青黛抗白血病活性成分的细胞膜色谱筛选及靶标鉴定研究

中药在我国几千年来的大量临床实践中已经形成了一套完整的治疗系统,是中华民族的瑰宝。中药具有多组分、多靶标以及多成分协同作用的特性,但是,中药“药效成分道不明白、作用机制解释不清”,严重限制了中药现代化的进程。因此,阐明中药发挥药效的活性成分群及其作用靶标群是中药现代化面临的巨大挑战。细胞膜色谱(Cell Membrane Chromatography, CMC)技术是一种新型的生物色谱技术,该技术可实现活性成分快速识别与分离,这种基于多组分-多靶标的活性成分筛选技术非常适用于中药等复杂成分体系的活性成分筛选。反向对接技术是一种基于计算机的虚拟靶标筛选技术,该技术的快速、便捷特性为靶标的快速发现提供新的思路。本文整合细胞膜色谱和反向对接技术,建立了一种新型的中药活性成分筛选与靶标鉴定策略,为中药研究开发提供新的思路和方法学借鉴。青黛(Indigo naturalis)是一味传统中药,在我国有着几千年的应用历史。近年来,青黛抗白血病作用的发现,使之成为当前的一个研究热点。靛玉红是青黛中公认的抗白血病成分,这为以上策略验证研究奠定良好的基础。然而,单一成分的药效难以替代青黛良好的临床疗效,所以,我们推测青黛中可能还存在其它的抗白血病活性成分。所以,我们以青黛为例进行策略验证性研究。本文整合细胞膜色谱技术和反向对接技术建立了一种新型的中药活性成分筛选与靶标鉴定策略,并以青黛为例进行策略验证性研究。首先,我们搭建了全二维在线白血病细胞K562/CMC细胞膜色谱系统,并从青黛中成功筛选出靛玉红、色胺酮和异鼠李素三个潜在的活性成分。然后,通过细胞活力和细胞凋亡检测实验对以上成分进行活性验证。靛玉红和色胺酮都有已知的抗肿瘤相关靶标报道,然而,异鼠李素的抗肿瘤相关靶点却鲜有报道。所以,我们采用反向对接的方法对异鼠李素进行靶标筛选研究,并筛选得到一个潜在的抗肿瘤相关靶点：受体酪氨酸激酶Src。通过分子对接实验、细胞膜色谱竞争实验、激酶活性检测实验和表面等离子共振实验等多种方法证实Src是异鼠李素的一个直接作用靶点。本文进一步通过细胞周期检测、蛋白免疫印迹技术和小RNA干扰技术进行分子机制研究,发现异鼠李素通过Src/ATR/Wee 1/Cyclin B1/CDK1通路调控细胞周期。综上所述,运用以上策略我们成功从青黛中筛选的到三个活性成分,并且通过反向对接技术筛选得到异鼠李素的直接作用靶标,并通过多种方法进行靶标验证研究。最后,通过分子机制研究阐释了异鼠李素通过该靶点发挥抗白血病的作用模式。总之,本文基于中药多组分-多靶标的特性成功建立了一种中药活性成分筛选及靶标鉴定研究的新型策略,该策略,具有周期短、通量高、操作简单等优点,为中药现代化研究提供新的思路和方法学借鉴。