活性天然产物的靶点与作用机制等分子药理学研究对于天然产物的创新药物研发至关重要；中药药效物质和作用靶点不清晰，是阻碍中药现代化与国际化的重要因素；用现代科学技术阐明中药主要活性成分的作用靶点和分子机制，在分子层面对药用植物活性成分-靶点作用关系研究，是中药现代研究的关键与核心。
中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室“创新药与中药现代研究”攻关团队长期致力于针对特定药物靶点的天然产物先导化合物发现及功能的系统研究。近期，该攻关团队刘将新副研究员在对传统中药材丹参、土荆皮的研究中取得重要新进展。
从丹参主要成分中发现特异靶向关键免疫因子和免疫检查点IDO1和TDO的新抑制剂并阐明了其作用机制。人体必需氨基酸色氨酸代谢主要通过犬尿氨酸途径，吲哚胺2,3-双加氧酶IDO和色氨酸2,3-双加氧酶TDO共同催化该代谢途径的第一步。IDO和TDO在多种肿瘤细胞中高表达，介导肿瘤免疫逃逸，因此作为肿瘤免疫治疗靶点备受关注。刘将新副研究员从丹参主要成分中发现特异靶向关键免疫因子和免疫检查点IDO1和TDO的新抑制剂。以丹参酮IIA和隐丹参酮为母体化合物，进行结构修饰，系统研究构效关系，获得一系列IDO/TDO双选择性抑制活性增强的衍生物。化合物专利已获授权（具有IDO/TDO双选择性抑制活性的丹参酮IIA衍生物，授权专利号：ZL201811380089.3）。对于先导化合物30已完成临床前一系列生物学评价，评价先导化合物的生物活性和确定作用机理。详细阐释先导化合物30与靶点IDO、TDO的分子作用机制、结合方式和作用机理，该研究为后续基于特定药物靶点的天然产物先导化合物的临床前研究奠定坚实的基础。
相关研究成果发表于药物化学主流期刊European Journal of Medicinal Chemistry（2022, 235:114294）。同时获得其他一系列化学骨架的IDO或TDO抑制剂,相关工作发表于Phytochemistry（2022, 200:113244）。
图1 靶向IDO/TDO的先导化合物30的发现及作用机制研究
（图片来源：European Journal of Medicinal Chemistry）
发现土荆皮甲酸PAA为新的Hsp90抑制剂并阐明了其作用机理。传统中药土荆皮（或土槿皮）（Pseudolarix kaempferi Gord.）是我国特有松科植物金钱松的干燥根皮或近根树皮，收载于《中华人民共和国药典》，主要药理学功能为抗菌和抗肿瘤活性，土荆皮甲酸PAA是其主要活性成分之一。然而，PAA抗肿瘤的作用靶点不清晰，亟待揭示。
图2 土荆皮甲酸PAA、PAA分子探针、化学蛋白质组学鉴定靶点Hsp90，以及靶点Hsp90与PAA相互作用研究
（图片来源：Bioorganic Chemistry）
刘将新副研究员利用化学蛋白质组学系统研究土荆皮甲酸PAA的潜在靶点。通过核磁共振NMR、变性荧光素酶复性、基于表面等离子共振的Biacore等多种技术确认PAA直接作用靶点之一是热休克蛋白质90（heat shock protein, HSP90），深入研究靶点Hsp90与PAA分子水平相互作用，解析参与相互作用的重要氨基酸和PAA关键基团（图2）,阐释土荆皮甲酸PAA作为新的Hsp90抑制剂，通过caspase-8/caspase-3途径诱导肿瘤细胞凋亡。该研究成果以“Discovery of pseudolaric acid A as a new Hsp90 inhibitor uncovers its potential anticancer mechanism”为题发表在主流期刊Bioorganic Chemistry上（DOI: 10.1016/j.bioorg.2021.104963）。
上述研究工作得到了国家自然科学基金面上项目（21778059）等项目的支持。
DOI：10.1016/j.ejmech.2022.114294
DOI: 10.1016/j.phytochem.2022.113244
DOI: 10.1016/j.bioorg.2021.104963
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