利用天然植物化合物靶向ROCK亚型：一种调节神经系统疾病中线粒体分裂与线粒体自噬的计算机模拟方法

《Neuroinformatics》：Targeting ROCK Isoforms by Natural Phytocompounds: An In-Silico Approach to Modulate Mitochondrial Fission and Mitophagy in Neurological Diseases

　　神经元存活的关键细胞器之一是线粒体。为维持突触功能与神经传递，这些细胞依赖于高水平的ATP以及受调控的线粒体动力学（分裂与融合）和线粒体自噬过程。任何线粒体过程的失调，如过度分裂和/或受损线粒体清除障碍，均可导致神经细胞损伤并引发神经炎症，而神经炎症是多种神经退行性疾病的主要原因。Rho相关卷曲螺旋激酶亚型（ROCK1和ROCK2）已成为线粒体动力学的重要上游调节因子，其中ROCK1促进Drp1介导的线粒体分裂，而ROCK2则抑制PINK1-Parkin依赖性线粒体自噬。两种ROCK亚型的过度表达会导致活性氧（ROS）产生增加和ATP生成减少，从而损害神经元健康。尽管合成ROCK抑制剂显示出神经保护潜力，但其长期临床应用受到毒性、不良药代动力学特性及次优血脑屏障渗透性的限制。相比之下，天然化合物可能提供更安全、更经济且更有效的抑制效果。本研究采用整合的计算机模拟方法，筛选已知具有神经保护作用的印度药用植物来源的天然植物化学物质。基于神经保护特性和较少的机制研究潜力，共选择了11种植物。从这些植物中下载了包含1,223种天然产物化合物的库，经与已知抑制剂对比整理后，获得了428种独特的植物化合物。通过分子对接方法对这些化合物针对关键蛋白ROCK1和ROCK2进行筛选，随后进行了药代动力学与毒性分类分析、MM-GBSA自由结合能计算以及200 ns分子动力学模拟。结果显示，多种天然植物化合物展现出与已知抑制剂相当的结合亲和力。综合所有计算机模拟结果，莨菪亭（Scopolin）和石蒜碱（Lycorine）被确定为有前景的ROCK1抑制剂，而Cytisoside和N-甲基酪胺（N-Methyltyramine）则表现出强烈的ROCK2抑制作用。值得注意的是，香豆素（Coumarin）与ROCK1和ROCK2均表现出稳定且持续的相互作用，具有良好的结合能、较高的血脑屏障渗透性，并在模拟过程中展现出强动态稳定性。综合上述所有发现，天然植物化学物质作为线粒体质量控制的有效调节因子被证明具有可行性。特别是，香豆素成为一种有前景的双重ROCK抑制剂，其恢复线粒体分裂与线粒体自噬平衡及缓解神经退行性疾病的潜力，有待通过体外实验进一步验证。