马丁诺苷通过稳定RPL27A来挽救5-氟尿嘧啶损伤的核糖体生物发生

Martynoside (MAR)是一种生物活性成分，存在于几种著名的补益中药中，具有减轻5-氟尿嘧啶(5-FU)诱导的骨髓抑制作用。然而，MAR的分子靶点和综合机制尚未被探索。研究小组采用md-LED方法，将人类外显子文库构建、mRNA显示技术和高通量测序相结合，系统地分析了mar -蛋白在体外的相互作用。核糖体蛋白L27a (RPL27A)被确定为MAR的关键结合靶蛋白，并证实了MAR与RPL27A外显子4,5编码区之间的特异性相互作用，确定了参与这种相互作用的关键氨基酸(R87和K116)。在功能上，MAR减弱了5- fu诱导的骨髓有核细胞的细胞毒性，并通过降低RPL27A在K92和K94位点的泛素化来稳定RPL27A蛋白。此外，通过整合无标记的定量泛素化蛋白质组学、转录组学和核糖体功能分析，本研究表明，MAR增加了成熟rRNA丰度、核糖体蛋白丰度和核糖体丰度。这些结果表明，MAR可能通过结合和稳定RPL27A来挽救5-FU受损的核糖体生物发生，从而恢复被5-FU破坏的骨髓造血功能。

　　

本研究由西湖大学孙仁教授和浙江大学医学院第二附属医院肿瘤研究所研究员杜玉申主持。

骨髓毒性是常用的化疗药物5-氟尿嘧啶(5-FU)的主要剂量限制效应，可能危及患者的生命。核糖体生物发生是调节造血干细胞的关键途径，其破坏对造血是有害的。用5-FU治疗会损害核糖体的生物生成并引起血液毒性。Martynoside (MAR)是一种苯丙类糖苷类化合物，存在于养血中药中，对5- fu诱导的小鼠骨髓抑制具有多系保护作用。科学家们已经证实，MAR不会损害5-FU对黑色素瘤或结肠癌的抗癌作用，支持MAR在减轻化疗血液学毒性作用方面的临床意义。然而，MAR的直接分子靶点尚未报道，其作用机制尚不清楚。

药物靶点的确定是研究药物作用机制和开发新一代药物的基础，这些药物具有更高的疗效和更低的毒副作用。最近开发的md-LED (mRNA显示与均匀分布文库)方法，集人类外显子文库构建，mRNA显示和高通量测序于一体，已被证明是一种半定量和低劳动密集型的蛋白质相互作用研究方法。与常用的亲和纯化/质谱(AP-MS)方法相比，该平台具有几个优势，包括避免高假阳性相互作用，并提供对潜在结合域的洞察。

首先，研究小组采用md-LED方法探测与MAR相互作用的蛋白，发现核糖体蛋白L27a (RPL27A)是MAR的关键结合靶蛋白，MAR特异性结合RPL27A的外显子4,5编码区，解离常数(Kd)为16.6 μmol/L。然后，R87和K116被确定为负责相互作用的关键氨基酸。

此外，体内和体外研究表明，MAR通过抑制RPL27A在K92和K94的泛素化，减轻了5- fu诱导的RPL27A蛋白水平的降低。

由于核糖体蛋白在核糖体生物发生中起着至关重要的作用，这些发现促使科学家们研究MAR和RPL27A在5- fu处理细胞中调控成熟rRNA丰度和整体核糖体蛋白丰度以及核糖体功能中的作用。他们发现，在各种5- fu处理的细胞模型中，MAR成功地恢复了受损的成熟rRNA丰度。值得注意的是，MAR治疗导致总核糖体蛋白水平增加，核糖体丰度增加，核糖体功能改善。

综上所述，这些结果表明MAR可能通过结合和稳定RPL27A来挽救5-FU受损的核糖体生物发生，从而恢复5-FU破坏的骨髓造血功能。此外，本研究验证了基于PCR扩增的md-LED方法可能是基于ms的药物-蛋白质相互作用探测策略的补充。