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疼痛與癲癇是困擾全球數(shù)億患者的重大健康問(wèn)題。尤其是失神性癲癇（Absence Seizures,ASs），其特征為突發(fā)性意識(shí)喪失和腦電圖中典型的“棘慢波放電”（Spike-and-Wave Discharges,SWDs），目前臨床常用藥物如乙琥胺雖有效，但存在副作用且對(duì)部分患者效果有限。另一方面，疼痛（如炎癥性疼痛和神經(jīng)病理性疼痛）的治療仍依賴(lài)阿片類(lèi)藥物，但長(zhǎng)期使用易導(dǎo)致成癮和耐受性。因此，尋找安全高效的新型藥物靶點(diǎn)迫在眉睫。

低電壓門(mén)控鈣通道（Low-Voltage-Gated Calcium Channels,LVGCCs）中的Cav3.1和Cav3.2亞型被認(rèn)為是治療疼痛和失神性癲癇的關(guān)鍵靶點(diǎn)。這些通道在神經(jīng)元的興奮性和節(jié)律性活動(dòng)中發(fā)揮核心作用。例如，Cav3.2在疼痛信號(hào)傳遞中被廣泛激活，而Cav3.1的過(guò)度表達(dá)與失神性癲癇的發(fā)生密切相關(guān)。然而，現(xiàn)有LVGCCs抑制劑（如Z944）雖在臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)潛力，但其選擇性和長(zhǎng)期安全性仍需優(yōu)化。傳統(tǒng)中藥?kù)`芝（Ganoderma）因其豐富的生物活性成分備受關(guān)注。靈芝提取物在鎮(zhèn)靜、神經(jīng)保護(hù)和抗癲癇等方面已有研究，但具體活性成分及其作用機(jī)制尚不明確。前期，通過(guò)植物化學(xué)和電生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)靈芝中的新骨架芳香雜萜類(lèi)分子具有LVGCCs抑制活性(Org. Lett.,2015)。然而，這些分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、天然豐度極低、合成難度較大，限制其深入研究。后續(xù)研究人員基于藥物化學(xué)的研究思維分析活性結(jié)構(gòu)母核和官能團(tuán)，并通過(guò)電生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)一系列簡(jiǎn)單芳香雜萜類(lèi)分子也具有較好的活性。其中，Ganomycin C（GMC）作用突出，該研究旨在系統(tǒng)評(píng)估GMC對(duì)LVGCCs的選擇性抑制作用，并探索其在緩解疼痛和失神性癲癇中的實(shí)際效果與作用機(jī)制。主要研究成果包括：

1. GMC選擇性抑制Cav3.1和Cav3.2通道

通過(guò)電生理實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)GMC對(duì)Cav3.1和Cav3.2通道的抑制效果顯著，半數(shù)抑制濃度（IC）分別為3.59 μM和3.27 μM，而對(duì)Cav3.3的抑制效果弱5倍以上（SI≈5）。并且它對(duì)失活狀態(tài)的Cav3.2抑制作用更強(qiáng)，還具有使用依賴(lài)性（圖1A-C）。進(jìn)一步分析表明，GMC的側(cè)鏈長(zhǎng)度、鄰近雙鍵及羧酸基團(tuán)是其高活性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征。分子動(dòng)力學(xué)模擬等研究表明GMC通過(guò)與Z944類(lèi)似的結(jié)合方式與Cav3.1和Cav3.2相互作用（圖1H），但這種作用方式在Cav3.3中卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這種選擇性抑制機(jī)制使其在靶向治療中更具優(yōu)勢(shì)。

2. 顯著降低疼痛敏感性

研究團(tuán)隊(duì)在四種小鼠疼痛模型中驗(yàn)證了GMC的鎮(zhèn)痛效果。在醋酸誘導(dǎo)的內(nèi)臟疼痛模型中，GMC顯著減少腹部扭體次數(shù)（圖2E）；在卡拉膠誘導(dǎo)的炎癥性疼痛模型中，GMC顯著提高小鼠足部機(jī)械痛閾值，效果持續(xù)至給藥后2小時(shí)。此外，GMC對(duì)紫杉醇和坐骨神經(jīng)慢性壓迫（CCI）誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛同樣有效，其鎮(zhèn)痛效果與Z944相當(dāng)，且在高劑量下對(duì)CCI模型表現(xiàn)出更持久的緩解。值得注意的是，GMC對(duì)背根神經(jīng)節(jié)（DRG）神經(jīng)元的興奮性具有特異性調(diào)節(jié)作用（圖1D-H），通過(guò)抑制DRG神經(jīng)元受到傷害刺激誘發(fā)的興奮性，發(fā)揮廣譜鎮(zhèn)痛作用。

圖1 GMC對(duì)Cav3.2通道以及DRG的抑制作用機(jī)制研究

3. 有效緩解失神性癲癇

在γ-丁內(nèi)酯（GBL）誘導(dǎo)的小鼠失神性癲癇模型中，GMC展現(xiàn)出抗癲癇潛力。腦電圖記錄顯示，GMC（20 mg/kg）顯著降低SWDs的總數(shù)量、持續(xù)時(shí)間和功率，效果優(yōu)于臨床標(biāo)準(zhǔn)藥物乙琥胺（ESM,200 mg/kg）（圖2C-D）。機(jī)制研究表明，GMC可以通過(guò)抑制丘腦皮層環(huán)路神經(jīng)元與失神癲癇發(fā)作相關(guān)的Bursting firing（但不影響正常的Tonic firing），發(fā)揮緩解失神癲癇的作用（圖2A-B）。

綜上，該研究從靈芝中發(fā)現(xiàn)一個(gè)靶向Cav3.1和Cav3.2的鎮(zhèn)痛和緩解失神癲癇新穎先導(dǎo)分子，闡明其作用機(jī)理和構(gòu)效關(guān)系。首次揭示了靈芝萜類(lèi)化合物GMC的雙重治療潛力，為疼痛和癲癇的藥物研發(fā)開(kāi)辟了新路徑，拓展了靈芝芳香雜萜類(lèi)分子研究與開(kāi)發(fā)利用的新方向。此外，靈芝作為我國(guó)最著名的中藥，其化學(xué)成分已得到充分研究，為GMC的后續(xù)開(kāi)發(fā)提供了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

圖2 GMC鎮(zhèn)痛與抗失神癲癇作用機(jī)制研究

近日，該研究工作以Ganomycin C,a Ganoderma meroterpenoid,alleviates pain and absence seizures in mice by targeting Cav3.1 and Cav3.2 low-voltage-gated calcium channels為題發(fā)表在《植物療法研究》（Phytotherapy Research）。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所博士生董錠、已畢業(yè)碩士研究生全書(shū)琴、伍銘坤為該論文的共同第一作者。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所年寅研究員、彭惺蓉副研究員、邱明華研究員為共同通訊作者。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、昆明植物研究所自主計(jì)劃、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目、云南省自然科學(xué)基金杰出青年專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)科學(xué)院“西部之光”青年學(xué)者項(xiàng)目等支持。

文：董錠