药物疾病治疗的研究思路：由表及里，由浅到深
一种药物运用于疾病治疗需要前期的研究工作，怎么去研究某一种药物对一个疾病的作用机制呢？这边通过一篇发表在《Experimental Cell Research》上关于槲皮素用于治疗肺动脉高血压的报道来了解下药物疾病治疗的研究思路。
研究背景
肺动脉高压（PAH）是一种多因素引起的复杂疾病，有关PAH发生特异性信号通路靶向药物的开发是大家所关心的热点。
槲皮素是一种存在很多蔬菜水果中的常见类黄酮。近年来的研究表明槲皮素可通过抑制增殖，诱导凋亡，细胞周期阻滞和减少转移而用于抗氧化，炎症和癌症治疗。此外，也有研究报道槲皮素可以抑制冠状和肺动脉舒张和降低血压，但是具体的分子机制还不清楚。
因此，本研究的目的就是通过在大鼠模型中缺氧诱导PAH来探究槲皮素的作用机制。
一槲皮素可以治疗肺动脉高压么？
要想研究槲皮素对PAH的药效，首先得确认槲皮素是否对PAH有作用。研究人员利用大鼠缺氧条件下，每天给予100mg/kg槲皮素4周。结果显示，缺氧组比正常组表现出高的RVSP和右心室肥大。而用槲皮素治疗组的RVSP增长被明显抑制了。同时，缺氧条件下的大鼠体重降低表型也在槲皮素治疗后受到抑制，右心室肥大也在药物治疗组得到抑制。肺动脉重建检测显示槲皮素治疗组可显著抑制由于缺氧引起的胞壁增厚和肺小动脉肌化。因此，从这部分结果可以看到槲皮素可以有效改善缺氧诱导的肺动脉高压和肺动脉重塑。
二槲皮素治疗是怎么样起作用的？
在肺动脉重塑过程中，肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）是重要的中介。那么，槲皮素是否是直接抑制了PASMCs的增殖，并诱导其凋亡呢？肺切片PCNA，Ki67和TUNEL染色表明，槲皮素处理后细胞凋亡比例显著增加，增殖明显抑制。因此，槲皮素通过抑制了PASMC细胞的增殖，增强其凋亡而逆转缺氧诱导的凋亡耐受。
MTT检测显示，PASMCs抑制缺氧诱导的细胞生长有明显计量效应。细胞周期检测表明，缺氧条件下的槲皮素处理后G1阶段的PASMCs积累更多。因此，槲皮素可以引起细胞周期阻滞。Western blot检测显示缺氧诱导cyclin D1下调，cyclin B1和Cdc2上调，而当槲皮素处理后，这些蛋白的表达变化有所缓解。所以，槲皮素可以缓解在缺氧条件下PASMCs的细胞周期过程的变化。
既然槲皮素可以抑制PASMCs增殖，增强其凋亡，那么，槲皮素的抗增值活性怎么样呢？BrdU免疫检测显示，槲皮素可显著减少由于缺氧引起的DNA合成增加。此外，AnnexinV-FITC分析表明随着剂量的增加，细胞凋亡增强。Western blot检测表明凋亡调控蛋白Bax和Bcl-2在槲皮素处理后显著缓解由于缺氧引起的表达变化。因此，槲皮素可显著增强
PASMCs细胞在缺氧条件下的抗增殖和凋亡过程。缺氧诱导的PAH最重要的发展过程之一是PASMC的迁移。通过Transwell系统分析显示槲皮素可以有效抑制由于缺氧引起的PASMCs的迁移增加，且表现出明显的剂量效应。迁移相关蛋白检测表明MMP-9，MMP2，CXCR4，integrin β1和integrin α5的表达减少可以被槲皮素缓解。因此，槲皮素在抑制缺氧下PASMC的迁移起着重要的调控作用。
三槲皮素治疗PAH的生物学机制是什么？
上述的研究对于槲皮素治疗PAH的机理可以说已经非常清楚了。在缺氧诱导的PAH中，槲皮素通过调控PASMC细胞的增殖，细胞周期，凋亡和迁移过程而起到治疗效果。那么，内在的生物学机制是什么呢？是哪些基因，或者通路调控而表现出这些现象？研究人员在上海伯豪运用Agilent Whole Rat Genome array进行了全基因组差异基因筛选。GO pathway分析显示，缺氧组相比正常组的差异基因主要集中在细胞过程，结构发育，生物过程调控，器官发育等过程。而在用槲皮素治疗后，下调基因主要集中在生物过程反馈，细胞过程调控，胁迫反应等过程。同时，对比正常组，缺氧组和缺氧药物处理组的34个差异基因主要是一些与凋亡，增殖，细胞周期和迁移相关基因。芯片的结果也显示TrkA通路的基因表达发生了显著的变化，特别在槲皮素处理后发生了明显的下调。因此，在槲皮素治疗缺氧引起的PAH过程中，TrkA通路是其重要的调控通路。
为了进一步研究槲皮素对TraK信号通路的调控能力，研究人员对TrkA及AKT的磷酸化水平进行了检测。结果显示，具有活性的p-TrkA水平在缺氧时显著增加，p-AKTde显著减少，而在槲皮素处理后这种变化会被显著抑制。当有TrkA激活子NGF处理时，可以部分抵消掉槲皮素处理引起的缓解作用。因此，槲皮素可能是通过抑制PASMCs细胞中的TrkA/AKT信号通路而影响缺氧造成的肺动脉高压。
点评
该研究通过大鼠缺氧诱导肺动脉高压模型，从槲皮素是否能治疗肺动脉高压？怎么起作用的？内在的调控机制是什么？三个问题出发，由表及里，由浅到深，为槲皮素可能用于肺动脉的治疗提供了宝贵的资料。
原文出处：
He Y, Cao X, Liu X , Li X, Xu, Liu J, Shi J. Quercetin reverses experimental pulmonary arterial hypertension by modulating the TrkA pathway. Exp Cell Res.2015
来源：上海伯豪生物技术有限公司
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