1,6-O,O-二乙酰基大花旋覆花内酯(OABL)溴代衍生物抗神经炎机制研究

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神经炎症构成了一些神经退行性疾病进展的基本过程,例如帕金森氏病,阿尔茨海默氏病,肌萎缩性侧索硬化症和多发性硬化症。小胶质细胞的激活是神经炎症的主要特征,促进炎性细胞因子的释放并导致进行性神经元细胞死亡。针对这一现象,研究表明天然产物及其衍生物具有缓解神经退行性疾病的潜能,这可能与它们抑制神经炎症的活性有关。因此对具有抗神经炎活性的天然产物的发现及其机制的探究意义重大。本研究构建了天然产物分子库,通过抗神经炎模型筛选出抗神经炎活性显著的旋覆花内酯类化合物。在对该类化合物的复筛中,发现了活性更为显著1,6-O,O-二乙酰基大花旋覆花内酯(OABL)溴代衍生物18。采用基于位点水平的蛋白组学研究策略,分析了其潜在靶点的细胞定位及生物功能,结合验证结果,提出了18共价结合的潜在靶点。具体研究结果如下:(1)通过检测小胶质细胞内源性的炎症因子一氧化氮浓度,来评价小胶质细胞的神经炎症水平,从天然产物小分子库中筛选出旋覆花内酯溴代衍生物18,其抗神经炎活性的IC50为0.5μM,而其神经细胞毒性的CC50大于20μM。(2)通过酶联免疫吸附测定和免疫印迹实验,证实了化合物18可抑制激活的B V-2细胞中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和前列腺素E2(PGE2),并下调诱导型一氧化氮合酶(i NOS)和环氧化酶2(COX-2)的表达。(3)采用基于位点水平的定量巯基反应性分析(QTRP)策略,对18处理后的BV-2细胞中的蛋白质组进行分析,以同位素轻重标的比值RL/H来定量评价蛋白与化合物的共价结合情况。选取RL/H<0.5的蛋白进行基因本体论(GO)分析,结果显示这些蛋白主要定位在线粒体、细胞膜等细胞区域,也涉及转运、NF-κB负调控和细胞氧化应激反应等进程。(4)通过荧光共聚焦实验,验证了18对线粒体膜电位的影响,缓解了线粒体的功能损伤。通过免疫印迹实验,证实了18可诱导氧化应激途径中抗氧化酶HO-1的表达。这与组学分析中关于18作用于线粒体的蛋白和诱导氧化应激途径的结果一致。(5)通过免疫印迹、免疫荧光和流式细胞实验,检测了TLR/NF-κB通路中部分蛋白的表达,其中18下调了CD14和IRAK1的表达,上调了TAK1的表达,抑制了NF-κB/p65的入核。这些结果显示18抑制了TLR/NF-κB通路的激活,支持了组学分析中关于18影响TLR通路及下游NF-κB负调控的结果。(6)结合GO分析的验证结果和蛋白组中半胱氨酸位点与18的共价结合情况(R L/H),预测了与18存在共价结合的8个潜在靶点:Acod1、Nlrp3、Pbrm1、Sucla2、A tp13a2、Irgm1、Copb1和Gcn1,其中顺式乌头酸脱羧酶Acod1和炎性小体NLRP3尤为突出。综上所述,本文通过天然产物小分子库筛选出抗神经炎活性更显著的化合物18,蛋白组学分析揭示了其抗神经炎活性的可能机制,并采用分子、细胞生物学实验等手段加以初步验证,提出了潜在靶点Acod1和Nlrp3及相关作用途径的猜想。这为后续靶点研究和药物研发工作的深入展开提供了关键思路和必要参考。
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