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氣道高反應(yīng)性指的是氣道對各種刺激的過度或過早收縮，這在哮喘病,特別常見，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致呼吸困難。常規(guī)腎上腺素受體激動(dòng)劑可有效抑制氣道高反應(yīng)性，但易產(chǎn)生耐藥性。
蛇床子,是一種中藥，是蛇床子的干燥成熟果實(shí) 。也叫野生胡蘿卜籽。廣泛分布于華東、中南、西南、西北、華北、東北地區(qū) 。根據(jù)中醫(yī)理論，蛇床子具有燥濕祛風(fēng)、殺蟲止癢、溫腎壯陽的功效。
2020年11月24日，中國科學(xué)院生物物理研究所衛(wèi)濤濤課題組與克賴頓大學(xué)屠亞平課題組、中國藥科大學(xué)曹征宇課題組合作。最新研究論文《蛇床子素改善哮喘患者肺功能的氣道舒張機(jī)制和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》發(fā)表在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Science,的子公司《ScienceSignaling雜志》上。
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)中藥蛇床子的主要活性成分蛇床子素可以舒張氣道平滑肌、抑制哮喘疾病模型的氣道高反應(yīng)性,和隨后的確定了蛇床子素的作用靶點(diǎn)是蛋白磷酸二酯酶4(PDE4)在不同水平上從動(dòng)物模型、組織切片、培養(yǎng)細(xì)胞和酶反應(yīng)；此外，通過共結(jié)晶和x射線晶體衍射分析了蛇床子素與PDE4，闡明了蛇床子素抑制PDE4并舒張氣道平滑肌的分子機(jī)制,相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 。該報(bào)還被選為當(dāng)前的封面論文.
蛇床子是廣泛應(yīng)用于降血壓、祛濕、溫腎的中藥,本研究系統(tǒng)闡述了蛇床子素的主要活性成分蛇床子素在抑制氣道高反應(yīng)性方面的新作用，并從分子水平分析了其藥理機(jī)制，為開發(fā)其新的臨床應(yīng)用提供了研究基礎(chǔ) 。

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研究小組發(fā)現(xiàn)蛇床子素可舒張平滑肌細(xì)胞,并有效抑制氣道高反應(yīng)性;在腎上腺素受體脫敏模型中，蛇床子素也能保持高效的舒張潛能。
鑒于蛇床子素重要的潛在應(yīng)用前景，闡明其作用機(jī)制尤為重要。研究小組通過結(jié)構(gòu),分子,細(xì)胞,組織和動(dòng)物實(shí)驗(yàn).證明了蛇床子素的直接作用靶點(diǎn)為PDE4

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PDE4D5催化域與蛇床子素(a)的復(fù)合結(jié)構(gòu)；蛇床子素(b)的化學(xué)結(jié)構(gòu)式和電子云密度圖；Cnidil結(jié)合PDE4D5催化域中心位點(diǎn)信息(c) 。
氣道平滑肌細(xì)胞具有自分泌前列腺素E2(PGE2)的信號(hào)通路，激活前列腺素受體產(chǎn)生cAMP，然后激活PKA，磷酸化下游調(diào)節(jié)蛋白，從而啟動(dòng)平滑肌細(xì)胞松弛。氣道平滑肌細(xì)胞中的PDE4是cAMP的主要水解酶，通過降解cAMP抑制松弛信號(hào)通路。這些信號(hào)分子的協(xié)同作用使氣道平滑肌細(xì)胞處于舒張和收縮的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài) 。
結(jié)構(gòu)分析表明，蛇床子素通過競爭結(jié)合PDE4的催化活性中心與cAMP，抑制PDE4的水解活性，間接放大氣道平滑肌細(xì)胞分泌的PGE2的信號(hào)強(qiáng)度，從而舒張平滑肌，抑制外源性刺激引起的氣道高反應(yīng)性。
gc-image/6fbe62cad4b74410be30dbf9d0a6e053?from=pc">蛇床子素抑制屋塵螨提取物誘導(dǎo)小鼠哮喘疾病模型（A）及RGS2敲除所致小鼠哮喘疾病模型（B）的氣道高反應(yīng)性。
在屋塵螨提取物誘導(dǎo)小鼠哮喘疾病模型及RGS2敲除所致小鼠哮喘疾病模型中，蛇床子素均可有效抑制氣道高反應(yīng)性，證明其潛在的藥用價(jià)值。

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蛇床子素舒張氣道平滑肌的細(xì)胞信號(hào)通路示意圖
蛇床子是廣泛應(yīng)用于降血壓、祛濕、溫腎的中藥，本項(xiàng)研究系統(tǒng)闡述了其主要活性成分蛇床子素抑制氣道高反應(yīng)性的新功能，并從分子水平解析了其藥理學(xué)機(jī)制，為開拓其新的臨床應(yīng)用提供了研究基礎(chǔ) 。
衛(wèi)濤濤課題組的博士生王盛（與屠亞平教授共同培養(yǎng)）與屠亞平課題組的謝燕博士為論文的共同第一作者，衛(wèi)濤濤研究員、屠亞平教授、曹征宇教授為論文的通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院國際合作基金、生物大分子國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助，并得到了生物物理所多個(gè)課題組的技術(shù)支持。
論文鏈接：
https://stke.sciencemag.org/content/13/659/eaax0273
【蛇床子的功效與作用及禁忌_中藥蛇床子登上頂級(jí)科學(xué)期刊封面】特別提醒：本文僅如實(shí)解讀報(bào)道最新研究論文，不構(gòu)成任何購買和使用建議，且無任何利益相關(guān) 。