天然药研究总被质疑“靶点不清”？陈香美院士团队APSB 范式：绿原酸直接靶向 RAC1，通路闭环做实肾保护机制
发布时间：
2026-06-25
在天然产物肾病药理研究起步阶段，多数工作都遵循“造模给药—测生化指标—跑WB验证通路”的固定范式：动物模型看到尿蛋白减轻、炎症指标下降，就套上PI3K/AKT、NF-κB这类经典通路解释机制。这类研究能产出基础成果，但始终绕不开一个核心质疑：天然成分往往药理活性广泛，到底哪个蛋白是直接作用靶点？肾保护效果是特异性靶点介导，还是广谱抗氧化的附带效应？说不清直接靶点，机制研究就浮于表面，也没法支撑后续药物优化与临床转化。
这正是近年顶刊天然药物研究的清晰转向：从“表型有效”向“靶点实锤”升级，用化学蛋白质组学手段锁定直接结合蛋白，再从分子、细胞到组织层面完整串联调控通路，让天然产物的药效机制真正站得住脚。
中国人民解放军总医院蔡广研/李平/洪权/陈香美院士团队发表的成果，首次证实天然小分子绿原酸（CGA）可直接靶向RAC1的GTP/GDP结合结构域，通过RAC1-AKT-THBS1-CD36信号轴，同时抑制系膜细胞增殖与巨噬细胞介导的炎症反应，在系膜增生性肾小球肾炎（MsPGN）模型中发挥明确肾保护作用，为肾病天然药物研究建立了“靶点明确、通路闭环”的全新范式。下面结合全文完整证据链，拆解这套研究思路，以及对肾病药理、中药活性成分方向国自然选题的核心启发。
标题：Direct pharmacological targeting of RAC1 by chlorogenic acid: A novel therapeutic approach for mesangial proliferative glomerulonephritis
期刊：APSB
影响因子：IF=14.6
发表时间：2026.6.24
一、体内药效验证：CGA缓解Anti-Thy1肾炎，兼具抗炎与抗增殖双重活性
研究采用经典Anti-Thy1抗体诱导大鼠系膜增生性肾炎模型，高度模拟临床MsPGN的病理进程，系统验证CGA的体内肾保护作用：
- 肾功能改善：CGA给药显著降低肾小球有核细胞数量，有效降低尿白蛋白肌酐比（UACR），血肌酐、尿素氮无异常波动，安全性良好；
- 炎症抑制：显著减少肾小球CD68+巨噬细胞浸润，下调TNFα、IL-6、IL-1β等促炎因子转录水平；
- 增殖阻断：降低α-SMA、Desmin等系膜活化标志物表达，减少PCNA、Ki67阳性细胞比例，强效抑制系膜细胞异常增殖。
二、肾小球精准蛋白组：锁定AKT/THBS1核心调控通路
为突破全组织蛋白组的分辨率局限，研究采用激光显微切割技术分离肾小球，开展高精准定量蛋白质组学分析：
- 模型组与对照组共鉴定149个差异蛋白，CGA处理可逆转其中33个蛋白的异常表达；
- KEGG通路富集显示PI3K-AKT信号通路显著富集，其中THBS1是通路中的核心差异分子；
- 共定位验证证实THBS1主要由系膜细胞分泌，在肾炎模型中显著上调，CGA可剂量依赖性下调THBS1表达，同时抑制AKT磷酸化。
三、化学蛋白质组学垂钓：RAC1是CGA的直接作用靶点
为找到CGA的直接作用蛋白，研究合成生物素标记探针Bio-CGA，通过链霉亲和素Pull-down联合质谱开展无偏靶点垂钓：
- 共鉴定到560个CGA结合蛋白，其中13个富集于PI3K-AKT通路；
- 经分子对接打分排序与病理机制相关性筛选，最终锁定Rho家族小G蛋白RAC1为核心候选靶点；
- 表面等离子体共振（SPR）实验实锤高亲和力结合，动力学KD为14μmol/L，稳态KD达2.89μmol/L。
四、分子机制解析：竞争性结合GTP/GDP结构域，抑制RAC1活化
研究通过分子动力学模拟结合定点突变，精准解析CGA与RAC1的结合模式与功能效应：
- CGA结合于RAC1的GTP/GDP结合域，与Lys15、Pro33、Thr34三个关键氨基酸形成氢键与静电相互作用，位点突变后结合完全消失；
- 结合模式与经典RAC1抑制剂EHT1864高度同源，通过竞争性占位抑制RAC1的GTP酶活化；
- 靶点依赖性验证：RAC1敲低后，CGA的系膜细胞抗增殖效应完全消失，证实药效严格依赖RAC1靶点。
五、通路闭环：RAC1-AKT-THBS1-CD36轴介导系膜-巨噬细胞交互调控
研究完整串联了从分子靶点到细胞间交互的病理调控链条，阐明双重保护机制：
- 上游调控：CGA靶向抑制RAC1活性，下调AKT磷酸化，减少系膜细胞THBS1的表达与分泌；
- 细胞交互：系膜细胞分泌的THBS1结合巨噬细胞膜CD36受体，激活巨噬细胞并释放促炎因子，形成“炎症-增殖”恶性循环；
- 双重阻断：CGA通过该轴一方面直接阻滞系膜细胞G1/S期转换、抑制增殖，另一方面削弱巨噬细胞活化与炎症因子释放；
- 回补验证：THBS1过表达、AKT激动剂均可逆转CGA的保护效应；THBS1/CD36中和抗体可消除CGA的抗炎作用。
三、三大核心创新，树立肾病天然药物研究新标杆
1.靶点突破：破解天然产物“机制模糊”难题
首次证实RAC1是绿原酸的直接作用靶点，建立了“活性验证-组学筛选-靶点垂钓-结构解析”的标准化研究流程，可复用至其他中药活性成分的机制研究。
- 机制创新：阐明细胞交互的病理新范式
揭示“系膜细胞-巨噬细胞”交互的MsPGN病理新机制，通过单一靶点同时调控细胞增殖与炎症反应，双重阻断疾病进展，机制更全面。
- 转化价值：安全高效的候选治疗分子
绿原酸来源广泛、安全性高，明确靶点后为其成药性优化提供了结构基础，也为MsPGN提供了全新治疗靶点与天然候选分子。
四、延伸选题方向
低难度（青年基金快速落地）
- 拓展CGA在糖尿病肾病、IgA肾病等其他肾病模型中的肾保护作用验证；
- 筛选绿原酸结构衍生物，优化RAC1结合活性与细胞药效；
- 验证其他天然酚酸类成分对RAC1的靶向作用与构效关系。
中难度（面上项目深度挖掘）
- 解析CGA-RAC1复合物共晶结构，开展基于结构的药物优化设计；
- 探究RAC1翻译后修饰对系膜细胞活化的调控作用；
- 构建系膜特异性RAC1敲除小鼠，验证体内病理功能与靶点特异性。
高难度（重点项目/转化研究）
- 开发肾小球靶向纳米递送系统，提升RAC1抑制剂的肾脏富集与治疗效果；
- 临床样本验证RAC1-THBS1轴与MsPGN患者预后的相关性；
- 推进绿原酸制剂的临床前成药性评价，探索临床转化应用。
结尾总结
这项研究跳出了天然产物肾病研究“重表型、轻靶点”的传统框架，通过激光显微切割蛋白组、化学蛋白质组学靶点垂钓、分子互作验证的完整技术链条，把绿原酸的肾保护机制做到了靶点明确、通路闭环。
相关新闻
微信公众号