具有抗炎活性的药用植物
pro-inflammatory cytokines :IL-1、IL-6、IL-15、IL-17、IL-23、TNFα
Cytokines
anti-inflammatory cytokines :IL-4、IL-10、IL-13、转化生长因子β(TGFβ)、干扰素α(IFNα)
Chemokines:TGFβ Transcription factors(转录因子):NF-κB、STAT1/STAT3、AP-1、Nrf2、HIFs(低氧诱导因子)
Molecular Pharmacology of Inflammation: Medicine Plants as Anti-inflammatory Agents
Shumaila Tasneem, Bin Liu, Bin Li, M Iqbal Choudhary, Wei Wang Pharmacological Research(2018)
15
NF-κB pahthway
细胞外信号因子与细胞膜上的受体结合,受体 蛋白接受刺激后先活化IκB激酶(IKK)。 IKK将细胞内NF-κB·IκB复合物磷酸化,使得 IκB亚基被泛素化修饰,进而被蛋白酶降解,从 而释放NF-κB二聚体。 NF-κB会进入细胞核,与有NF-κB结合位点的
Complement activation pathways:经典途径、替代途径、凝集素途径
PGs:PGE2、PGD2、PGF2α、PGI2、PGH2
Eicosanoids
COX:COX-1、COX-2 LOX:5-LOX、12-LOX、15-LOX(15-LOX1、15-LOX2) LTs、PLA2、PAF、TXA2 ROS:O2、O2•-、•OH、O22-、HOCl、H2O2
23
雷公藤(Tripterygium Wilfordii Hook F)
雷公藤在传统医学中常用于治疗自身免疫性疾病。 其根部提取物雷公藤内脂为二萜类化合物,对类风湿关 节炎、系统性红斑狼疮、哮喘、银屑病有很好的疗效。 雷公藤提取物celastrol,五环三萜类,具有抗炎、抗癌等 多种生物活性。 抑制COX-2表达和PGE2释放,影响AA通路。 抑制NF-κB、JNK(MAPK)的活性,抑制iNOS表达。 抑制JAK-STAT3通路。(Crews et al. 2005) 抑制 P40 基因的表达,减少 IL-23的产生,抑制巨噬细胞 的转录。
14
Cell signaling pathways
01 02 03 04 The NF-κB Pathway MAPK(丝裂原活化蛋白激酶) Pathway The JAK-STAT Pathway PI3K/Akt (磷脂酰肌醇-3激酶)Pathway
05
The Arachidonic Acid Pathway
基因结合,启动转录进程。
NF-κB通路激活因子:TNF-α、IL-1β、IL-2、 IL-6、IL-8、IL-12、iNOS、COX2、趋化因子、
粘附分子、集落刺激因子等。
16
Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) Pathway
MAPK是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者。 MAPK通路的基本组成是一种从酵母到人类都保守的三级激酶模式,包括MAPK激酶 激酶(MAP kinase kinase kinase,MKKK)、MAPK激酶(MAP kinase kinase,
TNF受体:Ⅰ型TNF-R和Ⅱ型TNFR,前者存在于机体大部分细胞中,后者主要表达于造血细 胞中。TNF受体的细胞内转染蛋白在激活后发生募集并触发多种信号通路。
TNFRI 结合Fas相关死亡结构域蛋白(FADD/MORT1),构成死亡诱导信号复合物(DISC), 随后进行caspase活化,诱导细胞凋亡。同时触发MAPK、JNK/AP-1、NF-κB信号通路,调 控COX-2、IL-1、IL-6、MMP、趋化因子、黏附因子的基因表达。 TNFRII 通过激活转化因子AP-1或NF-κB诱导一系列炎症介质和生长因子产生,进一步激活 凋亡负调控因子。
21
姜黄(Curcuma longa Linn.)
