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[转载]北京大学药学院屠鹏飞/曾克武发现中药成分葫芦素B抗肝癌作用新靶点 - ACS Central Science

已有 3620 次阅读 2022-6-6 14:38 |个人分类:科技|系统分类:论文交流|文章来源:转载

中药活性成分结构多样且功能复杂,是创新药物发现的重要源泉。然而靶点不清楚是制约活性分子创新的关键瓶颈。北京大学药学院屠鹏飞/曾克武团队近年提出“中药化学生物学”的学术思想,在中医药理论的指导下,以疗效确切的中药及其药效分子为探针,探讨中药调控生命过程的科学本质,诠释中药功效的科学内涵,发挥古老中药对现代生命科学和医学的贡献。


葫芦素B(Cucurbatacin B, CuB)是瓜蒂等葫芦科清热解毒中药的主要药效成分,以葫芦素B为主要成分的葫芦素制剂临床用于湿热毒盛所致的迁延性肝炎、肝硬化和原发性肝癌的治疗具有确切疗效。但葫芦素B抗肝癌的直接作用靶点至今尚未明确,影响其作用机制的深入阐释和临床精准用药。该团队利用葫芦素B为分子探针,明确其直接作用的靶点蛋白—IGF2BP1,进而促进靶点蛋白变构,阻断其对下游m6A靶基因的识别,最终发挥抗肿瘤及改善肿瘤免疫微环境的作用。该研究成果为肿瘤的免疫治疗提供了中医药特色的全新药理靶点,并为创新药物的设计提供了新思路。


文章亮点

1、揭示了中药成分葫芦素B发挥抗肝癌作用的直接靶点蛋白IGF2BP1

2、葫芦素B诱导IGF2BP1蛋白构象改变,以m6A依赖的方式诱导肿瘤细胞凋亡并改善肿瘤免疫微环境

3、葫芦素B作为IGF2BP1的首个变构调节剂为抗肿瘤药物的设计和开发提供了新的思路



英文原题:Allosteric regulation of IGF2BP1 as a novel strategy for the activation of tumor immune microenvironment

通讯作者:屠鹏飞/曾克武

作者:YangLiu (刘扬), Qiang Guo, Heng Yang, Xiaowen Zhang, Na Feng, Jingkang Wang, Tingting Liu,Kewu Zeng, Pengfei Tu

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该研究团队首先发现IGF2BP1是葫芦素B的直接作用靶点,进而利用表面等离子共振(SPR)、等温量热滴定(ITC)、细胞热转变分析(CETSA)等多种化学生物学技术手段对靶点蛋白IGF2BP1与葫芦素B的相互作用进行确证(图1)。


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图1.葫芦素B与靶点蛋白IGF2BP1发生直接相互作用


随后,对葫芦素B和靶点蛋白IGF2BP1二者的结合性质、互作结构域及关键氨基酸位点等进行了深入探究,发现靶点蛋白IGF2BP1的253位半胱氨酸(Cys253)是葫芦素B结合的关键位点,并且能够诱导IGF2BP1蛋白变构(图2)。


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图2. 葫芦素B与靶点蛋白IGF2BP1的253位半胱氨酸直接结合


最后,研究团队发现葫芦素B能够显著抑制靶点蛋白IGF2BP1对下游m6A的识别,并且影响多个肿瘤相关靶基因的表达,发挥诱导肿瘤细胞凋亡和改善肿瘤免疫微环境的作用(图3)。


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图3. 葫芦素B影响IGF2BP1对下游m6A的识别

总结展望


以中药活性成分葫芦素B为探针,发现其发挥抗肝癌作用的直接靶点蛋白为IGF2BP1,最终阐明了葫芦素B变构调控IGF2BP1并以m6A依赖的方式发挥抗肿瘤作用的分子机制。研究成果为肿瘤的免疫治疗提供了具有中医药特色的全新药理靶点,并为创新药物的设计提供了新的思路。本研究作为实践“中药化学生物学”学术思想的又一案例,对于推动中药学和现代医学的融合发展具有重要的示范意义。


作者信息

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屠鹏飞,教授,博士生导师,国家杰出青年基金获得者和首批岐黄学者。承担了国家和省部级项目70余项。成功创制有效部位新药2项,新药证书4个。以通讯作者在PNAS、Nat Comm等国际知名期刊发表论文335篇,著作14部,授权专利68项。以第一完成人获得国家科技进步奖二等奖1项,教育部和中华中医药学会等部级科技成果奖一等奖5项,并获得2016年度“全国脱贫攻坚奖创新奖”、“全国最美生态公益人物”和2017年度“全国创新争先奖奖状”和“吴阶平医药创新奖”等荣誉。

http://dnm.sps.bjmu.edu.cn/

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曾克武,研究员,博士生导师,入选教育部高层次人才计划。长期从事天然活性分子探针的发现与药物靶标鉴定研究,在PNAS,STTT,Theranostics,Cell Death Dis等国际学术期刊发表系列研究论文,研究成果入选2017年度“中国十大医学进展”,申请发明专利11项,承担国家级科研项目6项,国际合作课题3项,目前担任世界中医药学会联合会、中国中西医结合学会、中国药理学会等学术团体的理事、委员和青年委员等职务。

http://dnm.sps.bjmu.edu.cn/

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相关论文发表在ACS Central Science上,刘扬为第一作者,屠鹏飞,曾克武教授为共同通讯作者。


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ACS Cent. Sci. 2022, ASAP

Publication Date: May 17, 2022

https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c00107

Copyright © 2022 American Chemical Society




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