基础研究中的分子靶标和作用机制的深入探索，为科研领域带来了革命性的价值。通过精确识别小分子与生物体内分子靶标的相互作用，科研人员能够揭示传统药物的现代生物学基础，从而推动跨学科的创新研究。更重要的是，分子靶标和作用机制的明确为新药发现和药物优化提供了直接的线索，加速了从实验室到临床的转化过程。因此，小分子的分子靶标和作用机制研究不仅是中医药现代化的关键，也是推动整个医药科研领域进步的重要驱动力。今天，小编精选了几篇应用Lip-MS技术鉴定小分子直接作用靶标的研究文章，旨在帮助大家更好地理解这一技术的价值。
案例一：中药小分子紫蓳灵通过直接靶向PSMA2蛋白发挥抗纤维化作用
2024年8月，海军军医大学长海医院消化科李兆申/胡良皞团队在J Gastroenterol发表题为“Corynoline protects chronic pancreatitis via binding to PSMA2 and alleviating pancreatic fibrosis”研究文章【Lip-MS项目文章 | 海军军医大学长海医院消化科李兆申/胡良皞团队揭示紫蓳灵通过直接靶向PSMA2蛋白发挥抗纤维化作用】，通过筛选 80 种天然产物最终发现紫蓳灵是一种潜在的抗纤维化小分子。作者通过Lip-MS技术发现PSMA2是紫蓳灵治疗机制的直接作用靶点。结果提示，紫蓳灵可能通过调节PSMA2蛋白的稳定性从而抑制NF-κB信号通路来减轻胰腺纤维化和慢性胰腺炎。中科新生命参与了该研究中的药靶蛋白质组学（Lip-MS）检测相关工作。
图1 紫蓳灵通过直接靶向PSMA2蛋白发挥抗纤维化作用
案例二：中药小分子血根碱通过靶向PKM2调控自噬抑制口腔鳞状细胞癌进展
2024年12月，上海交通大学医学院附属第九人民医院张志愿/湘雅二院范腾飞团队合作在Phytomedicine发表题为“Sanguinarine suppresses oral squamous cell carcinoma progression by targeting the PKM2/TFEB aix to inhibit autophagic flux”的研究成果【Lip-MS项目文章 | 上海九院张志愿/湘雅二院范腾飞团队揭示血根碱通过靶向PKM2调控自噬抑制口腔鳞状细胞癌进展】，发现血根碱可抑制口腔鳞状细胞癌的进展，且通过Lip-MS技术(有限蛋白酶解-质谱法)发现PKM2是血根碱治疗机制的直接作用靶点。机制上，血根碱能够结合PKM2并抑制PKM2的酶活性，进而抑制PKM2/TFEB轴，影响溶酶体功能，从而阻止自噬并抑制口腔鳞状细胞癌进展。中科新生命参与了该研究中的Lip-MS检测相关工作。
图2 Sang通过直接靶向PKM2抑制OSCC进展
案例三：合成药物磺胺罗汀靶向FUT8抑制PSGL1核心岩藻糖基化抑制肝内胆管癌
2024年11月，复旦大学附属中山医院团队在Advanced Science上发表了一篇题为“Synthetic Retinoid Sulfarotene Selectively Inhibits Tumor-Repopulating Cells of Intrahepatic Cholangiocarcinoma via Disrupting Cytoskeleton by P-Selectin/PSGL1 N-Glycosylation Blockage”的研究论文。该研究发现，一种合成视黄醇类化合物磺胺罗汀（Sulfarotene，简称SFT）能够有效抑制肝内胆管癌（ICC）中的肿瘤再殖细胞（ICC-TRCs），以及由这些细胞建立的异种移植肿瘤。研究机制表明，SFT通过与视黄酸受体α（RARɑ）结合，促进其从细胞质向细胞核的转运，从而抑制SELP基因的转录，降低P-选择素（P-Selectin）的表达。此外，Lip-MS技术发现SFT还直接与岩藻糖基转移酶8（FUT8）结合，抑制其酶活性，进而阻断P-选择素糖蛋白配体1（PSGL1）的核心岩藻糖基化过程。P-选择素与PSGL1之间的配体-受体相互作用被破坏，同时PSGL1的糖基化模式发生改变，最终导致PSGL1调控的细胞骨架结构被破坏，促使ICC-TRCs死亡。这项研究提出了一种通过阻断P-选择素与PSGL1的相互作用，并改变PSGL1的糖基化模式来破坏细胞骨架完整性的策略，为消除ICC-TRCs提供了新的治疗思路。
案例四：体内代谢物的结合受体的发现助力结直肠癌早期诊断
2024年8月，昆明医科大学第一附属医院孙杨、缪应雷教授团队联合香港中文大学于君教授团队、南京医科大学沈洪兵院士团队等共同在著名学术期刊Cancer cell在线发表了题为“Integrative plasma and fecal metabolomics identify functional metabolites in adenoma-colorectal cancer progression and as early diagnostic biomarkers”的相关研究。该研究通过代谢组学方法系统揭示了血浆代谢物作为结直肠癌（CRC）患者无创早期诊断标志物的潜力，展现了广阔的应用前景。为了鉴定结直肠癌关键代谢物的结合受体，作者采用Lip-MS技术，发现α-烯醇化酶（ENO1）是油酸的主要结合蛋白。通过分子对接实验，观察到油酸与ENO1的Arg49残基存在特异性结合。进一步的功能验证表明，ENO1的沉默或使用其拮抗剂可以有效逆转油酸引起的细胞活性增强。类似地，研究还发现FXR1是原胆酸的主要结合蛋白。通过表面等离子共振（SPR）分析，研究进一步验证了油酸与ENO1以及原胆酸与FXR1之间的结合亲和力。这些发现为理解代谢物与受体的相互作用及其在结直肠癌中的功能提供了重要依据。
2024年3月，南京大学与南京医科大学团队在ActaPharmaceutica Sinica B上发表了一篇题为“Allosterically activating SHP2 by oleanolic acid inhibits STAT3–Th17 axis for ameliorating colitis”的文章。该研究通过Lip-MS技术揭示了齐墩果酸在减轻结肠炎中的靶点及作用机制。研究发现，齐墩果酸能够与SHP2的PTP结构域活性中心的R362、K364和K366残基结合，从而维持SHP2的活性开放状态。这种结合促进了SHP2与其底物之间的相互作用，进而通过干扰STAT3和IL-6R之间的相互作用抑制STAT3的激活，最终阻碍Th17细胞的分化。实验表明，齐墩果酸激活的SHP2能够有效减轻小鼠的结肠炎症状。此外，SHP2的敲除或使用SHP2抑制剂SHP099则消除了这种保护作用。这些发现强调了齐墩果酸作为一种治疗炎症性肠病的潜在治疗剂的潜力。
图5 齐墩果酸直接与激活的 SHP2 结合并防止其被 SHP099 失活
Lip-MS作为一种前沿的靶标鉴定技术，通过分析小分子与蛋白质结合后的构象变化，能够精准识别小分子的直接作用靶点。Lip-MS技术的广泛应用为科研突破提供了重要抓手，尤其是在中药现代化和新型药物开发领域展现出巨大的潜力。无论是基础研究还是临床转化，这一技术都为科研人员提供了强有力的工具。
有限酶切法(药靶蛋白质组,Lip-MS)，可通过分析蛋白的酶切状态，是否因被药物结合而发生改变,实现对结合蛋白的大规模鉴定。这类方法无需将小分子制备成探针，而且还可提供结合区域序列的精细信息。
2025-04-14
中科新生命
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