为新型异黄酮型Nrf2激动剂,探讨了其对COPD的预防治疗潜力。第二部分:芳樟抑制炎症反应活性成分发现及作用机制芳樟是我国传统药用植物,提取物具有抗炎活性,但目前并未见芳樟抗炎化学成分及作用机制研究报道。因此,课题组采用细菌脂多糖(LPS)诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞细胞炎症模型,开展了芳樟抗炎化学成分活性筛选和作用机制探究。首先,课题组通过对前期获取的25种芳樟化学成分进行抗炎活性筛选,确证了 8种天然化合物为芳樟植物抗炎活性分子,分别为:苯丙醇类、木脂素类、黄酮类、香豆素类和萜类化合物。其中,木脂素SMO和萜类化合物NLD首次被发现具有抗炎活性。因此,课题组对其开展了抗炎作用机制探究。发现:SMO和NLD能通过抑制NF-κB通路,下调肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)和前列腺素E2(PGE2)等炎症因子的表达,抑制LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞中诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、环氧合酶2(COX-2)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)等炎症蛋白mRNA和蛋白水平的增加,缓解炎症反应,表现出防治炎症诱发相关疾病的活性潜力。本研究工作确定了苯丙醇类、木脂素类、黄酮类、香豆素类和萜类化合物为芳樟治疗炎症疾病的物质基础,发现了木脂素SMO和倍半萜NLD两个新型抗炎活性分子,阐明了抑制炎症反应的作用机制,确证了二者通过抑制炎症反应防治COPD的活性潜力。通过前面两部分研究工作,课题组分别从抗氧化应激和抗炎症反应两个角度,发现并探究了新型活性成分作用机制及干预COPD潜力。接下来,将进一步从氧化应激和炎症反应双重抑制角度寻找活性更强的先导化合物,为研发防治COPD药物奠定基础。第三部分:滇南木姜子中氧化应激和炎症反应双重抑制活性成分发现及作用机制课题组前期研究发现,樟科木姜子属植物滇南木姜子提取物具有较强的氧化应激和炎症反应双重抑制活性,但目前尚无滇南木姜子化学成分和生物活性相关性研究报道。课题组通过QR和NO生成抑制实验,评价了从滇南木姜子中分离获得的22种化学成分的抗氧化抗炎活性,发现了 3-甲氧基-5-戊基苯酚(MPP)、5-羟乙基水杨酸、山奈酚和槲皮素,四种具有氧化应激和炎症反应双重抑制活性的化学组分。通过进一步开展MPP抑制氧化应激和炎症反应作用机制研究,发现:①MPP能够通过增加Nrf2蛋白稳定性、抑制Nrf2蛋白降解,上调Nrf2及其调控的Ⅱ相脱毒酶NQO1和抗氧化酶GCLM蛋白水平;②MPP能够抑制LPS诱导的NF-κB信号通路,干扰炎症基因表达。采用砷诱导的人肺上皮Beas-2B细胞损伤模型,评价了 MPP对抗氧化损伤作用潜力,发现MPP能够增加细胞内源性抗氧化剂GSH水平,抑制砷诱导Beas-2B细胞损伤和凋亡;采用LPS诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症模型,评价了 MPP的抗炎作用,发现MPP能够通过上调NF-κB抑制蛋白IκBα水平抑制NF-κB亚基p65活化,降低炎症介质TNF-α,IL-1β和炎症相关蛋白iNOS,COX-2水平,抑制细胞炎性反应。本研究确定了 MPP、5-羟乙基水杨酸、山奈酚和槲皮素4种活性成分为滇南木姜子抑制氧化应激和炎症反应的物质基础。其中,MPP通过靶向Nrf2调控的抗氧化系统和NF-κB调控的炎症系统发挥氧化应激和炎症反应双重抑制作用,并能够抑制砷诱导的细胞损伤,具有成为防治COPD先导化合物的作用潜力。综上所述,本课题从抑制氧化应激和炎症反应角度,首次发现了四种具有干预COPD病理进程活性潜力的天然化合物,包括:异黄酮7-MBA、木脂素SMO、倍半萜NLD和酚类MPP,此外,课题组进一步确证了上述四种化合物抑制氧化应激和炎症反应的作用机制,为COPD干预药物研发奠定了研究基础。
【图文】：
ＣＯＰＤ患者呼出气体中活性氧（ＲＯＳ）含量升高，并且肺组织巨噬细胞、逡逑中性粒细胞等炎症细胞数量X椉樱郏保埃澹保保荩っ鳎茫希校幕颊叻巫橹嬖诔中匝趸义嫌ず脱字⒎从Α＃茫希校姆⒉』迫缤迹彼尽Ｓ泻ζ搴涂帕Ｎ锛捌渌庠村义闲曰钚匝酰ǎ颍澹幔悖簦椋觯邋澹铮纾澹铄澹螅穑澹悖椋澹螅遥希樱┘せ畈⒋碳ぞ奘上赴⒅行粤Ｏ赴⒎五义献橹掀は赴龋辗⒀字⒎从Γ硐治壕奘上赴置谘字⒔橹剩ㄖ琢龌靛义纤酪蜃樱ǎ裕危疲幔⒆ひ蜃樱穑ǎ裕牵疲ǎ常紫赴樗兀ǎ桑蹋浮兹ǎ蹋裕拢础㈠义希遥希印⒔鹗舻鞍酌福ǎ停停校螅⒆橹鞍酌福ǎ悖幔簦瑁澹穑螅椋睿螅簧掀は赴置冢裕危疲帷ⅲ桑蹋卞澹稹㈠义希桑蹋浮ⅲ蹋裕拢础ⅲ裕牵疲稹ⅲ遥希樱辉谙赴骰蜃樱桑蹋负停蹋裕拢醋饔孟拢行粤Ｏ赴蝈义戏巫橹技笊掀は赴⑸芍行粤Ｏ赴缘鞍酌福ǎ危牛ⅲ悖幔簦瑁澹穑螅椋睿蟆ⅲ停停校箦义虾停遥希樱淮罅康哪谠葱曰钚匝醪唤鼋贾路巫橹趸ぃ菇徊接盏佳字㈠义虾艘蜃樱ǎ危酰悖欤澹幔颍妫幔悖簦铮颍危疲耄禄罨系餮字⒒虮泶铮鹣掠窝字⒁蜃渝义希裕危疲悖蹂澹桑蹋逗停桑蹋保写罅坎Ｔ黾邮头诺难字⒔橹收蠢〉鹘谀谠葱曰钚藻义涎酰俅渭せ睿危疲耄拢寡趸び胙字⒎从π纬陕菪仙蕉裥匝罚贾路五义献橹孩傺字⒔橹蚀罅渴头
本文编号：2671160
【图文】：
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