王永华教授团队科研取得新进展
近日,国际权威生命信息学杂志《Briefings in Bioinformatics》(IF="9.6)刊登了伟德源自英国始于1946伟德BETVLCTOR1946王永华教授团队研究成果——《Weak-binding" molecules are not drugs?—towarda systematic strategy for finding effectiveweak-binding drugs》。该成果提出了一套较完整的系统力学新策略,借助数学模拟、计算机预测、实验验证发现具有低亲和力与多效性特点的弱结合小分子比高亲和力药物在治疗复杂疾病方面更具有优势,为药物开发提供了新思路与新策略。
十多年来,尽管生物医药领域技术日新月异,但是创新药物发现难度越来越大,药物研发已经处于瓶颈时期。其主要原因不是技术上的限制,而是药物研发领域迫切需要新理论和新思想的突破。在过去30年间,西方药物研发的基本指导思想是:设计具有高亲和力、高选择性的药物分子。也就是说,一个好药物,必须是单靶点,高选择性。显然,这一理论不能很好地解释为什么有些小分子、多靶点药物如阿司匹林是有效的,同时更加不能解释中药成分为什么会有效。实际上,这个理论也正是西方攻击中药无效的基本依据之一。
近年来,研究发现高亲和力、单一配体药物无法应对由复杂因素引起的复杂疾病,比如,癌症,心血管疾病、阿尔茨海默病等。基于此,王永华教授团队大规模地研究了弱结合分子的重要性及其特点并提出发现弱结合分子成药性的系统性研究策略。
王永华教授团队在研究过程中发现,弱结合药物往往具有多靶点的特征,以及与靶点的瞬时结合的特点;此外,弱结合药物靶点的网络拓扑结构以及动力学特征会影响该药物的功效。在此次探索中,团队成员首先动态分析了33个人体最基本靶点互作模式,确定了靶点的最佳拓扑形状与动力学参数;最后,通过实验验证了丝裂原活化蛋白激酶通路,获得多个最佳靶点组合;再次,结合药物-靶点预测与分子动力学模拟方法,得到2个来自于中药天然产物的弱结合化分子,即毛地黄黄酮(luteolin)与丹参酮ⅡA(tanshinoneⅡA);最后,通过实验验证了药物与靶点的低亲和性以及药物的抗炎效果。
这一研究策略表明:弱结合药物具有发挥最大疗效的潜能,同时可能减少副作用。这一研究不仅为药物开发提供了新方向,研究并发现弱结合药物为药物开发领域带来了曙光,同时也解释了中药弱结合、多靶点的药理学机制,为中药药理学研究提供了新技术和理论支持。
弱结合药物研究示意图