从 Aconitum carmichaelii Debeaux 中发现的新抗抑郁二萜生物碱：可能是 NLRP3 激活的抑制剂

《Bioorganic Chemistry》：New antidepressant diterpenoid alkaloids from Aconitum carmichaelii Debeaux: Potential inhibitors of NLRP3 activation

从Aconitum carmichaelii侧根中分离出五个新二萜生物碱（acarmalines A-E），结构经核磁共振及质谱确证，并探讨其生物合成途径。活性筛选显示化合物1-5对LPS刺激的BV2细胞具有神经保护作用，其中化合物1在0.1 mg/kg剂量下通过抑制NLRP3通路显著改善小鼠悬尾实验中的抑郁样行为，与氟西汀效果相当，其机制经Western blot、免疫荧光及分子对接验证。

　　

尹伟峰|潘学革|白茂莉|童卓航|李东旭|丁康|何军|张伟库|徐洁坤

北京中医药大学生命科学学院与中药学院，中国北京市100029

摘要

靶向NOD样受体蛋白3（NLRP3）被视为治疗抑郁症的新策略。通过对Aconitum carmichaelii Debeaux（附子）侧根的化学研究，分离出了五种新的二萜生物碱acarmalines A-E（1–5）。通过光谱分析（1D、2D NMR、HR-ESI-MS和IR）以及量子化学计算阐明了它们的结构，并讨论了它们的生物合成途径。生物活性研究表明，1、2、4和5在LPS刺激的BV2细胞中表现出显著的神经保护作用。值得注意的是，化合物1在0.1 mg/kg的剂量下对小鼠的尾部悬吊试验（TST）显示出显著的抗抑郁效果，其效果与阳性对照氟西汀（10 mg/kg）相当。此外，机制研究表明，1通过Western blot和免疫荧光实验调节NLRP3通路，表现出显著的抗神经炎症作用。最后，细胞热位移测定（CETSA）和分子对接研究证实1可能作为NLRP3激活的抑制剂。这些发现为设计NLRP3激活抑制剂作为新型抗抑郁药物提供了依据。

引言

抑郁症表现为认知功能、情绪调节、记忆保持、运动活动、动机以及一系列生理症状的受损，被认为是最常见的致残性心理健康障碍之一，影响全球约3.5亿人[1,2]。氟西汀作为抗抑郁药的代表，通常被用作抑郁症的一线治疗药物[3]。遗憾的是，目前使用的许多药物（包括氟西汀）都存在不良副作用，如疗效缓慢、体重增加、代谢功能障碍，甚至长期使用还会增加自杀风险[4,5]。因此，有必要探索具有更高疗效和快速起效的新药物[6]。

神经炎症是重度抑郁症发展的关键步骤[7]。NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体是神经系统中最广泛研究的炎症小体，由NLRP3、ASC和caspase-1组成[8]。它可被多种病原体相关分子模式（PAMPs）和损伤相关分子模式（DAMPs）激活，随后通过细胞外ATP或细菌毒素（如nigericin）进一步激活，最终导致促炎细胞因子IL-1β的释放，从而引发神经炎症[9,10]。靶向NLRP3炎症小体通路以调节神经炎症是治疗抑郁症的一种有前景的治疗策略[8]。

天然植物及其部位或提取物常被用作抗炎剂[11]。Aconitum carmichaelii Debeaux的侧根属于毛茛科（Ranunculaceae）的Aconitum属，在中国被称为“附子”[12]。对附子的药理学研究表明，其提取物具有抗炎作用[12],[13],[14]。二萜生物碱（DAs）是“附子”的特征成分，具有复杂的结构和丰富的药理活性[15]。根据其骨架碳原子，DAs被分为三类：C₁₈-、C₁₉-和C₂₀-DAs，其中C₁₉-DA_S是“附子”中的主要成分[16]。

在本研究中，通过对A. carmichaelii Debx侧根的化学成分进行探索，分离出了四种新的C₁₉-DAs（acarmalines A-D（1–4）和一种新的C₂₀-DA（acarmaline E（5）（图1）。我们首先评估了这些化合物在LPS刺激下对BV2细胞的保护作用及其对炎症细胞因子的影响。随后，使用小鼠尾部悬吊试验（TST）测试了1的抗抑郁效果。此外，还进行了Western blot和免疫荧光实验以评估1对NLRP3通路的调节作用。最后，通过分子对接研究和细胞热位移测定（CETSA）评估了1与NLRP3的结合能力。

实验程序

一般实验程序

高效液相色谱（HPLC）-DAD分析在Agilent 1260系列系统（Agilent Technologies，美国圣克拉拉）上进行，使用Phenomenex Luna C18柱（250 mm × 4.6 mm，5 μm）。制备型HPLC使用Shimadzu系统进行，配备SPD-20 A检测器和Phenomenex Gemini C18及ES Sonoma C18柱（250 mm × 10 mm，5 μm）。柱层析分离使用ODS（50 μm，YMC Co. Ltd.，日本）和Sephadex LH-20（18–110 μm）柱进行。

结构鉴定

化合物1以白色无定形粉末的形式获得。其分子式为C₃₂H₄₅NO₁₁，根据HR-ESI-MS数据在m/z 620.3053处确定（M₊ + H）（C₃₂H₄₆NO₁₁⁺的calcd值为620.3065，饱和度为十一度）。红外光谱显示存在羟基（3329 cm^?1）、羰基（1723 cm^?1）和苯环（1571 cm^?1）官能团，表明具有六环核心结构。1的¹H NMR光谱数据（表1）显示...

结论

从A. carmichaelii Debx中分离并鉴定了四种新的C₁₉-DAs（acarmalines A-D（1–4）和一种新的C₂₀-DA（acarmaline E（5）。提出了以阿科尼丁（aconitine）为前体的生物合成途径。生物活性研究表明，1、2、4和5在10 μM浓度下在LPS刺激的BV2细胞中表现出显著的神经保护作用，并降低了炎症细胞因子IL-18的表达。值得注意的是，化合物1表现出显著的剂量依赖性...

作者贡献声明

尹伟峰：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据管理。 潘学革：撰写 – 审稿与编辑，数据管理。 白茂莉：撰写 – 审稿与编辑，软件操作，数据分析。 童卓航：撰写 – 审稿与编辑，软件操作，数据分析。 李东旭：撰写 – 审稿与编辑。 丁康：撰写 – 审稿与编辑。 何军：撰写 – 审稿与编辑，方法学研究。 张伟库：撰写 – 审稿与编辑，软件操作，方法学研究，数据管理。 徐洁坤：

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（82574293；82574294；82273809；82273815）、中日友好医院的国家高级医院临床研究资助及精英医学专业项目（2025-NHLHCRF-PY-27；ZRJY2023-QM10；ZRJY2024-BJ01；2025-NHLHCRF-JBGS-A-WZ-10）、天津药物评价与系统转化医学国家重点实验室的开放研究基金（712025008）的支持。