【寫在前面】：本期推薦的是由浙江省中醫(yī)院（浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院）、浙江中醫(yī)藥大學(xué)等研究團隊合作近期發(fā)表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，該研究綜合運用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測、分子對接與動力學(xué)模擬以及體內(nèi)外實驗驗證，系統(tǒng)揭示丹參酮IIA通過靶向TLR4、抑制NF-κB信號通路的活化，從而減輕神經(jīng)炎癥和神經(jīng)元凋亡，進而顯著改善腦缺血再灌注損傷。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Tanshinone IIA attenuates cerebral-ischemia-reperfusion-induced neuroinflammation by inhibiting the TLR4/NF-κB signaling cascade: A study integrating network pharmacology, bioinformatics, and experimental validation

背景

丹參酮IIA是丹參的主要活性成分，具有神經(jīng)保護和抗氧化特性。然而，其在腦缺血再灌注損傷中的抗炎作用尚不清楚。

目的

探討丹參酮IIA是否通過TLR4/NF-κB信號通路減輕腦缺血再灌注損傷的炎癥反應(yīng)

方法

通過生物信息學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，篩選丹參酮IIA作用于腦缺血再灌注損傷的潛在靶點。進一步使用Cytoflubba評估蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)和樞紐靶點。此外，通過分子對接和100納秒分子動力學(xué)模擬評估丹參酮IIA與核心蛋白的結(jié)合能力。在體內(nèi)實驗中，采用MCAO/R大鼠模型；在體外實驗中，使用OGD/R損傷的HUVECs模型，評估神經(jīng)功能、梗死面積、組織病理學(xué)（TTC、HE、TUNEL染色）、細胞因子水平（ELISA）及分子標志物（RT-qPCR、Western blot）。

結(jié)果

數(shù)據(jù)揭示了10個樞紐靶點，包括TLR4和NFKB1，這些靶點富集于“Toll樣受體信號通路”和“NF-κB信號通路”等炎癥通路。此外，研究發(fā)現(xiàn)丹參酮IIA與TLR4/NFKB1穩(wěn)定結(jié)合（結(jié)合能<?5 kcal/mol），并在分子動力學(xué)模擬中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在體內(nèi)實驗中，丹參酮IIA改善了神經(jīng)功能評分，減少了腦梗死體積，抑制了IL-1β、IL-6和TNF-α的表達，同時下調(diào)了TLR4和MyD88的表達，抑制了NF-κB p65的磷酸化，并阻止了IκB的降解( p < 0.05 )。在體外實驗中，丹參酮IIA通過降低TLR4和MyD88的表達、抑制NF-κB p65的磷酸化及穩(wěn)定IκB，減輕了OGD/R誘導(dǎo)的細胞凋亡和TLR4/NF-κB通路的激活(p<0.05 )。

結(jié)論

本研究提示，丹參酮IIA通過靶向TLR4/NF-κB信號通路，在腦缺血再灌注損傷中發(fā)揮抗炎及神經(jīng)保護作用，為其治療潛力提供了理論支持。

【前言】

腦缺血再灌注損傷是一種嚴重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷，其驅(qū)動因素不僅包括缺血本身，還包括繼發(fā)性的、自我放大的炎癥級聯(lián)反應(yīng)，這會加劇神經(jīng)元丟失和血腦屏障破壞。再灌注后，細胞因子和損傷相關(guān)信號分子形成了一個持續(xù)的炎癥微環(huán)境，這對預(yù)后起著關(guān)鍵決定作用。因此，靶向抑制這種炎癥反應(yīng)是聚焦再灌注治療之外的合理輔助策略。文獻表明，抑制TLR4/NF-κB通路可以通過減少TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎因子的釋放，從而減輕腦組織損傷并改善神經(jīng)功能。因此，開發(fā)靶向TLR4/NF-κB通路中多個節(jié)點的治療藥物，將為腦缺血再灌注損傷的治療帶來突破。

植物藥和天然藥物療法，例如傳統(tǒng)中藥，通過協(xié)同調(diào)節(jié)多種分子靶點來獲得治療效果，這與多靶點策略的研究方向高度契合。然而，傳統(tǒng)的生物技術(shù)和基礎(chǔ)計算證據(jù)不足以闡明其多靶點機制。因此，近年來，多學(xué)科方法對于闡明中藥復(fù)雜的藥理機制已變得不可或缺。這種方法整合了不同的計算機模擬技術(shù)，包括生物信息學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)，為系統(tǒng)性評估多靶點治療干預(yù)提供了一個研究框架。例如，利用該方法從甘草苷中鑒定出7種活性成分，這些成分通過靶向TP53和p38 MAPK信號通路發(fā)揮抗結(jié)直腸癌活性。

在這項研究中，TanIIA的核心作用靶點富集于TLR4/NF-κB等炎癥相關(guān)信號通路，并能與TLR4等關(guān)鍵蛋白穩(wěn)定結(jié)合。在動物和細胞模型中，TanIIA顯著改善了神經(jīng)功能、減少了梗死面積，并抑制了促炎因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）的釋放；其機制在于下調(diào)TLR4和MyD88的表達，抑制NF-κB p65的磷酸化，并阻止IκB的降解，從而有效阻斷TLR4/NF-κB信號通路的活化。結(jié)論表明，TanIIA通過靶向抑制TLR4/NF-κB通路，減輕CIRI后的炎癥反應(yīng)，發(fā)揮神經(jīng)保護作用，為其臨床轉(zhuǎn)化提供了重要的理論依據(jù)。

【結(jié)果部分】

1.利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測TanIIA作用于CIRI的核心靶點為TLR4/NF-κB通路。

2. 分子對接與動力學(xué)模擬證實TanIIA能穩(wěn)定結(jié)合于TLR4和NFKB1。

3. TanIIA減輕小鼠缺血性腦損傷并改善神經(jīng)功能。

4. TanIIA在體內(nèi)外模型中均抑制神經(jīng)元凋亡。

5. TanIIA通過抑制TLR4/NF-κB通路降低炎癥反應(yīng)

【結(jié)論與討論】

本研究系統(tǒng)揭示了中藥丹參核心成分丹參酮IIA減輕腦缺血再灌注損傷的分子機制。其核心在于抑制TLR4/MyD88/NF-κB這一關(guān)鍵的炎癥啟動信號通路。具體表現(xiàn)為，TanIIA通過直接作用于TLR4/NFKB1靶點，穩(wěn)定結(jié)合并抑制NF-κB p65的磷酸化與核轉(zhuǎn)位，同時阻止IκBα降解，從而有效減少下游促炎因子TNF-α、IL-6和IL-1β的釋放，最終發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥和抗神經(jīng)元凋亡的保護作用。研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、分子對接與動力學(xué)模擬進行預(yù)測與驗證，并通過體內(nèi)外實驗證實該機制。尤為重要的是，研究發(fā)現(xiàn)TanIIA與TLR4特異性抑制劑TAK-242聯(lián)用可協(xié)同增強神經(jīng)保護效果，這不僅確證了其作用機制的核心環(huán)節(jié)，也為臨床開發(fā)針對該通路的復(fù)方制劑或聯(lián)合治療方案提供了創(chuàng)新思路。綜上所述，該研究為TanIIA作為一種安全有效的潛在藥物，用于治療缺血性腦卒中后的神經(jīng)炎癥損傷，提供了堅實的理論與實驗依據(jù)。

注：本文原創(chuàng)表明為原創(chuàng)編譯，非聲張版權(quán)，侵刪！

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