中科院1區TOP: 北大藥學院屠鵬飛團隊揭示延胡索醇提物靶向鐵死亡神經保護腦缺血再灌注損傷

【寫在前面】：本期推薦的是由北京大學藥學院天然與仿生藥物國家重點實驗室等研究團隊合作近期發表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示延胡索乙醇提取物通過靶向ALOX15抑制鐵死亡，對腦缺血再灌注損傷具有神經保護作用。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Ethanol extract of Corydalis decumbens exerts neuroprotective effects against cerebral ischemia-reperfusion injury by targeting ALOX15 to suppress ferroptosis

背景

缺血性卒中的治療因腦缺血再灌注（I/R）損傷而變得復雜，對藥物研發構成了實質性障礙。臨床上，延胡索是一種傳統的中草藥，常用于治療缺血性中風。先前的研究表明，其乙醇提取物在減輕腦I/R損傷方面具有顯著的治療作用。然而，延胡索提取物（CDE）治療作用及其生物活性成分的分子機制仍不完全清楚。

目的

本研究旨在闡明CDE緩解腦I/R損傷的潛在機制和生物活性成分。

方法

通過多種藥理學指標評估CDE對腦I/R損傷的藥理活性。本研究利用整合的蛋白質組學和代謝組學方法，結合體外和體內分子生物學實驗，闡明CDE對腦I/R損傷的治療機制。此外，我們使用分子對接和體外酶活性檢測方法來尋找CDE作用于靶標的活性物質。

結果

研究結果表明，CDE通過降低神經功能評分、減少梗死體積和增加腦血流量（CBF）來改善腦I/R損傷。多組學聯合分析研究表明，CDE可能通過調節ALOX15介導的鐵下垂來減輕腦I/R損傷的影響。利用OGD/R細胞模型，我們驗證了CDE對鐵下垂相關標志物的調節作用。隨后的ALOX15體外敲除或體內敲除實驗證實，在ALOX15耗竭后，CDE對腦I/R損傷的治療效果顯著降低，鐵下垂相關指標沒有觀察到改善。最后，通過分子對接、體外酶活性檢測和細胞實驗，我們發現CDE的主要成分馬戈氟林和科魯米丁通過抑制ALOX15發揮神經保護作用。

結論

我們的研究表明，CDE及其生物活性化合物magnoflorine和corlumidine對腦缺血再灌注損傷的神經保護作用是通過調節ALOX15驅動的鐵下垂來介導的，這為它們在缺血性卒中治療中的臨床應用奠定了基礎，并為缺血性卒中臨床治療的發展提供了新的視角。

圖文摘要

【前言】

在全球范圍內，中風是死亡率和長期殘疾的主要原因，包括缺血性和出血性兩種類型。缺血性變異是大多數中風發生的原因，其特征是發病率高、致死率高、功能障礙增加。缺血性卒中的主要干預措施包括溶栓和機械血栓切除術，旨在重建腦灌注。矛盾的是，這些再通策略可能會引發腦I/R損傷。這種復雜的現象涉及多因素的發病機制，其特征是相互關聯的病理生理級聯。關鍵的病理生理機制包括氧化應激失調、炎癥級聯、興奮性毒性損傷和凋亡細胞死亡。這些過程對神經元和神經膠質細胞造成廣泛破壞，導致血腦屏障受損，最終導致持久的神經功能缺損和不利的患者預后。盡管在闡明腦I/R損傷的病理生理學方面取得了相當大的進展，但有效的治療干預仍然難以實現。因此，發現新的分子靶點并設計能夠進行精確干預的靶向療法迫在眉睫。

基于中醫藥數千年的臨床經驗資源，人們對中醫藥治療中風和腦I/R損傷的潛力越來越感興趣。延胡索是罌粟科的一種著名藥用植物，在臨床上被廣泛用于治療急性缺血性中風、中風后偏癱、血瘀和風濕性關節炎等疾病，詳見《中國藥典》（2020）。臨床上，延胡索片主要用于治療缺血性中風。此外，先前的藥理學研究表明，延胡索的原片具有廣泛的神經保護作用，包括抗氧化、抗凋亡、抗血栓形成和腦I/R損傷。盡管如此，延胡索對腦I/R損傷的治療機制仍未完全闡明。我們觀察到CDE可以抑制ALOX15的異常表達，減輕腦I/R損傷期間的鐵死亡。

在我們的研究中，我們采用多組學和分子生物學技術闡明了ALOX15與腦I/R損傷之間的顯著關聯，以及CDE靶向ALOX15的機制。這些發現為腦卒中再灌注損傷的臨床治療提供了新的視角、潛在的靶點和候選藥物。

【結果部分】

1.CDE 的總離子色譜圖（TIC）。

2.通過藥理學指標評估 CDE 對 MCAO/R模型大鼠的治療效果。

3.CDE 治療調控了 MCAO /腎損傷模型大鼠的代謝物譜。

4.CDE 治療調控了 MCAO /R模型大鼠的蛋白質表達。

5.差異代謝物與差異表達蛋白的共表達分析（MCAO /R vs. MCAO /R+ CDE）。

6.CDE 抑制 MCAO/R大鼠鐵死亡。

7.CDE 抑制體外 OGD 后的鐵死亡。

8.CDE 對 OGD /輻射誘導的siAlox15轉染SH-SY5Y和PC12細胞中鐵死亡的治療作用減弱。

9.CDE 降低了ALOX15基因敲除（KO）小鼠模型的治療能力。

10.CDE 生物活性成分可抑制ALOX15。

【結論與討論】

總之，我們的研究證實了CDE對腦I/R損傷的治療作用和相關機制。綜合代謝組學蛋白質組學鑒定ALOX15是一個關鍵的調控節點，與鐵蛋白沉積癥在功能上有關。體內和體外研究表明，CDE通過抑制ALOX15驅動的鐵死亡途徑減輕神經元損傷。本研究確定了腦I/R損傷的關鍵靶點，并發現了中藥中可以抑制ALOX15的活性成分。

注：本文原創表明為原創編譯，非聲張版權，侵刪！

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