李冬梅,邊夢(mèng)霓,侯毅杰,董永和,馬俊兵,邱敏,楊征
(包頭醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014040)
高血壓已成為威脅全球公共衛(wèi)生安全的重大隱患之一。長(zhǎng)期高血壓容易誘發(fā)各種心腦血管疾病,造成心、腦、腎等重要靶器官損害,最終導(dǎo)致器官衰竭。目前經(jīng)典的降壓藥無(wú)法滿(mǎn)足難治性高血壓人群的降壓目標(biāo)值。因此,迫切需要進(jìn)一步探索高血壓發(fā)生發(fā)展的新機(jī)制和更有效的降壓藥物。
萘哌地爾為國(guó)內(nèi)批準(zhǔn)的一類(lèi)降壓藥,通過(guò)特異性α1腎上腺素受體拮抗、鈣離子通道阻斷、5-HT1A激活等作用介導(dǎo)血管擴(kuò)張,發(fā)揮降壓作用[1,2]。鑒于其降壓作用有限,中國(guó)科學(xué)院貴州省天然藥物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)加工修飾萘哌地爾側(cè)鏈,人工合成萘哌地爾衍生物YMⅢ,如圖1 所示(R 為保密基團(tuán))。本課題組前期研究表明YMⅢ具有拮抗α1-AR及抑制VSMC 增殖的作用[3,4],對(duì)于其降壓機(jī)制的系統(tǒng)性研究報(bào)道國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)。作為當(dāng)前熱門(mén)的新興學(xué)科,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是以網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)、藥理學(xué)、生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科為基礎(chǔ),通過(guò)構(gòu)建生物網(wǎng)絡(luò)來(lái)研究疾病發(fā)病機(jī)制,并全面剖析藥物干預(yù)疾病的分子關(guān)聯(lián)機(jī)制,破除了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)“一靶標(biāo)一疾病一藥物”治療模式的局限性,為疾病高效治療和新藥開(kāi)發(fā)提供新思路新方法[5,6]。本課題運(yùn)用網(wǎng)路藥理學(xué)方法,闡述YMⅢ在高血壓治療中發(fā)揮關(guān)鍵作用的靶點(diǎn)、分子途徑和生物過(guò)程,分析YMⅢ的降壓機(jī)制,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,為推進(jìn)新型降壓藥物的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用提供參考。
圖1 YMⅢ結(jié)構(gòu)圖Fig.1 YMⅢstructure diagram
從PubChem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)數(shù)據(jù)庫(kù)下載萘哌地爾2D 格式化學(xué)結(jié)構(gòu),輸入到Swiss Target Prediction(Gfeller et al.,2013;Daina et al.,2019)(http://www.swisstargetprediction.ch/),經(jīng)去支鏈、保主鏈處理(即為YMⅢ主要研究結(jié)構(gòu)),物種選擇“智人”,取預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)大于0的靶點(diǎn)作為YMⅢ藥理靶點(diǎn)。SwissADME(swissadme.ch)為檢索化合物物理化學(xué)性質(zhì)、藥代動(dòng)力學(xué)、藥物相似性和藥物化學(xué)友好性的網(wǎng)絡(luò)工具,為新藥的開(kāi)發(fā)和臨床應(yīng)用提供重要信息[7]。通常藥代動(dòng)力學(xué)分析,胃腸道吸收高和藥物相似性分析中超過(guò)3 個(gè)“是”,“0”違規(guī),證明該化合物具有活性[8]。將藥物靶點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)niProt(https://www.UniProt.org/)數(shù)據(jù)庫(kù),規(guī)范基因名稱(chēng)。
以Gene Cards(http://www.genecards.org/)人類(lèi)基因數(shù)據(jù)庫(kù)作為搜索疾病靶點(diǎn)工具,以“高血壓”為關(guān)鍵詞,篩選高血壓靶點(diǎn),再以前述同樣方式經(jīng)UniProt規(guī)范基因名稱(chēng)。