Gautam et al. 1997 姜黄素能阻断MAPK通路和NF-κB 活化,抑 制IκB激酶活性。
Kim et al. 2003
姜黄素能阻断JAK-STAt通路,抑制IL-12合 成,阻断NF-κB通路。
Bharti et al. 2010
姜黄素能阻断花生四烯酸通路,抑制iNOS表 达,抑制PGs产生。 姜黄素在阿尔兹海默症、帕金森等炎症相关 认知功能疾病治疗中有重要应用价值。 作为抗炎剂在免疫调节中具有显著作用,应 用于癌症,自身免疫性疾病等。
10
Chemokines
趋化因子是一种协同作用的趋化细胞因子。 具有使白细胞趋集的功能,在免疫和炎症反应中
参与细胞侵袭、细胞运动、细胞存活和与细胞外
基质相互作用等多种生物学过程。 到目前为止,已经发现了50多个趋化因子和18个
人类趋化因子受体。
11
Transforming growth factor β(TGFβ)
酪氨酸磷酸化的STAT形成二聚体并进入胞
核,影响相关基因的表达,进而改变靶细胞
的增殖或分化状态。
18
The Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K)/Akt Pathway
PI3K被G蛋白βγ二聚体激活,然后磷酸化细胞膜 上的脂质,形成第二信使磷脂酰肌醇(3,4,5) 三磷酸(PIP3)。
转化生长因子β是一个监管细胞因子参与调节炎症,其活性 的改变可导致慢性炎症。 TGFβ是一个二聚体,被不同的催化剂裂解后激活,通过配 对受体激活TGFβ二聚体信号:I型和II型,它们是丝氨酸/苏 氨酸激酶。 与I型受体配对后发生磷酸化。 与II型受体配对后,Smad转录因子形成复合物,激活转录辅 活化子或抑制因子,这些辅活化子和抑制因子可以同时激活 或抑制数百个靶基因的转录。此外,TGFβ还通过抑制c-myc 和抑制激酶抑制剂p15和p21抑制细胞生长。
1
目录
01 02 03 04
背景与目的 炎症分子药理学简介 经典抗炎药植举例 结论和讨论
2
背景与目的
01
3
Inflammation
炎症是一种高度的动态过程,是机体免疫系统产生的保护反应, 其目的是防止病原微生物入侵,以及某些细胞和组织的损伤。 炎症的发生和消退是由信号介导,涉及不同类型细胞和介质的分 子之间复杂的相互作用。 可控的炎症反应能够清除有害刺激,恢复正常的生理状态,达到 治疗疾病的效果。过度的炎症反应则有可能导致慢性炎症、自身 免疫反应和组织损伤,加重病情。 炎症是许多疾病病理过程的必要步骤,如:动脉粥样硬化、类风 湿关节炎、心肌梗死、慢性心力衰竭、帕金森综合征、阿尔兹海 默症、糖尿病、骨质疏松、血管紧张素Ⅱ源性高血压、肿瘤等。 寻找有效治疗靶点,开发新的药物干预方法,降低传统药物的毒 副作用迫在眉睫。
世界已知植物约有 27 万种,我国已知植物约有 25700 种 。20世纪 80 年代 ,我国曾经进行过全面系统的资源调查 , 发现我国的药用植物 资源种类包括 383 科 ,2309 属 ,11146 种 。 随着世界范围内心血管疾病、微生物感染和癌症的流行与加剧,数百 种具有治疗意义的分子正期待着被发现。 尽管许多传统药物随着抗炎治疗方法的迅速发展而得到应用,但其存 在的不良反应限制了药物的使用。 利用分子药理学、民族药理学、植物化学知识对多种天然产物进行分 离、鉴定和作用机理的研究,寻找具有潜在抗炎作用的天然产物,增 加我们对其的了解,使其具有更佳的临床用途。
TLRs活化后的第一步是它们与其他受体的二聚或协同作用,并 在细胞表面重新分布和聚集。
大多数信号级联依赖于MyD88(髓系分化初级反应蛋白88)。然后 IRAK4和IRAK1招募MyD88衔接分子。 IRAK4磷酸化IRAK1,进一步与TRAF 6复合,激活和诱导IKK。 IKK进一步磷酸化IκB释放NF-κB二聚体,NF-κB会进入细胞核,与 有NF-κB结合位点的基因结合,启动转录进程。
5
炎症分子药理学简介
02
6
Inflammatory mediators、receptors and major signaling pathways
Toll like receptors
Cell signaling pathways
7
Inflammatory mediators、receptors and major signaling pathways
12
Complement activation pathways
识别单位:C1q、C1r、C1s
活化单位:C2、C3、C4
膜攻击单位:C5、C6、C7、 C8、C9
13
Toll like receptors
TLR家族成员非常多样化,但所有成员都参与了某些炎症反应以 及动脉粥样硬化等炎症疾病的进展。 TLRs具有三个结构特征:胞膜外区,胞浆区和跨膜区三部分。
9
Interleukins(ILs)
白细胞介素,简称白介素,是指在白细胞或免疫细胞间相 互作用的淋巴因子,它和血细胞生长因子同属细胞因子。 两者相互协调,相互作用,共同完成造血和免疫调节功能。 白细胞介素在传递信息,激活与调节免疫细胞,介导T、 B细胞活化、增殖与分化,炎症反应中起重要作用。 IL-6 与其受体 IL-6R 结合,诱导 gp130 链二聚并激活连接 Janus 激酶 (JAKs) 。 JAKs 进一步磷酸化 gp130 ,导致 STAT3和STAT1转录因子下游招募和激活。 IL-1和IL-6与其受体的结合激活了 Ikkβ激酶,促进IκBα复 合物的降解,其产物进入细胞核促进基因转录,或stat蛋 白结合。p-p65结合p-STAT3组诱导蛋白乙酰转移酶p300, 调控蛋白质的基因转录。