論文作者：李雨昕，指導(dǎo)教師：胡慶華教授
所屬學(xué)院：藥學(xué)院，二級(jí)學(xué)科：藥理學(xué)
01 導(dǎo)師說(shuō)
當(dāng)前，免疫炎癥相關(guān)疾病的治療缺少理想的藥物，傳統(tǒng)的糖皮質(zhì)激素和非甾體抗炎藥均存在較大的副作用，而新興的生物制劑盡管療效明確，但在停藥后容易復(fù)發(fā)且伴發(fā)感染，故亟待尋找新型干預(yù)策略。本課題組聚焦嘌呤能信號(hào)在免疫炎癥調(diào)控中的關(guān)鍵作用，先后發(fā)現(xiàn)了痛風(fēng)、潰瘍性結(jié)腸炎、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的潛在藥物新靶標(biāo)，并圍繞P2Y14R和P2Y6R等候選靶標(biāo)開展AI輔助的小分子靶向藥物設(shè)計(jì)。
李雨昕同學(xué)在碩士階段基于P2Y14R與骨關(guān)節(jié)炎的潛在關(guān)聯(lián)，揭示了P2Y14R在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展中的作用及分子機(jī)制，利用課題組自主構(gòu)建的嘌呤能受體抑制劑高通量篩選體系，她發(fā)現(xiàn)了雞屎藤苷酸這樣一個(gè)天然的P2Y14R抑制劑，并對(duì)其藥理機(jī)制進(jìn)行了深入的探究。作為一名生物與醫(yī)藥專業(yè)學(xué)位碩士研究生，李雨昕同學(xué)在入學(xué)時(shí)就展現(xiàn)出于對(duì)科學(xué)研究的興趣和對(duì)新藥開發(fā)的向往，在完成碩士論文期間，對(duì)海量的天然產(chǎn)物單體進(jìn)行反復(fù)的篩選和驗(yàn)證，通過(guò)多種化學(xué)生物學(xué)手段進(jìn)行機(jī)制的深入解析，在畢業(yè)時(shí)已經(jīng)悄然熟練掌握了藥物發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)過(guò)程中的各種關(guān)鍵技術(shù)。畢業(yè)后，她入職了正大天晴藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司繼續(xù)她的藥物研發(fā)生涯，相信帶著這份堅(jiān)毅和執(zhí)著，一定能夠?yàn)橹袊?guó)的醫(yī)藥事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
02 作者說(shuō)
天然產(chǎn)物在新藥研發(fā)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在骨關(guān)節(jié)炎的治療方面，來(lái)源于動(dòng)物、植物、海洋生物和微生物的多種天然產(chǎn)物，如姜黃素、氨基葡萄糖等均體現(xiàn)出了良好的治療效果。我本科畢業(yè)于山西中醫(yī)藥大學(xué)，對(duì)天然產(chǎn)物有著非常濃厚的興趣，來(lái)到中國(guó)藥科大學(xué)攻讀研究生后，我一直在思考如何高效發(fā)現(xiàn)活性天然產(chǎn)物用于疾病的治療。
初進(jìn)胡老師課題組，我系統(tǒng)熟悉了實(shí)驗(yàn)室在靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與確證方面的研究成果，深入學(xué)習(xí)了嘌呤能受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在免疫炎癥相關(guān)疾病中的作用及分子機(jī)制，接觸了AI賦能的小分子靶向藥物篩選，讓我第一次體會(huì)了新藥早期發(fā)現(xiàn)的全過(guò)程。一次偶然的機(jī)會(huì)，我看到了一篇文獻(xiàn)，其中提及了抗瘧疾青蒿琥酯的抗炎藥理新功能，結(jié)合課題組發(fā)現(xiàn)了免疫炎癥性疾病治療新靶標(biāo)P2Y14R，我突然想到能不能從天然產(chǎn)物中找到一種P2Y14R抑制劑，用于骨關(guān)節(jié)炎的治療，于是就有了本文的研究。在導(dǎo)師胡慶華老師和周夢(mèng)澤老師的悉心指導(dǎo)下，我的研究順利的發(fā)現(xiàn)了天然的P2Y14R抑制劑雞屎藤苷酸，在領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表了論文，但我深知距離成藥還有很長(zhǎng)的路要走。
