基于SELEX方法的研究栀子苷及其与三七总皂苷配伍防治AD的多靶点协同作用机制

The medical effect ingredients are mostly small molecules in Chinese medicine. However, it is a lack of high specificity of aptamer to study their purification, target points in vivo and the mechanisms. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) is a single stranded oligonucleotides technique of screening specific form from DNA random library, which won the 2009 Nobel physiological medicine or medicine prize. Nucleotide aptamer is a high efficient "chemical antibody", which could be carried out research on molecular target of Chinese medicine accompanied with Immunomagnetic beads separation technique. Geniposide has a variety of pharmacological activities, such as anti-inflammatory, antioxidant, neuroprotection. In our previous study, we found that geniposide accompanied with Panax Notoginseng Saponins(PNS) could promote memory and behaviors in Alzheimer disease (AD) mice model. In addition, geniposide plays a synergistic effect on the production of endotoxic pathological products and synaptic plasticity. However, this synergistic effect remains unknown. To address this issue, we will use SELEX to screen the specific aptamer of geniposide both in primary neurons and AD mice model, to reveal the molecular mechanisms and its synergistic effect. Furthermore, based on this geniposide study, we try to establish SELEX technology in screening specific nucleotide aptamer of Chinese medicine.

中药药效成分多为小分子物质，其分子靶钓及多靶点协同机制研究，缺乏高效特异性结合的配体。指数富集适体系统进化技术(SELEX)，是一种从DNA随机文库中筛选特异结合小分子物质的核酸适体技术，获得2009年诺贝尔生理医或医学奖。核酸适体是一种高效"化学抗体"，结合免疫磁珠技术有望用于中药药效物质的分子靶钓研究。栀子苷具有多种药理活性，我们在前期研究中发现栀子苷和三七总皂苷配伍可以促进三种阿尔茨海默症（AD）模型小鼠智能行为的改善，栀子苷对于三七总皂苷减少模型动物脑内毒性病理产物的产生及促进神经元形态可塑性都具有协同作用，但其协同作用的机制不清。本项目拟运用SELEX筛选栀子苷特异核酸适体，并在原代神经元和AD模型动物中进行栀子苷的分子靶钓，旨在运用核酸适体进行栀子苷与三七总皂苷配伍防治AD的多靶点协同机制研究；进一步地，以栀子苷为模型，建立中药小分子物质特异性核苷酸适体筛选的SELEX技术。

前期研究中，我们发现栀子苷和三七总皂苷配伍可以促进三种阿尔茨海默症（AD）模型小鼠学习记忆能力的改善；栀子苷对于三七总皂苷减少模型动物脑内毒性病理产物的产生及促进神经元形态可塑性都具有协同作用。然而，栀子苷作用靶点尚不明确，其协同作用的机制也鲜有报道。. 为解决这一科学问题，探讨栀子苷和三七总皂苷配伍的协同机制，本项目运用指数富集适体系统进化技术(SELEX)开展研究。SELEX技术是一种从DNA随机文库中筛选特异结合小分子物质的核酸适体技术，2009年获得诺贝尔生理或医学奖。利用SELEX技术，经过10轮筛选，我们成功获得与栀子苷特异结合的核酸适体，具有高亲和性；再经过类似物（京尼平、葡萄糖）的反筛，证明该核酸适体具有高特异性。在体外，利用核酸适体工具，我们发现，糖皮质激素受体（GR）是栀子苷的重要靶蛋白；在体内，利用AD转基因小鼠APP/PS1，我们发现，栀子苷和三七总皂苷的配伍效应与GR的分布和表达调控密切相关，即配伍可以促进神经细胞募集GR蛋白，GR蛋白的表达与栀子苷位置吻合；而栀子苷单独用药，不能显著募集GR进入神经细胞。这些研究结果表明，栀子苷和三七总皂苷配伍的协同机制可能由GR介导，通过调节GR的表达与分布而实现的。. 综上，通过本项目，我们成功获得中药小分子栀子苷的核酸适体，找到栀子苷的作用靶蛋白，以及阐明栀子苷和三七总皂苷配伍的协同机制与GR密切相关。这些研究揭示我们，一方面，SELEX技术可以成为中药小分子机制研究的有利工具，用于中药作用靶点的探索；另一方面，核酸适体工具的应用，为中药配伍机制的研究提供了可能。. 本课题共计发表相关学术论文7篇，其中SCI收录的研究论文4篇，包含综述1篇；国内核心期刊论文3篇，包含综述1篇。培养博士研究生2名，硕士研究生3名。正在申请发明专利一项。