大家好,师哥今天给大家带来的这篇文章,分值不是最高,但是非常吸睛,自带光环,毕竟探讨的可是堪称“神药”的小檗碱(BBR)。小檗碱被证明具有多种药理作用,包括抗菌、抗炎、降血糖、降血脂、抗动脉硬化、抗AD和抗氧化等,临床应用价值广,研究意义大。
那么其作用靶点有哪些了?北京协和医学院汪燕翔团队利用基于活性的蛋白质组分析(ABPP)技术(该技术被广泛用于靶点鉴定和药物发现,大家千万必要错过,可以查看“基于活性的蛋白质组学在靶点鉴定和药物发现中的应用”初步了解下),挖掘出BBR的主要抗炎靶点EIF2AK2,并进行了体内外的验证及机制探讨,研究逐步深入,各种研究方法信手拈来,又恰当到位,精彩纷呈,师哥看的是练练称赞,感觉已经超出这个分段的水平。那就快跟师哥一起来看下吧!(药物的靶点鉴定,一直是研究重点和难点,从分析的角度,可以利用网络药理学/分子对接等技术,那从实验角度如何探讨,本文是一个非常好的模板,大家不要错过了。有目标,没思路?有想法,难落地?快找师哥寻求帮助吧!)
l题目:筛选并鉴定小檗碱抗炎的关键靶标EIF2AK2
小檗碱被证明具有多种药理作用,特别是抗菌、抗炎方面等,但是对其具体的靶点基因鉴定仍需进一步的探讨。本文作者计划利用ABPP技术,筛选并鉴定BBR的关键抗炎基因。
1,通过细胞学实验,筛选出最有效的BBR光亲和探针,用于后续靶点筛选;
2,利用上述探针,通过ABPP技术,挖掘BBR的潜在靶点基因,并进行验证;
3,通过分子对接和单点突变技术,确认BBR与靶点基因EIF2AK2的结合域;
4,体内/体外实验探究EIF2AK2抗炎的具体途径;
作者团队构建了10种BBR光亲和探针,在THP-1细胞构建的炎症模型中,通过IL-1β的水平进行探针筛选,发现探针7a和11b表现出显著的炎症抑制作用(图1A-C);作者进一步利用上述探针,进行ABPP测定,发现BBR可以竞争性抑制7a和11b的结合靶点(图1D-E);筛选出探针11b作为后续研究的探针(图1F-G)。
用11b探针与THP-1细胞处理,将标记的蛋白质组与Cy3连接后,通过SDS-PAGE电泳分离、LC-MS/MS分析,获得44个BBR的潜在靶标(图2B-C),并通过WB实验进行4个靶标的验证(图2D)。通过CETSA实验,检测确认BBR与四种靶标的配对(图3A)。通过重组蛋白SPR分析以及分子对接分析,再次确认BBR与靶标之间的作用(图3B-G)。
免疫共沉淀(IP)确认BBR可降低EIF2AK2的二聚化及底物磷酸化(图4A,B)
对于EIF2AK2的分子作用,作者通过比较发现,BBR可以抑制NLRP3的表达,而C16虽然可以抑制EIF2AK2,却对NLRP3无影响,由此表明,BBR的靶点是EIF2AK2(图5D-E)。同样的结论也出现在对脑组织的检测,BBR可调节EIF2AK2来抑制脑炎症(图5F-G)。
作者对EIF2AK2敲除鼠施加BBR后,发现BBR降低炎症因子的表型被减弱(图6A-F);而肝脏的病理染色也发现,基因敲除鼠对BBR的降低肝脏炎症变得不够明显(图6G)。
本文可以称得上是一篇中药单体的模板文章,从靶点基因筛选到功能验证,从生信分析到实验验证,从体外到体内,衔接完整。特别是在靶点筛选时,使用基于活性的蛋白质组分析(ABPP)技术,可谓创新性/可行性双保险。推荐做药物的,包括中药研究的小伙伴快来抄作业。不论是网药入手,还是测序及实验入手,中医药研究大有可以,小伙伴们如需技术协助,可以扫码联系师哥哦!
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原文始发于微信公众号(云生信学生物信息学):IF14.5!中医“神药”小檗碱的抗炎靶标确定:北京协和医学院汪燕翔团队,ABPP技术妙用,一招接一招的精彩!