导读
辐射防护药物往往伴随着毒性，甚至氨磷汀也是如此，近30年来，氨磷汀一直是主要的辐射防护药物。此外，目前还没有治疗放射性肠损伤(RIII)的药物。本论文旨在从天然资源中寻找一种安全有效的辐射防护成分。通过抗氧化实验和~(137)Cs照射后小鼠存活率的测定，初步发现了墨旱莲草的辐射防护作用。采用UPLC-Q-TOF法鉴定EHE组分和体内血液物质。建立了“EHE中的天然成分-成分迁移到血靶-途径”的关联网络，以预测活性成分和途径。通过分子对接研究了潜在活性成分与靶标的结合力，并通过Western blotting、细胞热位移分析(CETSA)和芯片技术进一步分析了其作用机理。检测小鼠小肠组织中Lgr5、Axin2、Ki67、溶菌酶、caspase-3、caspase-8、8-OHdG和P53的表达水平。首次发现EHE具有辐射防护活性，木犀草素是辐射防护的物质基础。木犀草素是一种很有前途的RIII候选药物。木犀草素在细胞凋亡过程中可以抑制P53信号通路，调节bax/bcl2比值。木犀草素还可以调节与同一细胞周期相关的多靶点蛋白的表达。
论文ID
题目：Discovery of the radio-protecting effect of Ecliptae Herba, its constituents and targeting p53-mediated apoptosis in vitro and in vivo
译名：墨旱莲体内外抗辐射作用的发现及其成分与靶向P53介导的细胞凋亡
期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B
IF：14.903
发表时间：2023.3
通讯作者单位:天津大学
DOI号：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.09.003
主要内容
随着放射医学、核工业技术的发展以及航空航天和核军事活动的频繁，以及大规模核泄漏的发生，以下放射性沉淀物伪装成主要营养物质存在于动植物体内，并以超长周期存在。与此同时，这增加了后代患癌症的风险，这已成为全球公共卫生安全的挑战。
目前，辐射防护药物的品种非常稀缺，其临床应用受到毒副作用和给药途径的进一步限制。目前还没有针对RIII的相应特效药。主要手段是手术治疗或营养支持。本文首次从天然药物中发现并证实了EHE及其物质基础木犀草素的抗辐射作用。针对辐射损伤的重要病例--RIII尚无治疗药物的困境，首次揭示了木犀草素对RIII适应症的保护作用，为RIII提供了新的候选化合物，口服给药途径有效。
在体外实验中。对EHE及其主要化学成分进行了DPPH和ABTS抗氧化实验。EHE、木犀草素、木犀草素、维内酯和去甲内酯具有较强的抗氧化活性，这可能是EHE抗辐射活性的标志之一。木犀草素是最引人注目的。低剂量时开始显示清除DPPH自由基的活性，其抗氧化活性与对照物质曲洛相似，说明木犀草素和木犀草素具有突出的清除DPPH自由基的能力，这可能是EHE辐射防护作用的重要标志。几乎达到了对照曲洛克斯的活性，这可能与其多酚羟基有关。三萜类化合物黄连总苷I和黄连总苷A在体外没有表现出抗氧化活性，对EHE的辐射防护作用不大。
质谱学和切割途径
大数据预测。一些网络计算主要依赖于由文献化合物组织起来的图书馆。一方面，该方法具有时间快、成本低、无湿实验等优点；另一方面，缺乏包括药物进入血液循环在内的药代动力学研究，限制了网络药理结果的指导价值。在60种EHE化合物体外鉴定的基础上，从大鼠血清中鉴定出13种EHE成分，包括黄酮类、香豆素类和三萜类化合物。迁移到血液中的EHE成分被明确，结果更接近面纱下的辐射防护活性成分。借助于网络药理学方法，建立了体外药物迁移到血靶-途径-疾病之间的关联，预测了EHE辐射损伤的主要有效成分木犀草素和西洛内酯，以及重要靶点CDK4、CDK6和MDM2。通过GO分析和KEGG通路预测分析，EHE辐射防护可能涉及P53等信号通路。此外，还进行了分子对接，并计算了代表组分和相关蛋白质。木犀草素与P53蛋白的结合力大于维拉内酯、黄连皂苷A和染料木黄酮。此外，Western blotting证实木犀草素可能通过P53等途径发挥抗细胞凋亡作用。
