近日，我校民族醫(yī)藥學院、藥學院/現(xiàn)代中藥產業(yè)學院、西南特色中藥資源國家重點實驗室張藝研究員團隊與清華大學林金明教授團隊合作在國際知名期刊《Journal of pharmaceutical analysis》（中科院一區(qū)）發(fā)表題為“Neurotoxicity mechanism of aconitine in HT22 cells studied by microfluidic chip-mass spectrometry”的研究論文，我校藥學院/現(xiàn)代中藥產業(yè)學院2020級直博生張英睿和2021級博士生陳詩雨為論文并列第一作者，民族醫(yī)藥學院張藝研究員和清華大學林金明教授為共同通訊作者，西南特色中藥資源國家重點實驗室為第一單位。

鐵棒錘Aconitum pendulum Busch.作為具有大毒大效的傳統(tǒng)藏藥，用藥歷史悠久。研究表明，烏頭堿是鐵棒錘中主要的毒性成分，具有中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，但其神經(jīng)毒性作用機制尚待深入揭示。本研究選擇HT22細胞為研究對象，以興奮性氨基酸引發(fā)的神經(jīng)毒性為切入點，應用Chip-MS實時在線監(jiān)測細胞代謝產物的變化；同時利用分子生物學技術檢測Ca²⁺、氧化應激和細胞凋亡相關指標，探究烏頭堿的神經(jīng)毒性機制。研究結果表明，烏頭堿誘發(fā)的神經(jīng)毒性主要與谷氨酸和天冬氨酸引起的興奮性毒性有關。烏頭堿作用于HT22細胞能引起胞外谷氨酸和天冬氨酸含量升高，導致乳酸的堆積和葡萄糖的消耗，提示糖酵解增強。通過Chip-MS技術對谷氨酸和乳酸含量的動態(tài)變化過程進行實時在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在烏頭堿作用下相關細胞代謝物的整體水平均有升高。胞外谷氨酸的激增會進一步導致Ca²⁺內流，致使胞內Ca²⁺超載，同時引起一系列氧化應激反應，最終通過調控Bax/Bcl-2蛋白比值導致細胞凋亡。值得注意的是，興奮性毒性、Ca²⁺超載以及氧化應激三者之間相互影響，存在著一定的串擾關系，進一步加劇烏頭堿的神經(jīng)毒性作用。

圖1. 基于Chip-MS的烏頭堿神經(jīng)毒性探究實驗原理圖

圖2. 烏頭堿刺激后細胞內源性代謝物差異熱圖

圖3. 基于Chip-MS的谷氨酸、乳酸實時在線動態(tài)分析結果

該成果得到國家自然科學基金重點項目（No. 82130113, 22034005）、國家自然科學基金面上項目（No. 81973569）、國家重點研發(fā)計劃項目（No. 2021YFF0600700）等資助。

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095177922001204

供稿：西南特色中藥資源國家重點實驗室、民族醫(yī)藥學院、藥學院/現(xiàn)代中藥產業(yè)學院張藝研究員課題組。