(通訊員郭璞)近日,我校動物科學技術學院、動物醫學院國家獸(shou) 藥殘留基準實驗室-獸(shou) 醫藥理學與(yu) 毒理學王旭教授團隊評估了PGC-1α對T-2毒素誘導的血腦屏障損傷(shang) 的潛在影響,並篩選出小分子化合物3-131(胡蘿卜苷)可預防毒物造成的血腦屏障損傷(shang) 。相關(guan) 成果以“Daucosterol confers protection against T-2 toxin induced blood-brain barrier toxicity through the PGC-1α-mediated defensive responsein vitroandin vivo”為(wei) 題發表在Journal of Hazardous Materials上。該研究采用分子生物學結合分子對接的技術,從(cong) 中藥小分子化合物中篩選出直接激活PGC-1α轉錄的新型活性分子,並闡釋了其抵抗T-2毒素誘導的血腦屏障毒性的作用機製,更好地詮釋了中藥小分子化合物對血腦屏障的保護作用,為(wei) 其成藥性及更為(wei) 廣泛的神經係統保護應用提供了科學依據。
T-2毒素是食品和動物飼料中常見的汙染物,給人類和動物的健康帶來了巨大挑戰。前期研究顯示,T-2毒素可以透過血腦屏障並導致神經損傷(shang) 。研究顯示,PGC-1α與(yu) 腦部疾病密切相關(guan) ,且在多種疾病引起的血腦屏障損傷(shang) 中起保護作用。研究團隊發現PGC-1α是拮抗T-2毒素所致血腦屏障損傷(shang) 的重要靶點,在神經損傷(shang) 中具有保護作用。然而基於(yu) PGC-1α為(wei) 靶點的激動劑的篩選主要集中於(yu) 小分子化合物激活PGC-1α的基因表達,未能對具體(ti) 結合位點、靶向性和特異性進行分析。因此,尋找新的特異性PGC-1α激動劑拮抗T-2毒素造成的腦損傷(shang) 尤為(wei) 重要。
雙熒光素酶報告基因試驗由於(yu) 其簡單、靈敏、快速,已成為(wei) 藥物篩選中的一種重要研究方法。基於(yu) 此技術,研究團隊從(cong) 166份中藥化合物庫中篩選出胡蘿卜苷這一活性分子。此外,分析了胡蘿卜苷對PGC-1α轉錄本相對應的不同啟動子的激活情況,結果顯示胡蘿卜苷隻能激活PGC-1α轉錄本2對應的啟動子(PPH2),表明化合物對PGC-1α轉錄的激活具有啟動子特異性。組織特異性結果顯示,胡蘿卜苷對PGC-1α的激活僅(jin) 在hBMEC細胞中,表明胡蘿卜苷對PGC-1α激活具有組織特異性。同時,研究團隊通過啟動子序列空間結構模擬技術結合分子對接技術確定了胡蘿卜苷可以特異性、直接與(yu) PGC-1α啟動子區域71–74位(-1100至-10000bp)以氫鍵結合,並激活其轉錄。通過分子對接技術揭示了小分子化合物與(yu) 啟動子序列結合的特定位點,為(wei) 小分子化合物的修飾和啟動子序列的分析奠定了基礎。在T-2毒素和LPS造成的細胞損傷(shang) 模型和小鼠腦損傷(shang) 模型中,胡蘿卜苷可通過增加跨上皮/跨內(nei) 皮電阻(TEER)、減少NaF浸潤、增加TJs(ZO-1、OCLN、CLDN5)的蛋白表達,並降低細胞和組織炎症水平來保護血腦屏障免受T-2毒素和LPS引起的損傷(shang) ,進一步表明胡蘿卜苷在血腦屏障損傷(shang) 所致中樞神經係統疾病中可能有更為(wei) 廣泛的作用。
該研究首次從(cong) 拮抗血腦屏障損傷(shang) 的這一專(zhuan) 一性角度研究T-2毒素的解毒劑,為(wei) 進一步開發T-2毒素解毒劑提供了新思路,為(wei) 胡蘿卜苷可能成為(wei) 治療血腦屏障疾病的藥物奠定了研究基礎,也為(wei) 創製保護血腦屏障的藥物提供了科學依據。

我校動物科學技術學院、動物醫學院博士郭璞為(wei) 本論文第一作者,我校動物科學技術學院、動物醫學院王旭教授和中南民族大學藥學院楊新洲教授為(wei) 共同通訊作者,課題組多位同學共同參與(yu) 。該研究以農(nong) 業(ye) 微生物資源發掘與(yu) 利用全國重點實驗室、國家獸(shou) 藥殘留基準實驗室為(wei) 依托平台,得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業(ye) 務費專(zhuan) 項的資助。