《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Novel Glycyrrhizinic Acid Derivative YCY-20 Inhibits Cerebral Ischemia/Reperfusion Induced Apoptosis via the AGE-RAGE/MAPK Pathway
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这篇综述系统性阐述了一种新型甘草酸衍生物YCY-20在治疗脑缺血再灌注损伤（CIRI）中的神经保护作用及其机制。研究通过体内外模型证实，YCY-20相比其母体化合物18β-GA，具有更优的药代动力学特性（包括更高的血浆暴露量和可检测的脑部浓度），并能显著减轻神经功能缺损、减少脑梗死体积并抑制神经元凋亡。网络药理学与实验验证揭示，其核心保护机制与抑制晚期糖基化终末产物及其受体（AGE-RAGE）信号通路，并下调下游丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路（包括p-JNK、p-P38、p-ERK）的磷酸化水平有关。该研究为开发源自甘草的卒中治疗候选药物提供了有前景的临床前证据。
引言
缺血性卒中（脑梗死）是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一，而脑缺血再灌注损伤（CIRI）是治疗过程中的一个重要并发症。尽管神经保护剂被寄予厚望，但许多在临床前研究中有效的药物在临床试验中却未能成功，这凸显了开发新型、高效且安全的神经保护药物的迫切性。天然药物，尤其是源自传统中药的活性成分，因其多靶点作用和较低的副作用潜力，成为了重要的新药来源。甘草（Glycyrrhizaspp.）中的主要活性成分18β-甘草次酸（18β-GA）已被证明具有抗炎、抗氧化和神经保护等多种药理活性。然而，其临床应用受限于较差的生物利用度、水溶性以及潜在的溶血毒性等缺陷。为了解决这些问题，本研究团队通过对18β-GA进行结构修饰，在其第30位引入N-甲基哌嗪基团，第3位引入Boc-甲硫氨酸基团，成功合成了新型衍生物YCY-20，并获得了中国发明专利。初步研究显示，YCY-20的抗肿瘤活性显著强于母体化合物。本研究旨在系统评估YCY-20对CIRI的治疗效果并深入探索其潜在的分子机制。
材料与方法
研究首先通过超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）方法比较了YCY-20与18β-GA在大鼠体内的药代动力学特征和脑组织分布。随后，采用大脑中动脉闭塞/再灌注（MCAO/R）大鼠模型和氧糖剥夺/复糖复氧（OGD/R）诱导的小鼠海马神经元HT22细胞模型，系统评估了YCY-20的神经保护作用。评估指标包括神经功能缺损评分（Zea-Longa评分）、体重变化、运动功能（旷场实验）、脑梗死体积（TTC染色）、神经元凋亡（TUNEL染色、流式细胞术）以及细胞活力（CCK-8法）。通过蛋白质印迹法（Western Blot）检测了凋亡相关蛋白（Bax, Bcl-2, caspase-3, cleaved caspase-3）以及AGE-RAGE/MAPK通路相关蛋白（AGEs, RAGE, HMGB1, S100B, p-JNK, p-ERK, p-P38）的表达变化。此外，研究结合网络药理学（利用SwissTargetPrediction、PharmMapper等数据库预测靶点，并进行KEGG通路富集分析）和分子对接技术，对YCY-20的作用靶点和信号通路进行了预测和验证。
结果
1. 药代动力学特征
YCY-20展现出比18β-GA更优越的药代动力学特性。口服给药后，YCY-20的血浆浓度更高、更稳定。尤为关键的是，YCY-20在单次口服后2、12和48小时均可在大脑组织中检测到，而相同剂量的18β-GA在脑组织中则无法检测到，这表明YCY-20的血脑屏障通透性得到了显著改善，为其神经保护作用奠定了基础。
2. 体内神经保护作用
在MCAO/R大鼠模型中，高剂量YCY-20（50 mg/kg）能有效改善大鼠的神经功能缺损评分、减轻体重下降、并改善旷场实验中的运动距离和速度。TTC染色结果显示，YCY-20能剂量依赖性地显著减小脑梗死体积。组织病理学染色（H&E和Nissl染色）显示，YCY-20能改善脑组织神经元形态，减少细胞固缩和溶解。TUNEL染色和Western Blot结果证实，YCY-20能显著减少MCAO/R诱导的神经元凋亡，其机制在于下调促凋亡蛋白（Bax, caspase-3, cleaved caspase-3）的表达，同时上调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。
3. 体外抗凋亡作用
在OGD/R诱导的HT22细胞损伤模型中，YCY-20能剂量依赖性地提高细胞活力，降低细胞凋亡率。流式细胞术和TUNEL染色结果均证实了YCY-20的抗凋亡效果。Western Blot分析进一步表明，YCY-20在细胞水平上同样能够调节Bax、Bcl-2、caspase-3和cleaved caspase-3的表达，与体内实验结果一致。
4. 作用机制探究：聚焦AGE-RAGE/MAPK通路
网络药理学分析预测，YCY-20的潜在作用靶点与缺血性卒中相关靶点的交集，富集于AGE-RAGE信号通路和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等通路。进一步的实验验证表明，在MCAO/R大鼠脑组织中，AGEs、其受体RAGE以及RAGE的经典配体S100B和HMGB1的表达均显著上调。YCY-20干预后，能有效抑制RAGE、S100B和AGEs的过度表达，并降低RAGE与S100B的共定位。同时，YCY-20还能显著抑制MAPK通路中关键蛋白p-JNK、p-P38和p-ERK的磷酸化水平。分子对接结果也显示，YCY-20与JNK、ERK、p38等MAPK激酶具有良好的结合亲和力，为其直接调控该通路提供了结构基础。
讨论与结论
本研究首次系统评价了新型甘草酸衍生物YCY-20对脑缺血再灌注损伤的保护作用。YCY-20在保留并增强母体化合物神经保护活性的同时，通过结构修饰克服了其生物利用度低和脑部暴露量不足的缺陷，并展现出更好的安全性（溶血毒性显著降低）。
其核心保护机制被揭示为：YCY-20能够下调脑缺血再灌注损伤中过度激活的AGE-RAGE信号通路。通过抑制RAGE及其配体（如S100B）的表达，进而阻断下游MAPK通路（JNK、ERK、P38）的过度磷酸化，最终抑制神经元凋亡的级联反应，实现对脑组织的保护。
综上所述，本研究表明，YCY-20通过调控AGE-RAGE/MAPK信号通路抑制神经元凋亡，从而对脑缺血再灌注损伤产生显著的神经保护作用。这些发现不仅为理解甘草酸衍生物的神经保护机制提供了新的见解，也为开发基于天然产物的、具有临床应用潜力的缺血性卒中治疗药物提供了一个有前景的先导化合物。未来研究需要进一步验证其作用机制的因果关系，并全面评估其药代动力学和毒理学特征，以推动其向临床转化。