通過(guò)三年在抗炎免疫課題組的學(xué)習(xí)與積累，我熟練掌握了多種新藥靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與生物活性評(píng)價(jià)的前沿技術(shù)，這也更加激發(fā)了我對(duì)新藥開發(fā)方面的研究興趣，為我畢業(yè)后成功入職正大天晴打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，我在從事抗體藥物發(fā)現(xiàn)的相關(guān)研究工作，在工作中深刻體會(huì)到新藥研發(fā)過(guò)程的艱辛與不易，一款新藥的成功上市不僅需要豐富的理論知識(shí)作為支撐，更需要有不怕辛苦、越挫越勇、堅(jiān)定研發(fā)的信念。作為一名生物醫(yī)藥人，我也一直以研發(fā)出一款可以解決全球公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)的藥物為目標(biāo)，希望可以用健康科技，溫暖更多生命，用自己的微小力量為人類健康事業(yè)添磚加瓦。
最后，衷心感謝母校為我提供了豐富的課程資源、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施和濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，祝愿母校學(xué)術(shù)之路常青，創(chuàng)新之花常開，匯聚更多英才，創(chuàng)造更多輝煌！
03 碩士論文簡(jiǎn)介
骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis, OA）是一種以關(guān)節(jié)軟骨破壞及骨質(zhì)增生為特征的慢性關(guān)節(jié)疾病，目前臨床治療仍以非甾體抗炎藥和糖皮質(zhì)激素為主，亟待開發(fā)OA病程針對(duì)性的新型藥物靶標(biāo)和干預(yù)策略。嘌呤能信號(hào)與免疫炎癥調(diào)控密切相關(guān)，P2Y14受體（P2Y14R）屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族，前期研究發(fā)現(xiàn)P2Y14R介導(dǎo)固有免疫細(xì)胞炎癥反應(yīng)參與痛風(fēng)急性發(fā)作（Cell Death Dis, 2022），可作為急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎治療的潛在新靶標(biāo)。與此同時(shí)，P2Y14R的活化被報(bào)道能夠促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，提示P2Y14R可能在OA發(fā)生發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色。本研究旨在利用自主開發(fā)的嘌呤能受體抑制劑高通量篩選體系，從天然產(chǎn)物中尋找安全有效的P2Y14R抑制劑，確證P2Y14R作為OA治療靶標(biāo)的可行性，為靶向P2Y14R的OA治療藥物研發(fā)提供新思路。
學(xué)術(shù)成果
本研究首先通過(guò)在P2Y14R全身敲除大鼠上構(gòu)建骨關(guān)節(jié)炎（OA）模型模型，確證了P2Y14R與OA的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)了P2Y14R的缺失可緩解關(guān)節(jié)軟骨破壞和減輕疼痛反應(yīng)，探究了其具體的分子機(jī)制。隨后基于同源模建預(yù)測(cè)了P2Y14R的三維結(jié)構(gòu)，通過(guò)AI輔助的虛擬篩選從天然產(chǎn)物庫(kù)中發(fā)現(xiàn)了若干具有P2Y14R結(jié)合潛力的天然產(chǎn)物，再利用高通量活性篩選模型從中發(fā)現(xiàn)了P2Y14R抑制活性最好的雞屎藤苷酸。接著，利用MM/GBSA自由能計(jì)算/分解技術(shù)、表面等離子共振（SPR）、細(xì)胞熱轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)（CETSA）、藥物親和反應(yīng)靶向穩(wěn)定性（DARTS）等多種手段分析了雞屎藤苷酸和P2Y14R的相互作用。最后，構(gòu)建了OA動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)雞屎藤苷酸的干預(yù)能夠有效改善小鼠OA癥狀，通過(guò)下調(diào)NFAT2和ATP6V0D2的表達(dá)來(lái)抑制破骨細(xì)胞的形成，并通過(guò)降低DRG中CGRP、CSF1和galanin的mRNA表達(dá)來(lái)緩解神經(jīng)性疼痛。雞屎藤苷酸是雞屎藤的主要活性成分，后者是一種茜草科、雞屎藤屬藤狀灌木，有祛風(fēng)活血、止痛消腫、抗結(jié)核功效，中國(guó)民間常用草藥之一。本研究發(fā)現(xiàn)了雞屎藤苷酸的全新藥理作用，為其進(jìn)一步開發(fā)提供了數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為P2Y14R作為OA治療新靶標(biāo)奠定理論基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于中科院一區(qū)TOP期刊《Phytomedicine》。