证实和进步的研究。电离辐射可导致小肠部位不同程度的绒毛钝化和融合，上皮细胞衰减、肥大，绒毛内隐窝严重丧失，从而破坏上皮的动态平衡和上皮的完整性。木犀草素是EHE中一种重要的黄酮类化合物。结果表明，在9.0Gy射线照射剂量下，木犀草素组小鼠肠隐窝-绒毛结构和绒毛结构保存完好，说明木犀草素对辐射损伤的小肠上皮具有保护作用。
体外活性和小鼠存活结果
辐射损伤后，肠上皮细胞的再生能力在很大程度上取决于ISCs的存活数量。通过免疫组化，在9.0 Gy TBI后，木犀草素处理组观察到Lgr5þ和Axin2þ ISCs的数量增加，这表明木犀草素处理组小肠上皮细胞的干性更强。同时，Ki67的表达也显著增加，表明细胞增殖能力增强，存活率提高。此外，位于小肠隐窝底部的Paneth细胞可以产生各种抗菌肽和蛋白质，如溶菌酶，在保护小肠粘膜屏障的组成和功能方面发挥着关键作用。病理结果表明木犀草素对Paneth细胞数量的增加有影响。结合木犀草素在更多的Paneth细胞中的表达结果，木犀草素可能促进更多的Paneth细胞分化为ISC。综上所述，木犀草素通过增强小肠上皮细胞的干性，增强小肠上皮细胞的再生能力，促进LGR5-ISCs的增殖和分化，对RIII具有保护作用。Caspase-8在细胞死亡的编程过程中起着至关重要的作用。激活的caspase-8可以通过直接切割和激活其他下游的caspase来传递凋亡信号。Caspase-3是一种激活的细胞凋亡执行蛋白，催化许多关键蛋白的特异性切割，导致细胞凋亡。木犀草素通过抑制caspase-3和caspase-8的表达而减少小肠上皮细胞的凋亡。
EHE和木犀草素对9.0GyTBI后小鼠肠隐窝的保护作用
EHE和木犀草素作为天然抗氧化剂具有抗电离辐射作用。辐射会产生大量的自由基，导致DNA损伤。然而，关于EHE或木犀草素对电离辐射诱导的氧化应激损伤的影响，人们知之甚少。作为对环境刺激的响应，P53蛋白在各种生物体中的表达增加，其活性增强。DNA损伤还可以增加P53蛋白的表达水平，进而激活下游的细胞凋亡信号通路，启动细胞程序性死亡。在此，我们选择了8-OHdG DNA氧化损伤标志物8-OHdG和P53蛋白的表达来探讨木犀草素的作用。辐射后木犀草素处理组8-OHdG和P53表达水平降低，提示依赖p53的细胞凋亡信号通路可能参与木犀草素减轻DNA损伤的作用。在P53信号通路中，木犀草素可抑制P53及与细胞周期和细胞凋亡相关的多靶点蛋白的表达，进而抑制下游蛋白的表达，调节bax/bcl2的比值，从而发挥抗细胞凋亡作用。另一方面，细胞周期蛋白CDK也与木犀草素有关：木犀草素还能抑制细胞周期蛋白D1等活性，进而调节细胞周期，起到辐射防护作用。
木犀草素的辐射防护机制
总结
本研究首次发现墨旱莲属植物具有辐射防护活性，木犀草素是其辐射防护作用的物质基础。此外，木犀草素是预防和治疗RIII的有前景的候选药物，RIII是辐射损伤的主要适应症之一。木犀草素在细胞凋亡过程中可以抑制P53信号通路，调节bax/bcl2比值。木犀草素还可以调节与同一细胞周期相关的多靶点蛋白的表达，从而调节细胞周期。木犀草素可能以多靶点、多途径的方式发挥辐射防护作用。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.09.003
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