將篩選的疾病和藥物靶點(diǎn)導(dǎo)入Draw Venn Diagram(http:// bioinformmatics.psb.ugent. be/webtools/venn/)獲取交集靶點(diǎn)。STRING 數(shù)據(jù)庫(kù)(https://STRINGdb.org/)用來(lái)檢索已知和預(yù)測(cè)的蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間關(guān)聯(lián),將交集基因?qū)朐摂?shù)據(jù)庫(kù),物種選擇“智人”,最高置信度蛋白互交參數(shù)評(píng)分值>0.4,默認(rèn)其他參數(shù)設(shè)置,去掉網(wǎng)絡(luò)中的游離節(jié)點(diǎn)后,將蛋白互作數(shù)據(jù)傳入Cytoscape 3.8.2 進(jìn)行拓?fù)浞治霾?gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò),預(yù)測(cè)YMⅢ抗高血壓的重要靶點(diǎn)。
通過(guò)DAVID(https://DAVID.ncifc rf.gov/)進(jìn)行基因本體(GO)功能富集分析、京都基因和基因組百科全書(shū)(KEGG)途徑富集分析,探索YMⅢ抗高血壓涉及的生物過(guò)程和相關(guān)信號(hào)通路,P<0.05 視為參考范圍。通過(guò)微生信(http://www.bioinformatics.com.cn)在線(xiàn)作圖工具直觀(guān)展示基因功能與通路富集結(jié)果。
分子對(duì)接用于預(yù)測(cè)小分子化合物與目標(biāo)蛋白的結(jié)合能力。YMⅢ骨架結(jié)構(gòu)(去掉R 集團(tuán))作為小分子化合物獲取SDF 格式,其3D 結(jié)構(gòu)在RCSB PDB數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.rcsb.org/)中獲取。分子對(duì)接所涉及的配體和蛋白質(zhì)由Auto Dock 軟件(http://vina.scripps.edu/)實(shí)現(xiàn),對(duì)目標(biāo)蛋白進(jìn)行去除水分子、加氫、修飾氨基酸、優(yōu)化能量和調(diào)整力場(chǎng)參數(shù),之后利用PyRx 軟件內(nèi)部的Vina 進(jìn)行虛擬篩選,配體和受體間的結(jié)合能力通過(guò)Binding Affinity(kcal/mol)值表示,數(shù)值越低表示結(jié)合越穩(wěn)定,最后使用DS2019軟件作圖。
YMⅢ:由中國(guó)科學(xué)院貴州省天然藥物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供,純度為99%,用無(wú)水乙醇超聲溶解,使用前用三蒸水稀釋配制成所需濃度;重酒石酸去甲腎上腺素(NA)、咖啡因(Caffeine):美國(guó)Sigma 公司產(chǎn)品,純度均為99%,使用時(shí)用三蒸水配制;正常Krebs保養(yǎng)液的組成(mmol·L-1):NaCl 120.0 mmol·L-1、KCl5.4mmol·L-1、CaCl22.2mmol·L-1、MgSO47.0mmol·L-1、H2O 1.0 mmol·L-1、NaHCO325.0 mmol·L-1、葡萄糖(C6H12O6)5.6 mmol·L-1、溶液pH 7.4;無(wú)鈣Krebs保養(yǎng)液的組成(mmol·L-1):不含CaCl2,并加入EGTA 0.5 mmol·L-1,其他同正常Krebs保養(yǎng)液。
家兔體質(zhì)量(2.3±0.4)kg,雌雄兼用。木棒擊頭致昏后即刻取出胸主動(dòng)脈,用棉簽擦拭并去除內(nèi)膜,剪成約長(zhǎng)20 mm、直徑2.5 mm 的螺旋條,投放于含有Krebs 營(yíng)養(yǎng)液20 mL 的恒溫(37 ℃)水浴槽中,持續(xù)通入95 %O2+5 %CO2混合氣體,pH 7.3~7.4,靜息負(fù)荷2 g,每隔15 min 更換營(yíng)養(yǎng)液1 次,反復(fù)沖洗,平衡90 min 后給藥觀(guān)察。血管的收縮經(jīng)張力換能器連接于XWTD-204 臺(tái)式自動(dòng)平衡記錄儀記錄之。實(shí)驗(yàn)中所用藥物濃度均按最終浴槽濃度計(jì)算。
在浴槽內(nèi)加入NA 10-6mol·L-1,待動(dòng)脈條收縮至坪值后沖洗,平衡1 h 后,以同法加入同量的NA,重復(fù)數(shù)次至收縮高度前后兩次基本不變,視為動(dòng)脈條的收縮已達(dá)穩(wěn)定。平衡1 h 后,用無(wú)Ca2+Krebs 沖洗,穩(wěn)定3 min,再加入NA 10-6mol·L-1,可見(jiàn)動(dòng)脈條產(chǎn)生迅速而短暫的收縮。待其舒張平穩(wěn)后,累計(jì)加入CaCl21.1 mmol·L-1,2.2 mmol·L-1,可見(jiàn)隨Ca2+濃度增加,動(dòng)脈條再次收縮并達(dá)峰值,此為藥前對(duì)照。然后用正常Krebs反復(fù)沖洗,平衡1 h,加入無(wú)Ca2+Krebs液,同時(shí)加入不同濃度YMⅢ(10-8、5×10-8、10-7mol·L-1),穩(wěn)定3 min,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前再做一次無(wú)Ca2+NA 收縮對(duì)照,將血管條收縮高度與給YMⅢ前基本一致的收入統(tǒng)計(jì)資料。
