Exploration丨北大杨宝学团队深度解析灵芝活性成分及关键靶点
分类:科学前沿 发布时间:2026-03-06 16:17:43
达吉特已建立了一套系统化的研究框架与技术平台:中药复方成分分析、活性分子筛选、活性分子的靶点筛选与验证、作用机制解析。这种研究策略不仅对复方药效物质基础解析以及中药复方研发转化具有重要意义,还构建起了一套系统化的中药及小分子机制探索的研究范式。

近年来,中药复方与天然产物因其结构多样性和丰富的生物活性,逐渐成为药物发现的重要来源。大量研究表明,来源于天然产物的活性成分在调控炎症反应、免疫调节和神经退行性疾病方面具有广阔的应用前景。然而,天然产物在药物开发过程中仍面临诸多挑战。例如,复杂的提取分离过程、活性成分不明确以及作用机制尚不清晰等问题,往往限制了其进一步开发与应用。因此,对中药复方或天然产物混合物进行精准的成分鉴定,在此基础上筛选关键活性成分,并通过找到活性成分的靶点揭示其分子作用机理,已经成为当前中药等天然药物研究的重要技术策略。

灵芝酸(Ganoderic acids, GAs)是一类从传统药用真菌灵芝(Ganoderma lucidum)中分离提取得到的混合物,包含了多种结构相似但不完全相同的三萜类化合物。作为灵芝的重要次级代谢产物,多项研究发现其具有免疫调节、抗炎及抗氧化作用。灵芝酸能够调控的多种炎症相关信号通路在缺血性脑损伤及神经炎症反应的发生发展中发挥着重要作用。

2025年12月24日,北京大学基础医学院杨宝学研究团队在《Exploration》(IF=22.5)发表了题为“Ganoderic Acids Alleviate Neuroinflammation by Targeting Myeloid Differentiation Factor 2 for Ischemic Stroke Therapy”的研究论文。本研究通过功能实验证实灵芝酸在脑缺血相关炎症反应中的显著生物活性。此外,通过活性成分鉴定与靶点筛选验证两方面相结合的方式,不仅确定了灵芝酸中发挥关键作用的活性单体,还系统性揭示了其发挥作用的分子机理。

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01 核心发现1——灵芝酸对缺血性卒中后神经炎症的显著治疗作用

研究者首先通过体内外实验评估了灵芝酸(GAs)的抗神经炎症及神经保护作用。实验结果表明,GAs不仅能够剂量依赖性地抑制小胶质细胞中炎症介质的表达(图1A-B),还能够显著改善模型小鼠的神经功能损伤并减轻其脑梗死体积和脑水肿(图1C-E)。综上所述,GAs通过抑制小胶质细胞介导的神经炎症反应,在细胞和动物模型层面均显示出对缺血性卒中的显著保护作用。

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图1  GAs对缺血性卒中后神经炎症的潜在治疗作用

02 核心发现2——灵芝酸的化学成分鉴定及主要化合物的抗炎作用验证

为了确定GAs中哪些成分发挥了主要的抗神经炎症和神经保护作用,研究者首先鉴定了GAs的化学组成。根据HPLC和UPLC-MS/MS分析,从GAs中定出19种化合物(图2)。

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图2  GAs组成的鉴定谱图结果

进一步,为筛选出关键活性分子,研究者通过CCK8法评估了这些化合物的细胞毒性,所有单体均未表现出细胞毒性作用。进一步在LPS刺激的小胶质细胞中通过功能性实验筛选活性分子,发现19种单体中的8GA单体具有显著的抗炎作用(图3A-B)。

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图3  GAs中主要化合物的抗炎作用验证

03 核心发现3——灵芝酸单体靶向MD2发挥神经保护作用

进一步,研究者利用20K人类蛋白组芯片SPR实验共同确认了GA单体的结合靶点蛋白。结果显示,GA单体能够与MD2发生直接结合互作,并抑制LPS刺激诱导的MD2/TLR4复合物形成(图4A-B)。

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图4  GA单体的直接靶点是MD2

最后,研究者结合SPR和分子对接实验结果,证实了GAs中的GA-K与MD2具有最为显著的结合作用(图5A)。在缺血性卒中的模型小鼠中,研究者证实GAs通过阻断MD2/TLR4复合物的组装,进而抑制下游MAPK和NF-kB验证信号通路的激活,最终发挥神经保护作用(图5B-C)。敲除实验也证实了GAs的神经保护作用依赖于MD2才能发挥(图5D)。

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图5  GAs的神经保护作用依赖于MD2

 达吉特评述 

本研究系统性探讨了灵芝酸调控神经炎症过程中的生物活性、其主要活性成分以及相关单体化合物发挥作用的分子机制。研究首先利用质谱技术对灵芝酸混合物组分中的化学成分进行全面解析,在此基础上通过功能性实验筛选出具有关键活性的单体成分,并进一步结合靶点研究,对主要活性单体的作用机理进行了系统验证。

从整体研究设计来看,该工作体现了当前天然产物或中药复方研究中一种高效且具有代表性的技术路线。然而,要实现如此完整且可靠的系统性研究,对中药复方或复杂天然产物混合物进行高标准的成分鉴定至关重要。这不仅是解析其药效物质基础的关键步骤,也是确保后续活性筛选与作用机制研究能够顺利开展的重要前提。

目前,达吉特已建立了一套系统化的研究框架与技术平台:中药复方成分分析→活性分子筛选→活性分子的靶点筛选与验证→作用机制解析。这种逐层深入的研究策略,不仅对复方药效物质基础解析以及中药复方研发转化具有重要意义,还构建起了一套系统化的中药及小分子机制探索的研究范式。

针对此研究体系中的各个关键技术,达吉特能够为相关研究提供从成分鉴定到靶点鉴定的一体化技术服务与支持,包括:

1.高标准的中药复方成分分析;

2.靶点导向或功能表型导向的活性药物筛选;

3.针对活性小分子化合物的靶点鉴定与验证。

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随着中药研究逐渐从“功能发现”到“物质基础解析”,建立系统化的研究技术路线显得尤为重要。通过整合多种前沿技术手段,可以更系统地解析 复杂天然产物体系中的关键活性物质及其分子作用机制,为中药复方现代化研究及创新药物发现提供更加坚实的技术支撑。

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达吉特针对中药及小分子药物研究,建立了一套完整的技术服务体系:

1)中药/复方的有效成分高标准鉴定

2)空间药物分布与空间药代动力学

3)小分子化合物批量标记(生物素/炔基/荧光)

4)小分子钓靶(标记法):20K人类蛋白组芯片/ ABPP/竞争性化学蛋白组

5)小分子钓靶(非标记法):DARTS /Lip-MS/ CETSA

6)膜蛋白靶点筛选技术:SPIDER / MPA/GPCR膜蛋白芯片

7)药物调控通路筛选:磷酸化抗体芯片/磷酸化蛋白组

8)SPR表面等离子共振(分子动力学)

9)药-靶结合位点分析:HDX氢氘交换质谱、共价结合位点质谱

10)表型筛药:类器官筛药、高内涵筛药

11)以靶找药:虚拟筛选+HSPR筛化合物库、反向SPR筛中药活性成分

相关文献

https://doi.org/10.1002/EXP.20240147