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我院屠言贝课题组在《Phytomedicine》和《Journal of Advanced Research》发表系列成果阐明中药和活性分子抗骨质疏松的科学内涵

信息来源: 发布日期:2025-04-10

近日,江苏大学药学院屠言贝副教授与四川大学李延芳教授团队合作,在中科院一区TOP期刊《Phytomedicine》发表题为“Integrating thermal proteome profiling and virtual screening to reveal the mechanism of Bletilla striata against osteoclast-driven osteoporosis”最新研究成果(https://doi.org/10.1016/j.phymed.2025.156735)。

中药提取物(TCME)是由多种结构类型的天然产物组成的复杂分子体系。虽然这种复杂体系在治疗多种疾病上疗效显著,但是如何有效阐明中药复杂体系的作用机制仍然面临艰巨挑战。白及(Bletilla striata)是一种著名的传统中药,但仍不清楚其在骨质疏松症(osteoporosis,OP)上的治疗作用和分子机制。课题组前期在《Phytomedicine,2023》发表的综述中提出了一种基于热蛋白质组学(thermal proteome profiling,TPP)的阐明TCME作用机制的策略TCM-TPP(https://doi.org/10.1016/j.phymed.2023.154862)。基于此,在本研究中,课题组以白及提取物(BSE)为范例,旨在探索BSE对破骨细胞依赖的OP的抑制活性,并采用TCM-TPP策略系统阐明BSE抗OP的作用机制。

研究发现,BSE可减轻卵巢切除术(OVX)诱导的OP大鼠的骨质流失,这种作用与抑制破骨细胞分化和功能密切相关。为了揭示BSE的作用机制,采用等温热蛋白质组学策略鉴定110个蛋白质为 BSE 抑制破骨细胞分化的直接靶标组;采用定量蛋白质组学技术,确定了159个蛋白质为 BSE与直接靶标相互作用引起的间接响应信号。随后,通过引入基于结构的虚拟筛选(SBVS),成功将BSE 中的化学成分组与识别的直接靶标组建立起“一对一”的对应关系。依据这些数据,构建了“活性成分-直接靶标-间接响应信号”的BSE抗破骨细胞分化作用网络,从整体观阐明了BSE的分子机制,并利用该网络揭示了其中的关键靶标(ATM、PIK3R1和NR3C1)和关键药效成分(菲二聚体和类固醇)。该研究不仅首次揭示了BSE在OP上的治疗潜力,还为具有“多成分、多靶标、多途径”特征的TCME作用机制研究提供了新的研究策略。通过以BSE为范例,强调了基于等温热蛋白质组学、定量蛋白质组学和SBVS技术的整合策略(TCM-TPP)在理解TCME作用机制中的重要价值,有望突破传统技术在解析中药复杂机制方面的局限,应用于其他中药或方剂的现代研究中。

我院硕士生戴桂钰为第一作者,屠言贝副教授和四川大学李延芳教授为论文共同通讯作者,江苏大学药学院为文章第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金(82204724)和江苏大学人才启动金(5501290014)项目资助。

图1. 基于TCM-TPP策略阐明BSE抗破骨细胞介导的骨质疏松作用机制

此外,课题组还与澳门大学中药质量研究国家重点实验室合作,在中药活性小分子抗骨质疏松领域取得研究进展:(1)首次阐明了coumestan类天然产物phaseol(PHA)通过靶向TAK1,抑制TRAF6-TAK1复合物并调节其相关的信号传导途径,发挥抑制破骨细胞生成和促进成骨形成的双重功能调节作用,最终减轻骨质疏松症。相关研究成果发表在《Journal of Advanced Research》(2025,中科院一区TOP期刊)(https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.12.009)。我院屠言贝副教授为论文共同通讯作者。(2)首次阐明了coumestan类天然产物甘草酚(GC)可作为一种Syk激酶调节剂,抑制Syk/PLCγ2/Ca2+/NFATc1和MAPK途径的激活,双重调控成骨生成和破骨分化,恢复“成骨-破骨”平衡,从而发挥抗骨质疏松作用。该研究强调了Syk在骨吸收和骨形成中的关键作用,并揭示了GC在双功能抗OP药物开发中的潜力。相关研究成果发表在《Phytomedicine》(2025,中科院一区TOP期刊)(https://doi.org/10.1016/j.phymed.2025.156429)。我院屠言贝副教授为论文共同第一作者。

图2. PHA靶向TAK1激酶减轻骨质疏松症

图3. GC通过调控“成骨-破骨”轴平衡治疗骨质疏松