以神经血管单元为靶点的苏木药效分子群抗缺血性脑中风的机制研究

Previous studies show that the pathomechanism of ischemic stroke is quite complicated. Treatment strategies based on "one compound, one target, one disease" usually result in poor effects; therefore, multiple targeting drug intervention shows significant advantages on prevention and treatment of ischemic stroke. Neurovascular unit, including neuron, astrocyte, microglia and vascular endothelial cell, is the most basic brain function unit and plays a key role on repairing injured cranial nerve. In other words, the overall function disorder of neurovascular unit is a major risk factor leading to stroke neuropathy, as well as potential neuroprotective target. Thus, development of multiple target brain protective agents will accelerate the treatments for ischemic stroke. We previously performed systemic separation and large-scale activity screen of Caesalpinia sappan L. chemical composition, finally getting the anti-ischemic stroke pharmacodynamic molecular group. Next, we plan to investigate the detailed anti-ischemic stroke mechanisms of pharmacodynamic molecular group from Caesalpinia sappan L.. The primary objectives are to explore the protective effects of each active compound on each member of neurovascular unit, as well as the whole network regulatory effects of pharmacodynamic molecular group on neurovascular unit. This study will lay a solid foundation for the treatment of nervous system critical diseases in the future.

缺血性脑中风的损伤机制相当复杂，采用传统"一药，一靶，一病"的干预手段往往收效不佳。因此多靶点药物干预策略对防治该类疾病具有相当的优势。神经血管单元(neurovascular unit，NVU)是最基本的脑神经功能单位，由神经元-星形胶质细胞-小胶质细胞-血管内皮细胞构成，在受损脑神经的修复方面发挥关键作用。即NVU整体功能的失调是导致脑中风神经病变的重要因素，也是潜在的神经保护新靶点。因此，针对NVU的各个成员开发具有多靶点作用的脑保护剂将会极大的促进缺血性脑中风的治疗。我们前期对中药苏木化学成分进行了系统分离，并开展了大规模活性筛选，得到了苏木抗脑缺血的药效分子群。因此，本课题拟针对NVU为靶点，对苏木抗脑缺血的药效分子群开展深入的脑保护机制研究，探索该药效分子群中的每个活性单体对NVU不同成员的保护机制，并绘制该药效分子群对NVU的整体网络调控图，为脑损伤的多靶点治疗奠定坚实基础。

采用传统“一药，一靶，一病”的思路治疗缺血性脑中风尚未取得令人振奋的进展，因此中药多成分、多靶点的作用特点已引起人们的广泛关注。近年来人们提出了神经血管单元(NVU)的概念，脑保护的目标也从单一的神经元保护转变为对NVU多靶点的保护。苏木在我国民间多用于治疗缺血性脑中风。为了进一步阐明苏木脑保护机制，本课题组在国自然基金（81303253）资助下，对苏木系列活性成分在NVU的保护方面做了深入研究并取得了一系列成果。.研究发现1：原苏木素A（PTA）和原苏木素B（PTB）具有明显的抗神经缺氧损伤作用。其中PTA是通过诱导Bax蛋白的自噬性降解而稳定细胞线粒体膜电位，抑制下游凋亡信号通路启动，实现神经保护作用的。此外，PTB通过诱导MDM2介导的p53蛋白泛素化降解，使p53-Bcl-2蛋白复合物解聚，释放Bcl-2蛋白并转移至线粒体表面，稳定线粒体功能，抑制下游凋亡信号通路蛋白激活，实现神经保护作用。.研究发现2：原苏木素A（PTA）和3-去氧苏木酮B（DSB）具有明显抗神经炎症作用。PTA是通过抑制Jak2-Stat3信号通路来实现的。而DSB是通过抑制IKK-IκB-NF-κB和ERK/p38 MAPK信号通路来实现的。这些化合物可以通过抑制神经炎症因子的释放，进而保护神经元免受炎性损伤，保护神经元。此外，体内实验也表明DSB具有明显的抗神经炎症作用和神经保护作用。.研究发现3：苏木中的2,4,5-三羟基苯甲醛（TDB）具有明显的血管内皮细胞保护作用，可能是通过抑制血管内皮细胞内的线粒体信号通路实现其抗凋亡作用。研究还发现，该保护作用是通过下调细胞内miR-34a进而稳定Bcl-2的mRNA，提高Bcl-2的蛋白表达，进而稳定线粒体膜电位来实现血管内皮保护作用的。另外，体内实验也表明TDB可保护缺血再灌注脑血管损伤。.研究发现4：苏木查尔酮类化合物可能是通过诱导星形胶质细胞合成并释放神经营养因子进而增强临近神经元的存活，实现神经营养作用。.综上可知，本课题通过神经血管单元为模型，系统研究了苏木系列活性分子对缺血性脑中风的治疗机制，并探讨了苏木药效分子群对NVU中各个部分，包括神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、血管内皮细胞的保护机制，为缺血性脑中风多靶点、多通路的药物治疗提供了重要的基础药理学依据。