在正常Krebs 液浴槽內(nèi)加入KCl 50 mmol·L-1,使動(dòng)脈條平滑肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+負(fù)載,并產(chǎn)生一定的收縮,再用無(wú)Ca2+Krebs 液置換正常Krebs 液,3 min 后加入咖啡因60 mmol·L-1,見(jiàn)動(dòng)脈條產(chǎn)生迅速而短暫的收縮,以此為藥前對(duì)照。用正常Krebs液反復(fù)沖洗并平衡1 h,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),但在加入無(wú)Ca2+Krebs液的同時(shí)加入YMⅢ,然后再加入等量咖啡因。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前再做一次無(wú)Ca2+咖啡因收縮對(duì)照,將血管條收縮高度與給YMⅢ前基本一致的收入統(tǒng)計(jì)資料。
全部資料的整理、分析均用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以(±s)表示,兩組間比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用方差分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05,P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
共獲得104 個(gè)YMⅢ預(yù)測(cè)靶點(diǎn),且YMⅢ符合經(jīng)SwissADME 評(píng)估的藥代動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn),具備成藥開(kāi)發(fā)潛力。預(yù)測(cè)靶點(diǎn)在規(guī)范基因名后得到104 個(gè)YMⅢ藥理靶點(diǎn),呈現(xiàn)的化合物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖2a)有105 個(gè)節(jié)點(diǎn)(1 個(gè)化合物節(jié)點(diǎn),104 個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn))和104 條邊。
圖2 藥物-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)圖Fig.2 Drug-target-disease network diagrama 化合物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò);b 疾病-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò);c YMⅢ和高血壓靶標(biāo)的venn 圖;d 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)面積由大到小和顏色由深到淺代表度值的降序。a Compound-target network; b Disease-target network; c The Venn diagram of YMⅢand Hypertension targets;d Proteinprotein interaction network. The node area from large to small and color from dark to light represent the descending order of degree values.
共得到8 968 個(gè)高血壓靶點(diǎn),靶點(diǎn)相關(guān)性評(píng)分≥中位數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)并連續(xù)篩選,最終確定“相關(guān)性評(píng)分>1.074131489”為標(biāo)準(zhǔn)篩選疾病靶點(diǎn),并通過(guò)Uniprot進(jìn)行基因名稱(chēng)規(guī)范,最終獲得2 286 個(gè)研究相關(guān)的高血壓靶點(diǎn),見(jiàn)圖2b所示疾病-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。
