Phytomedicine-中药→单体如何研究: 上中医中药所揭示中药降香的一种黄酮类成分通过SLC11A2介导铁死亡抑制减轻脑缺血再灌注损伤

【写在前面】：本期推荐的是由上海中医药大学中药研究所、上海市中药标准化研究中心等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF11.3）的一篇文章，揭示中药降香的一种黄酮类活性成分通过SLC11A2介导的铁死亡抑制减轻脑缺血再灌注损伤。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

(S)-SA, a bioactive flavonoid from Dalbergiae Odoriferae Lignum, alleviates cerebral ischemia-reperfusion injury viaSLC11A2-mediated ferroptosis inhibition

背景

脑缺血再灌注损伤（CIRI）仍然是缺血性卒中后神经恢复的主要障碍，针对与铁死亡和血脑屏障（BBB）损伤相关的上游神经血管单位机制的有效药物干预有限。

目的

本研究旨在阐明降香（DOL）及其活性成分sativanone（SA），特别是（S）-SA对CIRI的保护作用，并确定其活性的直接靶点和机制。

研究设计和方法

在大脑中动脉闭塞/再灌注（MCAO/R）小鼠模型和氧糖剥夺/复氧（OGD/R）hcMEC/D3细胞模型中评估了DOL、SA和（S）-SA的保护作用。通过DESI-MS和活性筛选分析脑分布成分。使用基于活性的蛋白质谱（ABPP）、基于蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）的靶向降解策略、细胞热转移分析（CETSA）、药物亲和力反应靶稳定性（DARTS）、表面等离子体共振（SPR）、分子对接和分子动力学模拟以及靶依赖性研究进行了直接靶点鉴定和验证。

结果

DOL对MCAO/R诱导的CIRI具有保护作用，在脑组织中检测到SA，并在体外和体内显示出保护活性。在SA对映体中，（S）-SA比（R）-SA具有更强的保护作用。正交化学生物学和靶点验证确定SLC11A2是（S）-S a的直接功能靶点。从机制上讲，（S”-SA抑制了SLC11A2介导的Fe²⁺ 摄取，减少铁下垂相关的脂质过氧化和氧化损伤，减弱炎症信号传导，并保持血脑屏障的完整性。

结论

这些发现表明，（S）-SA通过靶向SLC11A2介导的Fe²来缓解CIRI⁺ 支持（S）-SA作为CIRI治疗的潜在先导化合物。

图文摘要

【前言】

缺血性卒中仍然是死亡和长期残疾的主要原因，快速再灌注对于挽救受威胁的脑组织至关重要。然而，复氧和恢复血流反而会放大损伤，产生脑缺血再灌注损伤（CIRI），即使在成功再通后也会限制神经恢复。CIRI涉及复杂的继发性损伤级联反应，包括氧化还原失衡、脂质过氧化、炎症和神经血管单位功能障碍。在这些变化中，血脑屏障（BBB）破坏和微血管损伤是影响疾病结果的关键因素。尽管做出了广泛的努力，但可与再灌注治疗联合使用的临床有效的神经保护剂仍然不可用。因此，在再灌注期间恢复氧化还原稳态的基于机制的干预措施代表了一种重要的未满足的临床需求。

传统中药是新药发现的重要来源。降香（DOL）长期以来一直被用于传统医学中，以促进血液循环和疏通经络。其临床应用与缺血性疾病密切相关。尽管之前的研究主要集中在其心血管作用上，但积累的实验证据和系统的药理学分析表明，DOL在脑血管疾病，特别是缺血性卒中和CIRI方面也具有治疗潜力。然而，负责这些作用的活性成分、其生物活性背后的立体化学基础以及所涉及的靶向特异性机制，特别是与内皮功能和血脑屏障生物学有关的机制，仍然没有得到充分的定义。

在这里，我们证明了（S）-SA是DOL的关键活性成分，负责其对CIRI的保护作用。为了减少与单一方法靶点鉴定相关的偏差，我们采用了一种正交化学生物学策略，将基于活性的蛋白质谱（ABPP）与基于蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）的靶向降解方法相结合。使用该策略，我们确定SLC11A2为（S）-SA的靶点。从机制上讲，我们进一步验证了（S）-S a通过阻断SLC11A2介导的Fe²来抑制铁下垂⁺ 吸收。综上所述，这些发现表明SLC11A2是CIRI的潜在治疗靶点，而（S）-SA是治疗CIRI的有前景的先导化合物。

【结果部分】

1.DOL与SA对CIRI的治疗效果。

2.(R)-SA 与 (S)-SA 在体内及体外对 CIRI 的治疗效果。

3.(S)-SA的靶点发现策略。

4.(S)-SA在hcMEC/D3 细胞中直接结合SLC11A2。

5.S)-SA抑制OGD/R hcMEC/D3细胞铁死亡。

6.敲低 SLC11A2 可减轻 OGD /R 诱导的细胞损伤，但会减弱 (S)-SA 在 hcMEC/D3 细胞中的保护作用。

7.SLC11A2 的过表达加剧了OGD/R诱导的损伤，并抵消了(S)-SA在 hcMEC/D3 细胞中的保护作用。

8.示意图显示，在脑缺血-再灌注损伤中，SLC11A2 是 (S)-SA 的直接功能靶点。

【结论与讨论】

总之，本研究首次提供了证据，表明(S)-SA对 CIRI 具有显著的治疗效果，从而确立其为DOL的主要活性成分。通过整合性靶点鉴定策略，我们确定SLC11A2是hcMEC/D3细胞中的直接功能靶点，进而揭示了这种天然产物与铁稳态之间此前未被认识的机制联系。从功能上看，(S)-SA减少了SLC11A2依赖的细胞内Fe²⁺积累，有效抑制了铁死亡驱动的神经血管损伤，并减弱了 CIRI 背后的病理级联反应（图8）。这些发现不仅为DOL在传统脑血管疾病中的应用提供了严谨的机制依据，更重要的是，确立了SLC11A2作为 CIRI 抗铁死亡干预治疗的潜在靶点，同时为将(S)-SA开发为 CIRI 治疗候选药物奠定了坚实的理论和实验基础。

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