Stanford Medical School Discovery Walk 与沿线研究建筑
斯坦福大学医学院 Discovery Walk,2022 年(摄影:Suiren2022,Wikimedia Commons,CC BY-SA 4.0)(Suiren2022 / Wikimedia Commons;CC BY-SA 4.0)

从结构相似候选到受体功能测定

研究以 4 种已知大麻素受体 1(cannabinoid receptor 1,CB1)拮抗剂为参照,对 SWEETLEAD 化学数据库进行基于配体的虚拟筛选。筛选得到 62 种结构相似候选,进一步对接分析将染料木素(genistein)列为可能与 CB1 结合的分子。

放射性配体结合实验报告,染料木素对人 CB1 的半数抑制浓度为 150 nM。受体功能测定显示,它在没有激动剂刺激时未降低基础活性,作者将其归为中性拮抗剂。研究随后使用人源内皮细胞,考察受体作用与细胞功能之间的关系。

4 位健康供者提供人源内皮模型

研究使用 4 位匿名健康供者的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC),生成并富集内皮细胞。原代人脐静脉内皮细胞、冠状动脉内皮细胞等也用于相关比较,使团队能够检查不同内皮模型的反应。

在递增浓度的 Δ9-四氢大麻酚(Δ9-tetrahydrocannabinol,THC)细胞活性实验中,研究观察到内皮细胞的毒性反应,人胚胎干细胞来源心肌细胞和心室成纤维细胞则未显示同样影响。后续机制与保护作用主要在 iPSC 来源内皮细胞中考察。

THC 降低若干抗氧化相关基因的表达,增加活性氧信号,并提高炎症介质表达和单核细胞黏附。研究还观察到核因子 κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)的磷酸化和核内分布变化,从基因、蛋白和细胞功能等层面描述内皮反应。

染料木素减轻炎症,并缩短恢复时间

已知 CB1 拮抗剂减轻了 THC 引起的炎症和氧化应激表达变化,降低 CB1 表达的比较也支持该受体参与这些过程。染料木素随后在抗氧化试剂比较中显示保护作用,并改善相关基因表达。

图 5 的人源内皮功能实验采用 5 μM THC 与 10 μM 染料木素,处理 48 小时。两者合用后,单核细胞黏附减少,NF-κB 磷酸化减轻。研究将受体结合、细胞活性、活性氧、基因表达和黏附分别测量,以检查候选物在不同层面的作用。

THC 暴露后换回新培养液,部分炎症基因恢复至基线约需 8–10 天;合用染料木素时缩短至 4–6 天,暴露后再用染料木素干预则为 6–8 天。处理顺序改变了恢复时间,因此研究分别报告两种干预方式。

检测干扰与内皮成熟度影响结果解释

作者指出,染料木素可能聚集、影响细胞膜或干扰发光测定,也可能通过 CB1 以外的机制产生作用。因此,受体与多类细胞终点相互补充,而候选物的作用选择性仍需单独检验。

iPSC 来源内皮细胞的成熟度有限,培养物包含动脉、静脉和淋巴内皮等成分。作者结合原代细胞进行比较,以弥补单一分化模型的不足。这些具体模型特征,是解释氧化应激、炎症和黏附反应时需要考虑的条件。

来源与延伸阅读

  1. Cannabinoid receptor 1 antagonist genistein attenuates marijuana-induced vascular inflammation. Cell. 2022. doi:10.1016/j.cell.2022.04.005 ↗