2286 個(gè)疾病靶點(diǎn)和104 個(gè)藥物靶點(diǎn)經(jīng)Venn 分析得到46 個(gè)交叉靶點(diǎn)(見(jiàn)圖2c),視為YMⅢ治療高血壓的潛在作用靶點(diǎn)。將交叉靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING,去除游離節(jié)點(diǎn)UTS2R 和TACR3 后經(jīng)Cytoscape 軟件的“Analyze Network”模塊進(jìn)行拓?fù)浞治?,?jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度值,構(gòu)建出擁有44 個(gè)節(jié)點(diǎn)、125 條邊的PPI網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖2d),節(jié)點(diǎn)顏色越深度值越大,表示節(jié)點(diǎn)越重要,度值較高的靶點(diǎn)依次是SLC6A4、SRC、SLC6A3、CHRNA7、EGFR、DRD2、PRKCB、HTR2A、JAK2、AR、PRKCD、ADRA2A、ADRA2C、HTR2A、HTR1A,可能在YMⅢ抗高血壓中發(fā)揮重要作用。
將46 個(gè)交集靶點(diǎn)導(dǎo)入DAVID 數(shù)據(jù)庫(kù),物種選擇“智人”。GO富集結(jié)果顯示,共有179 個(gè)生物過(guò)程(BP)、30 個(gè)細(xì)胞組分(CC)和50 個(gè)分子功能(MF);共有42 條具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的KEGG富集通路。根據(jù)P值大小取前10 個(gè)條目經(jīng)微生信在線(xiàn)作圖(見(jiàn)圖3)。結(jié)果顯示,YMⅢ的降壓作用主要通過(guò)目標(biāo)靶點(diǎn)對(duì)腺苷酸環(huán)化酶激活腎上腺素能受體信號(hào)通路、MAPK級(jí)聯(lián)的正調(diào)節(jié)、突觸囊泡胞吐作用調(diào)控、胞漿鈣離子濃度正調(diào)節(jié)、細(xì)胞鈣離子穩(wěn)態(tài)、對(duì)藥物的反應(yīng)、血管收縮的正調(diào)節(jié)等生物過(guò)程的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。這些生物過(guò)程的調(diào)節(jié)主要由神經(jīng)活性受體配體相互作用、鈣信號(hào)通路、縫隙連接、TRP 通道的炎癥介質(zhì)調(diào)節(jié)、多巴胺能突觸等信號(hào)通路介導(dǎo)完成,為了直觀(guān)展現(xiàn)目標(biāo)靶點(diǎn)與主要信號(hào)通路的相互作用關(guān)系,構(gòu)建圖4所示的靶點(diǎn)-通路圖,我們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)活性受體配體相互作用通路與目標(biāo)靶點(diǎn)關(guān)聯(lián)最多,可能是YMⅢ治療高血壓的關(guān)鍵通路。
圖3 GO和KEGG富集分析Fig.3 GO and KEGG enrichment analysisa GO富集分析(BP:生物過(guò)程,cc:細(xì)胞組分,MF:分子功能);b KEGG富集分析。a GO enrichment analysis(BP:Biological Process,cc:Cellular Component,MF:MolecularFunction);bKEGGenrichmentanalysis.
圖4 靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)圖Fig.4 Targets-pathways network diagram黃色節(jié)點(diǎn)代表靶點(diǎn),紫色節(jié)點(diǎn)代表作用通路。yellow nodes represent targets,and purple nodes represent pathways of action.
YMⅢ骨架結(jié)構(gòu)作為小分子化合物,交集基因中選取度值≥7 的13 個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)作為對(duì)接受體(未找到SLC6A3蛋白結(jié)構(gòu),不納入受體組),對(duì)接結(jié)果證實(shí)化合物能夠與關(guān)鍵靶點(diǎn)緊密結(jié)合(見(jiàn)表1、圖5),進(jìn)一步驗(yàn)證了YMⅢ的抗高血壓作用。
表1 化合物與關(guān)鍵靶點(diǎn)的對(duì)接結(jié)果Tab.1 Docking results of compounds to key targets
圖5 YMⅢ和關(guān)鍵靶點(diǎn)分子對(duì)接結(jié)果Fig.5 Docking results of YMⅢand key target moleculesa 溶質(zhì)載體家族6 成員4;b 原癌基因酪氨酸蛋白激酶SRC;c 膽堿能受體煙堿α;d 表皮生長(zhǎng)因子受體;e 多巴胺受體D2;f 蛋白激酶C,β;g Janus激酶2;h 雄激素受體;i 蛋白激酶C,δ;j 5-羥色胺受體2A;k 腎上腺素受體α2A;l 腎上腺素受體α2c;m 5-羥色胺受體1A。a SLC6A4;b SRC;c CHRNA7;d EGFR;e DRD2;f PRKCβ;g JAK2; h AR;i PRKCδ;j HTR2A; k ADRA2A;l ADRA2C; m HTR1A.
