【药化】东北大学侯悦和沈阳药科大学李宁：紫檀茋抗血管性痴呆作用的发现及基于Triad3A依赖性TLR4泛素化降解的机制研究

导语

近十年来，东北大学侯悦教授课题组和沈阳药科大学李宁教授课题组开展合作研究，专注于传统中药与民族药的物质基础、活性筛选、药效评价与作用机制研究，并在该方面取得了一系列的研究成果（J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910；Bioorg Chem，2022，122，105720；Phytochemistry，2021，192，112976；Mol Nutr Food Res，2021，65，e2000711；Phytomedicine，2021，84，153508；J Ethnopharmacol，2021，269，113718；Bioorg Chem，2020，101，104038；Bioorg Chem，2020，104，104338；Phytomedicine，2020，79，153353；Phytother Res，2020，34，2258-2274；Bioorg Chem，2020，97，103715；Bioorg Chem，2020，97，103690；Phytochemistry，2020，171，112233；J Nat Prod，2019，82，2238-2245；Bioorg Chem，2019，91，103175；Phytomedicine，2018，40，10-19；J Nat Prod，2017，80，3081-3092；J Funct Foods，2015，17，837-846；J Funct Foods；2015；19；676-687；J Ethnopharmacol，2014，152，508-21）。在这个过程中，建立了活性-化学双导向的神经炎症抑制剂快速发现和制备方法、体内/外抗神经炎症活性评价和作用机制研究体系，发现了结构类型丰富、活性显著的天然来源神经炎症抑制剂。

在两课题组围绕传统中药龙血竭持续研究（J Ethnopharmacol，2014，152，508-21；Mol Nutr Food Res，2021，65，e2000711；J Funct Foods，2015，19，676-687；Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry，2014，54，92-102；Food Funct，2020，11，5432-5445）的基础上，作者发现龙血竭的主要活性成分紫檀茋具有抗血管性痴呆的药理作用，能够抑制双侧颈总动脉闭塞引起的血管性痴呆模型动物海马小胶质细胞活化介导的神经炎症，其作用机制可能是通过促进Toll样受体蛋白4（TLR4）与其泛素化蛋白Triad3A的结合来促进TLR4降解而实现的（J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910，封面文章，DOI: 10.1021/acs.jafc.2c01219）。

侯悦教授课题组简介

团队带头人侯悦，药理学博士，教授，博士生导师。现任东北大学生命科学与健康学院副院长、中国药理学会理事、国家自然科学基金委会审专家、中国博士后科学基金评审专家、教育部博士学位论文评审专家。先后主持国家自然基金面上项目、国家自然科学基金联合基金项目、国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后科学基金、辽宁省高等学校优秀人才支持计划、教育部高等学校博士学科点专项科研基金、辽宁省教育厅科学技术研究项目等多项课题。作为副组长参加国家科技重大专项课题3项。研究成果发表SCI论文近80篇，近5年作为第一作者或通讯作者文章发表JCR一区文章20篇，其中Top期刊17篇。授权发明专利6项。作为主编出版研究生教材1部。为“国家奖学金”、“辽宁省优秀毕业生”的指导教师。课题组的研究方向为中药与民族药防治脑卒中、阿尔茨海默症等中枢神经系统重大疾病的药效物质基础及活性成分筛选、药效评价与作用机制研究。

李宁教授课题组简介

团队带头人李宁，天然药物化学博士，教授，博士生导师。现任沈阳药科大学中药学院副院长，天然药物化学学科主席，基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室副主任。“兴辽英才计划”青年拔尖人才，辽宁省“百千万人才工程”百人层次，新疆维吾尔自治区高层次人才。担任Journal of Natural Medicines、Chinese Journal of Natural Medicines、《中草药》等期刊编委。先后主持国家自然科学基金7项，研究成果发表SCI论文137篇（第一/通讯作者论文99篇），中科院分区一区论文31篇，编写专著13部（英文专著2部），获授权发明专利27项（第一发明人24项）。曾获中国药学会施维雅青年药物化学奖，省级科学技术进步奖多次。课题组的主要研究方向为：中药和天然药物在重大疾病化学预防中的作用和转录后调控机制；抗阿尔茨海默症活性天然产物的发现和成药性研究；新疆特有环境民族药资源的深度开发与利用。

