2022年8月,温州医科大学药学院梁广研究员课题组在药理学领域权威杂志《British journal of pharmacology》(一区,IF=9.473)上在线发表了题为“Licochalcone A protects against LPS-induced inflammation and acute lung injury by directly binding with MD2”的研究论文,深入阐明了天然产物甘草查尔酮甲治疗肺炎的疗效、机制和靶点。王怡研究员,梁广研究员,Huh Joo Young教授(韩国全南国立大学药学院)为论文通讯作者,韩国全南国立大学与温州医科大学联合培养博士研究生朱威威为论文第一作者。
急性肺损伤是各种直接和间接致病因素引起的肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞损伤,造成弥漫性肺间质及肺泡水肿,最终导致急性低氧性呼吸功能不全。常见的急性肺损伤主要由菌群或病毒感染引起,其中也包括2019年起至今引起广泛关注的新冠病毒感染。目前针对肺炎,临床治疗主要使用抗炎药物。然而,目前临床上使用的甾体或非甾体抗炎药仍存在许多局限性,因此开发寻找新的治疗肺损伤的药物对临床具有巨大价值。
甘草是使用最广泛的中药,大约30%的方剂都使用甘草作配伍,用以提高其他主成分的药效或者改善方剂口味。虽然甘草在君臣佐使中常扮演使药的角色,但近年来越来越多的研究也发现了甘草及其多种提取物具有的广泛的抗炎、抗菌和调控新陈代谢等作用。甘草查尔酮甲作为甘草提取物中含量最高的一种天然产物,也同时拥有着以上所述多种生物活性,因此可能对肺炎发挥良好的治疗效果。
课题组首先通过体外高通量筛选,从360种天然产物中发现甘草查尔酮甲具有强大的抗炎活性。为了考察甘草查尔酮甲的具体抗炎分子机制,课题组进一步使用PCR阵列芯片筛选,发现甘草查尔酮甲的的抗炎谱十分广泛,尤其是TLR4通路下的两个分支——MyD88介导的和TRIF介导的炎症因子均被明显的抑制。这一现象让课题组合理地推测甘草查尔酮甲的作用靶标应该在MyD88和TRIF的公共上游环节,即细胞膜外端的MD2-TLR4复合体。随后,通过生物素pull-down实验,课题组证明了甘草查尔酮甲直接与MD2结合而并不与TLR4直接相互作用。进一步研究表明,甘草查尔酮甲与LPS竞争性拮抗MD2,其可能的结合位点为MD2蛋白的Leu61和Phe151残基。随后在体内实验中,课题组通过预防性给药和治疗性给药发现,甘草查尔酮甲在LPS诱导的肺炎模型中均能明显抑制MD2-TLR4复合物的形成,从而发挥强大的抗炎和改善肺损伤的功能。
总之,该研究成果深入阐明了甘草查尔酮甲抗炎从而改善肺损伤的作用机制和作用靶点,为急性肺损伤预防以及治疗提供了新的候选药物。