結(jié)果表明,與無(wú)Ca2+液中NA所致血管條短暫收縮對(duì)比,YMⅢ10-8、5×10-8、10-7mol·L-1組對(duì)血管條的收縮均呈顯著抑制作用,對(duì)復(fù)Ca2+后NA誘發(fā)的血管條持續(xù)收縮,同量的YMⅢ組對(duì)血管條收縮也有抑制效應(yīng)(P<0.05)(見(jiàn)圖6)。
圖6 YMⅢ對(duì)NA所致動(dòng)脈血管收縮效應(yīng)的影響Fig.6Effect of YMⅢon NA-induced arterialvasoconstriction effecta NA組和YMIII組在無(wú)Ca2+和復(fù)Ca2+條件下的血管收縮曲線(xiàn)圖;b 無(wú)Ca2+條件下YMⅢ對(duì)NA引起動(dòng)脈血管收縮的影響;c 1.1 mmol·L-1 Ca2+條件下YMⅢ對(duì)NA引起動(dòng)脈血管收縮的影響;d 2.2 mmol·L-1 Ca2+條件下YMⅢ對(duì)NA引起動(dòng)脈血管收縮的影響,*P<0.05;**P<0.01。a Vasoconstriction curves in the NA and YMⅢgroups under Ca2+-free and Ca2+-loading conditions;b Effect of YMⅢon NAinduced arterial vasoconstriction under Ca2+-free conditions;c Effect of YM Ⅲon NA-induced arterial vasoconstriction under 1.1 mmol·L- 1 Ca2 +conditions;d Effect of YMⅢon NA-induced arterial vasoconstriction under 2.2 mmol·L- 1 Ca2 + conditions,*P<0.05;**P<0.01.
結(jié)果顯示,在無(wú)Ca2+液中咖啡因可使血管條收縮,加入YMⅢ10-5mol·L-1后對(duì)血管條收縮沒(méi)有抑制作用(P>0.05)(見(jiàn)圖7)。
圖7 YMⅢ對(duì)咖啡因所致動(dòng)脈血管收縮效應(yīng)的影響Fig.7Effect of YMⅢon caffeine-induced arterial vasoconstriction effecta 咖啡因組和YMⅢ組在無(wú)Ca2+條件下的血管收縮曲線(xiàn)圖;b 無(wú)Ca2+條件下YMⅢ對(duì)咖啡因引起動(dòng)脈血管收縮的影響,ns:差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。a Vasoconstriction curves in the caffeine group and the YMⅢgroup under Ca2+-free;b Effect of YMⅢon caffeine-induced arterial vasoconstriction under Ca2+-free conditions,ns:Not statistically significant.
高血壓是一種常見(jiàn)的由神經(jīng)、體液、免疫炎癥、胰島素抵抗等多因素共同參與形成的慢性疾病。其特點(diǎn)是血管持續(xù)收縮、血容量增多、內(nèi)皮功能障礙和動(dòng)脈硬化。因此,降低交感活性、抑制RASS 系統(tǒng)和免疫調(diào)節(jié)等方式成為高血壓治療的關(guān)鍵。雖然針對(duì)特定發(fā)病機(jī)制的降壓藥物不斷涌現(xiàn),但目前全世界僅有不足14%的高血壓群體降壓達(dá)標(biāo)[9],因此迫切需要開(kāi)發(fā)可調(diào)控多種高血壓發(fā)生發(fā)展機(jī)制的具有高效降壓特點(diǎn)的新型降壓藥。而網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法具有挖掘尚未開(kāi)發(fā)物質(zhì)與疾病之間復(fù)雜關(guān)系的特性,因此,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)成為新藥開(kāi)發(fā)的重要手段。
前期研究表明YMⅢ具有抗α1-AR 及抗VSMC增殖作用,血管平滑肌細(xì)胞增殖和血管高收縮性與高血壓發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[10],由此認(rèn)為YMⅢ可能具有抗高血壓作用,但目前關(guān)于YMⅢ降壓機(jī)制的闡述尚未完全明確。因此,本課題組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)深度挖掘YMⅢ與高血壓之間的復(fù)雜關(guān)系,分析其降壓機(jī)制,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證預(yù)測(cè)。
