我院中药质量和代谢组研究室李松林研究员团队联合南京中医药大学吴啟南教授团队和香港浸会大学许军博士团队在中药组分起效机制研究上取得新突破。他们以人参皂苷免疫活性为研究范例，揭示了中药结构类似组分可作用于共享靶标发挥累积生物活性，相关成果近期以研究长文“Structural analogues in herbal medicine ginseng hit a shared target to achieve cumulative bioactivity”发表于Communications Biology（论文链接：https://doi.org/10.1038/s42003-021-02084-3）。我院中药质量和代谢组研究室张蔚助理研究员为该文第一作者，李松林、吴啟南和许军为共同通讯作者。
中药含有大量的结构类型不同组分和结构类型相似组分。已有研究证明，结构类型不同组分可作用于不同靶标发挥协同生物活性，形成了中药“多成分、多靶点”起效机制理论；但结构类型相似组分如何起效，则一直未见实验研究。
针对上述问题，该联合研究团队提出“结构类似组分可作用于共享靶标发挥累积生物活性”的假说，并以人参结构类似组分人参皂苷的免疫活性为例，通过整合多学科手段，揭示了人参皂苷组分作用于共享靶标NLRP3发挥累积免疫调节活性，从而验证了该假说。研究人员首先设计了具有明确免疫活性的人参皂苷模型组分的组成（Rb1、Rd、Rg3和F2）及各成分的剂量，并采用体外实验证实相同剂量下人参皂苷Rb1、Rd、Rg3和F2组合物比各单体成分具有更强的免疫调节活性，即人参皂苷模型组分具有累积的免疫活性；接着采用网络药理学、分子对接及生物膜干涉技术辨识和预测出人参皂苷模型组分的优势共享靶标NLRP3，以及与靶标的结合位点和结合强度；最后采用免疫荧光、蛋白印迹和细胞转染等分子生物学手段从正反两方面系统验证了NLRP3在调控人参皂苷模型组分发挥免疫活性中的共享靶标特性。本研究取得成功的关键是研究人员整合药效学、血清药化学和药代动力学方法，以人参皂苷Rb1及其肠道菌代谢产物巧妙设计出具有明确免疫活性的人参皂苷结构类似模型组分的组成（Rb1、Rd、Rg3和F2）及各成分的剂量（全文示意图）。该项研究得到国家自然科学基金（81603261, 81573596, 81774012）等项目的资助。
习近平总书记指出，中医药是中华文明的一块瑰宝，必须传承和发展好。中药组分起效机制研究是阐释中医药科学内涵，传承和发展中医药的突破口。长期以来，基于还原论思维的中药起效机制研究是以单体化合物活性测试为主要策略，但往往存在中药提取物越被纯化，其活性强度越弱的现象，难以阐释中药组分起效机制。李松林研究团队始终坚持中医药整体观思维开展中药组分起效机制研究，本研究提出并验证了中药“结构类似组分-共享靶标-累积效应”起效机制，是继该团队发现中药多糖组分通过肠道菌群介导提高小分子活性组分生物利用度（Scientific Reports 2016; 6:22474DOI:10.1038/srep22474），揭示中药大小分子协同起效机制之后的又一重要发现。多组分整合作用的系列研究成果不但丰富了中药复杂组分起效机制理论，而且为基于中药的创新药物研发提供了新思路，为阐释中医药科学内涵和传承发展中医药提供了新路径。
中药质量和代谢组研究室、科技处
2021年7月16日