前沿科研成果

紫檀茋抗血管性痴呆作用的发现及基于Triad3A依赖性TLR4泛素化降解的机制研究

作者通过旷场实验、Y-迷宫实验、Morris水迷宫实验确定了紫檀茋（pterostilbene）能够改善双侧颈总动脉闭塞（BCCAO）所致认知功能障碍（Figure 1和Figure 2，J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910）。

Figure 1. Pterostilbene prevents working memory impairment in BCCAO mice（来源：J Agric Food Chem）

Figure 2. Pterostilbene prevents spatial memory impairment in BCCAO mice（来源：J Agric Food Chem）

作者通过免疫荧光实验和实时定量PCR实验，发现紫檀茋能够保护神经元，抑制小胶质细胞活化（Figure 3和Figure 4，J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910）。 

Figure 3. Pterostilbene alleviates neuronal damage in the hippocampus of BCCAO mice（来源：J Agric Food Chem）

Figure 4. Pterostilbene inhibits microglial activation in the hippocampus of BCCAO mice（来源：J Agric Food Chem）

作者进一步在细胞和整体水平发现紫檀茋对于经典炎症信号通路TLR4/NF-κB信号通路的活化具有抑制作用（Figure 5和Figure 6，J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910）。 

Figure 5. Pterostilbene inhibits the TLR4 pathway in microglia of BCCAO mice（来源：J Agric Food Chem）

Figure 6. Pterostilbene inhibits the TLR4 pathway in OGD/R BV-2 Cells（来源：J Agric Food Chem）

通过慢病毒包装的过表达TLR4基因质粒，作者在细胞水平进一步确认紫檀茋通过调控TLR4抑制下游NF-κB信号通路及下游炎症因子的表达（Figure 7，J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910）。 

Figure 7. Pterostilbene suppresses the NF-κB pathway by modulating TLR4（来源：J Agric Food Chem）

通过考察紫檀茋对TLR4表达水平的影响，发现紫檀茋对TLR4表达的抑制是通过促进其降解实现的（Figure 8，J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910）。 

Figure 8. Pterostilbene promotes TLR4 ubiquitination（来源：J Agric Food Chem）

最后，通过对TLR4与其泛素化蛋白Triad3A蛋白结合情况进行免疫共沉淀实验，并通过慢病毒包装的Triad3A基因质粒，进一步发现紫檀茋对TLR4及其下游炎症信号通路的抑制作用依赖于Triad3A介导的TLR4泛素化降解（Figure 9和Figure 10，J Agric Food Chem，2022，70，5896-5910）。 

Figure 9. Pterostilbene promotes the binding of Triad3A to TLR4（来源：J Agric Food Chem）

Figure 10. Pterostilbene regulates the TLR4 pathway by modulating Triad3A（来源：J Agric Food Chem）

总结：

作者通过行为药理学实验，发现紫檀茋能够改善血管性痴呆模型动物的认知功能障碍，这可能与其抗神经炎症的作用相关。通过进一步的分子生物学实验，作者发现Triad3A介导的TLR4降解可能是紫檀茋抑制神经炎症的关键因素。这一发现表明，紫檀茋作为传统中药龙血竭的活性成分，具有成为血管性痴呆防治药物的潜力。该工作以“Triad3A-dependent TLR4 ubiquitination and degradation contributes to the anti-inflammatory effects of pterostilbene on vascular dementia”为题发表在中科院一区期刊J Agric Food Chem（DOI: 10.1021/acs.jafc.2c01219）上，第一作者为东北大学博士研究生徐继凯和刘晶玉。通讯作者为东北大学侯悦教授和沈阳药科大学李宁

作者通过行为药理学实验，发现紫檀茋能够改善血管性痴呆模型动物的认知功能障碍，这可能与其抗神经炎症的作用相关。通过进一步的分子生物学实验，作者发现Triad3A介导的TLR4降解可能是紫檀茋抑制神经炎症的关键因素。这一发现表明，紫檀茋作为传统中药龙血竭的活性成分，具有成为血管性痴呆防治药物的潜力。该工作以“Triad3A-dependent TLR4 ubiquitination and degradation contributes to the anti-inflammatory effects of pterostilbene on vascular dementia”为题发表在中科院一区期刊J Agric Food Chem（DOI: 10.1021/acs.jafc.2c01219）上，第一作者为东北大学博士研究生徐继凯和刘晶玉。通讯作者为东北大学侯悦教授和沈阳药科大学李宁教授（论文作者：Jikai Xu、Jingyu Liu、Yan Mi、Ting Zhao、Danyang Mu、Qingqi Meng、Feng Wang、Ning Li* and Yue Hou*）。