不同基源钩藤中生物碱类化合物抗脑缺血再灌注损伤的作用和构效关系研究

Cerebral ischemia-reperfusion injury (CIRI) is a serious issue in the clinical treatment of ischemic cerebrovascular diseases. CIRI is a complex pathophysiological process. Among the many theories of CIRI mechanism, the theory of calcium influx has occupied the central position. L-type calcium channels is one of the important target of new drug research and development for the prevention and treatment of CIRI. As literatures report, Uncaria alkaloids have the effects to resist the CIRI by blocking calcium influx. In our previous investigation, we found that different structure types of Uncaria alkaloids provided different selectivity for Cav1.3 L-type calcium channels by computer-aided virtual screening. However, the structure types of Uncaria alkaloids are different in different sources of Uncariae Ramulus cum Uncis, which indicates that Uncaria alkaloids from different sources of Uncariae Ramulus cum Uncis have the different effects to resist the CIRI. But, the bioactivity of Uncaria alkaloids on CIRI and their structure-activity relationship are uncertain. Based on the previous work, this project will further isolate and identify alkaloids from U. rhynchophylla, U. hirsuta and U. sinensis, intend to duplicate the rat primary cortical neurons oxygen-glucose deprivation/reintroduction (OGD/R) injury model, and study their effects against CIRI and the structure-activity relationship. Our study will provide the scientific basis research on the development of new calcium ion antagonist lead compounds for the prevention and treatment of CIRI.

脑缺血再灌注损伤(CIRI)是临床治疗缺血性脑病时存在的重要问题。CIRI受多种机制的调节，其中Ca2+细胞内流是关键因素。L型钙通道因可调控Ca2+内流而成为抗CIRI类药物研发的重要靶点。文献报道钩藤生物碱可通过拮抗L型钙通道，阻滞Ca2+内流，发挥抗CIRI的作用。前期工作中，我们采用计算机辅助虚拟筛选评价钩藤生物碱拮抗L型钙通道蛋白的活性，结果显示不同结构类型生物碱拮抗钙通道的活性差异较大。而钩藤为多基源药材，不同基源钩藤植物中所含主要生物碱的结构类型不同。因此，我们推测不同基源钩藤中生物碱的结构类型不同可对其抗CIRI的作用产生差异，但其具体活性和构效关系尚不明确。本项目拟在前期研究基础上对3种基源钩藤植物中的生物碱类成分进行分离鉴定，采用神经元缺糖缺氧/复糖复氧损伤模型评价和研究其抗CIRI的作用和构效关系，为寻找和发现新型钙通道拮抗剂类抗CIRI的先导化合物提供理论基础。

脑缺血再灌注损伤(CIRI)是临床治疗缺血性脑血管病时存在的重要问题。因其病理机制复杂，造成后果严重，是目前临床治疗缺血性脑血管病时最受关注的问题之一。缺血性脑血管病在中医上属于“中风”的范畴，基于中医药理论和临床实践开展CIRI的防治和药物研发一直是人们关注的热点。本项目以平肝熄风中药钩藤为研究对象，通过对三种不同基原钩藤植物的化学成分研究，共分离鉴定了的50个不同结构类型的生物碱类成分，包括15个结构新颖的新化合物。钩藤生物碱抗脑缺血再灌注损伤的作用研究结果表明，体内MCAO模型中，钩藤总碱可改善再灌注后大鼠的神经功能缺损评分，减少梗死体积；体外OGD/R模型中，钩藤总碱和不同结构类型的钩藤生物碱单体可提高ODG/R损伤原代皮层神经元和SH-SY5Y细胞的存活率，共发现了25个钩藤生物碱具有良好的抗脑缺血再灌注损伤作用；作用机制研究表明活性化合物Geiss可减少胞内钙离子浓度，但不影响Cav 1.2和Cav 1.3 mRNA的表达，可能是通过影响AMPA受体GluR2 mRNA表达来发挥作用；加入Bay K 8644激动剂来比较OGD/R损伤SH-SY5Y细胞存活率的实验结果提示Geiss虽不影响L-型钙通道mRNA的表达，但可能通过影响L-型钙通道的功能来发挥作用。此外，在活性评价研究结果的基础上，利用计算机辅助药物设计方法，探讨了不同结构类型钩藤生物碱与其抗脑缺血再灌注损伤作用的构效关系。本课题的顺利完成为阐明钩藤抗脑缺血再灌注损伤的药效物质奠定了基础，为进一步丰富平肝息风类中药用于缺血性脑血管病的保护和为进一步拓展钩藤的临床用药提供了科学依据。此外，发现一些具有脑缺血再灌注损伤保护作用的先导物，为钩藤生物碱用于研究开发抗脑缺血再灌注损伤类药物提供了理论基础。