《Frontiers in Pharmacology》：Interaction of major monoterpenes from Rosmarinus officinalis L. essential oil with the human serotonin transporter: molecular docking, radioligand binding, and functional uptake studies
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重度抑郁症仍是全球范围内导致残疾的主要原因之一，现有抗抑郁药物存在起效延迟、疗效不完整及不良反应等局限。尽管迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）精油及其主要单萜成分显示出抗抑郁样和抗焦虑样特性，但其分子机制尚不明确。本研究探讨了迷迭香主
重度抑郁症仍是全球范围内导致残疾的主要原因之一，现有抗抑郁药物存在起效延迟、疗效不完整及不良反应等局限。尽管迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）精油及其主要单萜成分显示出抗抑郁样和抗焦虑样特性，但其分子机制尚不明确。本研究探讨了迷迭香主要单萜成分α-蒎烯（α-pinene）、樟脑（camphor）和1,8-桉叶素（1,8-cineole）是否直接与人血清素转运蛋白（human serotonin transporter, hSERT）相互作用及其功能效应。研究人员将靶向正构（S1）和变构（S2）结合位点的分子对接模拟与[3H]-帕罗西汀（[3H]-paroxetine）结合置换实验，以及基于荧光血清素类似物FFN246在表达YFP标记hSERT的HEK293细胞中的SERT介导摄取实验相结合。对接分析预测了三种单萜在S1和S2区域内均存在合理的结合构象，但其对接评分均低于氟西汀（fluoxetine）。放射性配体置换实验提供了三种化合物均与hSERT相互作用的实验证据，产生浓度依赖性的[3H]-帕罗西汀置换效应，其中α-蒎烯效能最高，其次为1,8-桉叶素和樟脑。功能实验进一步表明，所有单萜均产生显著但不完全的转运蛋白介导FFN246摄取抑制，即使在较高微摩尔浓度下亦然，提示其为部分而非完全的转运蛋白阻断。综上，这些发现将hSERT确认为迷迭香单萜此前未被识别的分子靶点，提示这些化合物可能作为血清素转运的部分抑制剂发挥作用。这些结果为迷迭香所报道的神经行为效应提供了新的分子机制见解，并支持进一步研究这些化合物在血清素能信号传导和神经传递中的作用。
一、研究背景与目的
重度抑郁症（major depressive disorder, MDD）是全球致残的主要原因之一，现有治疗药物虽包括选择性血清素再摄取抑制剂（selective serotonin reuptake inhibitors, SSRIs），但疗效仍不理想，相当比例患者未能达到缓解或出现影响治疗依从性的不良反应。血清素转运蛋白（serotonin transporter, SERT）是中枢神经系统细胞外血清素水平的主要调控者，也是SSRIs的主要分子靶点。SERT含有中央正构结合位点（S1）负责底物识别与转运，以及胞外变构位点（S2）可调节转运蛋白活性与配体解离动力学。尽管迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）精油及其主要单萜成分在临床前和临床研究中显示出神经保护、抗焦虑、抗抑郁样及认知增强等效应，但其分子机制尚不清楚。此前研究多集中于行为学结果或间接神经化学效应，尚无研究系统评估迷迭香精油中主要单萜是否直接与SERT相互作用。本研究旨在通过分子对接、放射性配体结合置换实验和功能摄取实验，探讨α-蒎烯、樟脑和1,8-桉叶素是否与人血清素转运蛋白（hSERT）发生物理和功能性相互作用。
二、研究内容与主要结论
研究结果表明，三种单萜均能在S1和S2区域产生合理的对接构象，但对接评分均低于氟西汀。放射性配体实验证实三种化合物均以浓度依赖性方式置换[3H]-帕罗西汀结合，IC50值处于低微摩尔范围。功能实验显示三种单萜均产生部分而非完全的转运抑制，即使在600 μM高浓度下最大抑制仅为42%–55%。这些发现将hSERT确认为迷迭香单萜的分子靶点，提示其可能作为血清素转运的部分抑制剂，为迷迭香的神经行为效应提供了新的分子机制基础。
三、关键技术方法
研究人员采用三种主要技术方法：分子对接模拟使用Schr?dinger Maestro 14.3软件的Glide Extra Precision（XP）协议，以hSERT晶体结构（PDB ID: 5I71和5I73）分别定义S1和S2结合位点；放射性配体结合置换实验使用[3H]-帕罗西汀在表达YFP标记hSERT的HEK293细胞膜上进行；功能摄取实验基于荧光血清素类似物FFN246在HEK293-hSERT-YFP细胞中进行。细胞来源为美国典型培养物保藏中心（ATCC），hSERT-YFP质粒来自Harald Sitte实验室（Addgene质粒，Cat. N° 70,103）。
四、研究结果
4.1 分子对接分析：氟西汀在S1位点获得最有利对接评分（?11.2 kcal/mol），在S2位点为?8.2 kcal/mol。三种单萜在S1位点的评分为α-蒎烯和樟脑均为?6.0 kcal/mol，1,8-桉叶素为?5.3 kcal/mol；在S2位点樟脑最有利（?5.6 kcal/mol），其次为α-蒎烯（?5.0 kcal/mol）和1,8-桉叶素（?3.1 kcal/mol）。樟脑的羰基使其能与Asn177和Ser438形成氢键，而α-蒎烯和1,8-桉叶素主要以疏水接触为主。
4.2 放射性配体结合实验：三种单萜均以浓度依赖性方式抑制[3H]-帕罗西汀结合，α-蒎烯效能最高（IC50 = 34.7 ± 3.1 μM），其次为1,8-桉叶素（50.7 ± 4.8 μM）和樟脑（88.1 ± 7.4 μM），但均远低于氟西汀（IC50 = 24.9 ± 2.7 nM）。在10?2 M浓度下达到约70%–80%抑制。
4.3 功能摄取实验：氟西汀（0.5 μM）完全抑制FFN246摄取（约93%抑制），而三种单萜仅产生部分抑制，在600 μM时最大抑制为42%–55%。抑制呈浓度依赖性但未达到完全阻断，提示部分抑制而非经典竞争性阻断特征。
五、讨论与结论
研究讨论指出，单萜的对接评分较低与其缺乏可质子化胺基和扩展芳香系统的结构特征一致，其相互作用以疏水接触为主。分子对接预测与实验药理学之间存在部分不一致，α-蒎烯在实验中的效能高于与其对接评分相近的樟脑，提示静态对接方法无法完全反映蛋白构象动力学和配体驻留时间等因素。放射性配体置换与功能摄取抑制之间的差异可能反映S1和S2位点的不同参与机制，或脂溶性单萜通过膜介导机制影响转运蛋白构象平衡。研究局限性包括：静态对接结构未充分捕捉构象灵活性；异源表达系统不能完全再现体内血清素能神经元的调控复杂性；药代动力学数据显示600 μM浓度在人体脑中可能难以达到，应视为体外上限而非生理可达暴露量。研究结论认为，迷迭香主要单萜作为hSERT的部分抑制剂，揭示了迷迭香来源化合物影响血清素能神经传递的此前未被识别的机制，为未来探索其在神经精神疾病中的治疗潜力提供了机制基础。