經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)篩選共獲得104 個(gè)YMⅢ靶點(diǎn)和2 286個(gè)高血壓靶點(diǎn),確定了46 個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)。圖2d 所示,SRC、SLC6A4、SLC6A3、CHRNA7、EGFR、PRKCB、JAK2、DRD2、HTR2A、AR、PRKCD、ADRA2A、ADRA2C、HTR1A、HTR2A 節(jié)點(diǎn)度值較大,是YMⅢ抗高血壓的重要治療靶點(diǎn)。分子對(duì)接進(jìn)一步證實(shí)YMⅢ與重要靶點(diǎn)緊密對(duì)接以發(fā)揮其藥理作用。為進(jìn)一步闡明46 個(gè)潛在治療靶點(diǎn)的功能及分子途徑,進(jìn)行了GO和KEGG富集分析。結(jié)果顯示,YMⅢ通過(guò)調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路介導(dǎo)的多種生物過(guò)程干預(yù)高血壓,其中神經(jīng)活性配體受體相互作用通路可能是YMⅢ控制血壓的最關(guān)鍵通路。綜上所述,YMⅢ能夠通過(guò)多靶點(diǎn)、多途徑作用于高血壓的多個(gè)病理生理機(jī)制,表現(xiàn)出YMⅢ降壓的全面性。
如圖4 所示,主要信號(hào)通路密切相關(guān)的靶點(diǎn)有PRKCB、PRKCD、SRC、ADRB1、ADRA1D、ADRA1A、ADRA1B、DRD1、DRD2、DRD5、HTR2A、EGFR、MAPK14、PTGER2、CHRNA7。其中ADRA1D、ADRA1A、ADRA1B 是α1-AR 的三種亞基因型,對(duì)維持血壓穩(wěn)定至關(guān)重要,α1a-AR 在阻力動(dòng)脈中顯著表達(dá),發(fā)揮明顯升壓作用[11]。ADRA1D、ADRA1A、ADRA1B 是神經(jīng)活性配體受體相互作用通路中的關(guān)鍵基因,廣泛存在于血管平滑肌細(xì)胞。其作為G 蛋白偶聯(lián)受體超家族成員,激活PLC-IP3 信號(hào)通路,使細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量增加,收縮血管[12~14]。在高血壓疾病中,各種因素導(dǎo)致交感神經(jīng)系統(tǒng)過(guò)度激活,通過(guò)α-AR 介導(dǎo)血管收縮,增加血壓[15]。因此,預(yù)測(cè)YMⅢ通過(guò)調(diào)節(jié)α 腎上腺能受體-配體間的相互作用發(fā)揮降壓功能。
血管平滑肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度上調(diào)主要通過(guò)肌質(zhì)網(wǎng)鈣釋放和細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流兩種方式,PLC 激活相關(guān)IP3受體和Ca2+,誘導(dǎo)Ca2+釋放(CICR)相關(guān)的蘭尼堿受體(RyR)是肌質(zhì)網(wǎng)重要的兩種Ca2+釋放通道[16,17]。本實(shí)驗(yàn)中,YMⅢ抑制無(wú)鈣液中NA 誘導(dǎo)的血管收縮,對(duì)咖啡因誘導(dǎo)蘭尼堿受體(RyR)激活介導(dǎo)的血管收縮無(wú)抑制作用,說(shuō)明YMⅢ可能對(duì)響應(yīng)于腎上腺素能受體的PLC-IP3 介導(dǎo)的Ca2+釋放有抑制作用;復(fù)Ca2+后NA 介導(dǎo)血管持續(xù)收縮,該過(guò)程中激動(dòng)劑誘導(dǎo)GPCR-PLCβ 信號(hào)通路激活并形成IP3、DAG,IP3、DAG參與調(diào)控受體操作Ca2+通道(ROCC)和存儲(chǔ)操作Ca2+通道(SOCC)并介導(dǎo)細(xì)胞外鈣內(nèi)流,維持血管平滑肌持續(xù)活化[18~20],YMⅢ抑制復(fù)Ca2+后的血管收縮,說(shuō)明YMⅢ對(duì)腎上腺素受體激活依賴(lài)的維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)所必需的Ca2+內(nèi)流通路也有抑制作用。因此,考慮YMⅢ可能通過(guò)對(duì)腎上腺素受體-配體結(jié)合的抑制,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的Ca2+穩(wěn)態(tài),從而調(diào)節(jié)血管收縮和血壓,同時(shí)也驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的預(yù)測(cè)。
該實(shí)驗(yàn)僅對(duì)YMⅢ抗高血壓的單一途徑進(jìn)行驗(yàn)證,鈣信號(hào)通路、縫隙連接、TRP 通道的炎癥介質(zhì)調(diào)節(jié)、多巴胺能突觸等信號(hào)通路與高血壓的治療密切相關(guān),還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
我們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究和分子對(duì)接驗(yàn)證,YMⅢ通過(guò)多靶點(diǎn)、多途徑干預(yù)高血壓的發(fā)生發(fā)展,體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)YMⅢ主要通過(guò)調(diào)節(jié)α 腎上腺素受體參與的神經(jīng)活性受體配體相互作用信號(hào)通路發(fā)揮降壓作用,為YMⅢ抗高血壓作用提供了理論依據(jù),并為高血壓的治療提供新思路。