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直播预告：精准药理，高效筛选—分子互作及液质联用技术联合揭开中医药奥秘

BioArt · 公众号 · 生物 · 2024-09-13 08:42

正文

中医药是中国传统医学体系的核心，具有数千年的历史，融合了草药学、针灸、推拿等多种治疗方法。现代中医药研究致力于将传统的中医药理论与现代科学技术相结合，深入探索其治疗机理、药物成分和临床效果。通过现代科学方法验证中医药的安全性、有效性和可重复性，有助于推动中医药在全球范围内的推广和应用，提升其国际认可度。

在这一背景下，深入研究中医药的药理机制，明确其活性成分及其与生物靶标之间的相互作用，从而进行新药开发，成为中医药现代化研究的关键所在。这不仅有助于提升中医药的临床疗效，还能为中药新药的开发提供科学依据，促进中医药在全球范围内的广泛应用。

Biacore 基于表面等离子共振（SPR）技术，凭借其高灵敏度、实时检测以及无需标记等优势，为中医药研究提供了一种全新的视角和工具。不仅是对传统研究方法的有益补充，更可以推动中医药现代化、国际化。

天然产物研究

案例1，分子互作在天然产物中的应用

慢性高血压是人类最常见的慢性疾病之一，其长期发展可通过引起心脏、肾脏、大脑和眼睛等多个靶器官的结构和功能变化，严重危害人类健康。目前，血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）已成为预防和控制高血压最常用的治疗方法之一。卡托普利、依那普利、福辛普利等ACEI药物在临床实践中得到了广泛应用。然而，尽管这些药物具有治疗效果，但也伴随着一些严重的副作用。近年来，许多天然化合物被发现具有强大的ACEI活性。

近年来，已经创建了多种筛选天然抑制剂的技术，包括磁珠固定化、酶固定化、比色法、分光光度法、荧光法、高效液相色谱法等。但这些方法存在实验复杂，结果易受温度影响，结果重复性差的问题，此外，上述方法无法提供抑制剂与靶标的动力学信息，这对于后续的构效关系研究和化合物的结构转化至关重要。

研究人员选择了Biacore技术作为筛选天然化合物的关键技术，如表1所示，槲皮素、原花青素、异槲皮苷、金丝桃苷、芹菜素、葛根素和槲皮素醇等化合物均以剂量依赖的方式与芯片上的可溶性ACE1（sACE1）结合，类似于阳性试剂卡托普利。对比发现，异槲皮苷（图4）对sACE1的亲和力最强（KD 5.76 × 10−6 M），而阳性对照卡托普利和槲皮素醇的亲和力最弱（KD 4.83 × 10−5 M）。

表1 Biacore检测天然化合物、阳性对照与sACE1的亲和力

图1 Biacore检测异槲皮苷与sACE1的亲和力

此外，在该研究中，研究人员通过分子对接模拟，筛选出了与ACE1的C端和N端结构域对接的白藜芦醇。然而，Biacore测定显示它与ACE1没有直接的结合，酶活性测试的结果与Biacore的结果一致，白藜芦醇在体外并不抑制ACE1。因此，“分子对接+Biacore”干湿实验相结合的方法才能最大保障结果的准确性。

案例2，质谱技术在中草药中的应用

西红花是鸢尾科番红花属植物番红花的干燥柱头，为活血化瘀中药，临床作用广泛。西红花酸是西红花的主要有效成分之一，具有多不饱和共轭烯酸结构，属类胡萝卜素物质。大量研究表明，西红花酸在抗心血管系统疾病、抗氧化、抗动脉粥样硬化、防治糖尿病并发症等方面有明确的生物活性。本研究建立了一种简单、快速、灵敏的HPLC-MS/MS 法用于检测血浆中的西红花酸浓度，西红花酸血浆样本经过简单的蛋白沉淀前处理后进样分析定量下限可达80pg/mL。该方法特异性好、灵敏度高，可用于西红花酸的药代动力学研究，进而指导临床合理用药。

图2，5pg/mL西红花酸MRM峰图。

图3， A，空白血浆；B，80pg/mL西红花酸血浆样本经过蛋白沉淀前处理后MRM峰图。

图4，西红花酸标准曲线图。

现代科学技术的应用为中医药研究带来了革命性的进展，尤其是分子互作和质谱技术，它们在中药有效成分鉴定、作用机制研究和临床应用等方面提供了重要的研究帮助。

分子互作技术（如Biacore等）能够帮助研究人员研究中药成分如何与特定的生物靶点（如蛋白质、DNA、RNA等）相互作用，有可以从复杂样品中捕获、分离并分析目标分子或成分的能力。这在中医药研究中具有重要的应用，尤其是在分离中药复杂成分、研究其活性机制的过程中。

质谱技术（MS）在中药成分分析中具有不可替代的作用。中药中的有效成分种类繁多且结构复杂，质谱技术能够快速准确地分析这些成分的化学结构，确定中药中的活性成分。

在现代科学技术的推动下，分子互作技术和质谱技术为中医药研究提供了强有力的工具，帮助研究人员揭示中药的作用机制、筛选活性成分，并提升中医药的科学性和国际化。垂钓功能作为分离和鉴定中药复杂成分的关键技术，在中医药复方研究、靶点验证和协同作用探索中具有重要作用。

Cytiva与SCIEX将于9月24日14：00联合举办“精准药理，高效筛选—分子互作及液质联用技术联合揭开中医药奥秘”为主题的线上研讨会，为广大用户介绍最新研究进展和技术应用，欢迎扫码参与。