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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 銀杏葉提取物通過(guò)PI3K/AKT途徑抑制血小板活性
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目首次發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物通過(guò)PI3K/AKT途徑抑制血小板活性，對(duì)研究開(kāi)發(fā)新的銀杏葉制劑具有重大的價(jià)值。
- 詳細(xì)介紹：
- 當(dāng)血管內(nèi)皮受到損傷，血小板就會(huì)與暴露的內(nèi)皮下基質(zhì)，如VWF分子、膠原等結(jié)合。接下來(lái)，激活的血小板會(huì)從其胞內(nèi)的α顆粒和致密顆粒中分泌出一些調(diào)節(jié)因子，例如ADP、血栓烷A2來(lái)激活其他血小板分子，共同形成聚集塊，最后，一些聚集后的事件促使血栓進(jìn)一步穩(wěn)定。 在血小板的激活過(guò)程中，磷酸肌醇3激酶（PI3K）發(fā)揮了很重要的作用。Akt（又名蛋白激酶B）是一個(gè)57000道爾頓大小的絲氨酸-蘇氨酸激酶,是PI3K下游的一個(gè)重要分子，Akt的磷酸化是PI3K通路激活的標(biāo)志。在人體中，已發(fā)現(xiàn)至少有3種不同的Akt亞型，它們是Akt1, Akt2, 和 Akt3，有研究表明人血小板中最主要的Akt亞型是Akt1。一旦PI3K被激活，Akt就會(huì)在蘇氨酸和絲氨酸的調(diào)節(jié)位點(diǎn)發(fā)生磷酸化(Akt-1, Thr308/Ser473; Akt-2, Thr309/Ser474)。 雖然血小板在凝血過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，但血小板的過(guò)度激活會(huì)導(dǎo)致心肌梗死或中風(fēng)，這兩種疾病已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家的頭號(hào)健康殺手。引入抗血小板藥物來(lái)治療動(dòng)脈粥樣硬化、血栓形成等疾病被認(rèn)為是臨床治療的一個(gè)重大突破。一些抗血小板藥，例如環(huán)加氧酶的抑制劑阿司匹林，糖蛋白αIIbβIII的抑制劑阿昔單抗，ADP受體P2Y12的抑制劑氯吡格雷，由于抗血小板活性的功效，被認(rèn)為是心腦血管病患者的福音，但其應(yīng)用卻受各種副作用的約束，所以進(jìn)一步研發(fā)新的抗血小板/血栓的藥物，尤其是我們?nèi)粘ｏ嬍澈椭胁菟幹械奶烊怀煞?，仍然是十分有必要的。例如，白藜蘆醇，這是一種存在于紅酒中的天然成分，有報(bào)道稱，法國(guó)人就是因?yàn)槊刻煨∽眉t酒，提高了血液中高密度脂蛋白膽固醇含量并且稀釋了血液，從而有效地降低了心血管病的發(fā)病幾率。 近年來(lái)，一些研究顯示銀杏葉提取物具有抗血小板活性的功效。銀杏，又稱活化石，是一種生長(zhǎng)于我國(guó)的古老樹(shù)種。銀杏的臨床運(yùn)用可以追溯到中醫(yī)的開(kāi)端，直到現(xiàn)在，銀杏葉提取物已經(jīng)成了美國(guó)甚至全世界銷(xiāo)量最高的中草藥。銀杏葉提取物，富含黃酮糖苷和萜類(lèi)物質(zhì)，已被證明具有預(yù)防和治療心血管疾病的功效。雖然銀杏葉提取物的這種功效已經(jīng)明確，但是其內(nèi)在的分子機(jī)制和信號(hào)通路仍然未知。 本研究的目的就在于闡明銀杏葉提取物抗血小板活性的分子機(jī)制。在實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)，銀杏特提取物可以抑制由ADP、膠原、U46619刺激引發(fā)的血小板聚集，并且這種抑制作用不僅存在于富含血小板的血漿，也存在于洗滌血小板中。此外，銀杏葉提取物大大降低了血小板粘附于膠原包被的玻片和鋪展于纖維蛋白原包被的玻片的能力。不僅如此，我們發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物的使用抑制了AKT的磷酸化，這提示了銀杏葉提取物很可能是通過(guò)抑制PI3K/Akt通路而發(fā)揮其抗血小板功效的。
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作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：雖然銀杏葉提取物的抗血小板作用是明確的，但其分子機(jī)制尚處于未知狀態(tài)。本作品對(duì)比了加入銀杏葉提取物之后的作用效果，揭示了它是通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路抑制血小板活性，為將來(lái)開(kāi)發(fā)新的、有效的、天然的抗血栓藥物提供研發(fā)思路。 基本思路：先探究銀杏葉提取物對(duì)血小板功能的影響，然后尋找其作用的靶蛋白，最后用抑制劑驗(yàn)證明確藥物作用的機(jī)制。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本實(shí)驗(yàn)利用血小板功能檢測(cè)儀全面地研究銀杏葉提取物銀杏葉提取物對(duì)人血小板的影響，用免疫印跡技術(shù)分析銀杏葉提取物作用后血小板內(nèi)的三條信號(hào)通路的分子改變，并進(jìn)一步探究銀杏葉提取物作用于血小板的靶點(diǎn)。 先進(jìn)性和獨(dú)特之處： 1.本作品超越現(xiàn)象表面，是對(duì)銀杏葉提取物抗血栓機(jī)理的進(jìn)一步探索。 2.本作品對(duì)于銀杏葉提取物作用后，血小板的粘附、聚集、P選擇素表達(dá)等功能改變進(jìn)行全面研究。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- WHO(世界衛(wèi)生組織)專家組報(bào)告：心血管疾病是威脅人類(lèi)健康的頭號(hào)殺手，每年奪走全世界1200萬(wàn)人的生命。本實(shí)驗(yàn)研究了銀杏葉提取物預(yù)防血栓的分子機(jī)理，從而為開(kāi)發(fā)更理想的血小板抑制劑提供思路，為臨床上預(yù)防血栓和治療血栓提供新的、副作用更小的、更為理想的方案。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 銀杏葉提取物（GBE）主要含黃酮糖苷和萜類(lèi)化合物等成分，其功能已被廣泛報(bào)道。例如，減少血小板在內(nèi)皮細(xì)胞上的粘附，調(diào)節(jié)血管收縮以及抑制血小板活性等。由于其對(duì)健康的各種益處，銀杏葉提取物已經(jīng)在臨床上作為治療心血管疾病和神經(jīng)性疾病常用藥。雖然已有大量的實(shí)驗(yàn)表明GBE具有顯著的抗凝集活性，但其作用的分子機(jī)制仍然不清楚。本文的研究就是為了探索GBE抑制血小板激活所依賴的分子機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論在富含血小板的血漿(PRP)還是洗滌血小板中，GBE都能抑制腺苷二磷酸（ADP）、膠原和血栓烷A2類(lèi)似物（U46619）引起的血小板聚集。此外，GBE可以抑制血小板在纖維蛋白原表面的鋪展以及流動(dòng)狀態(tài)下在膠原包被的玻片上的粘附。最后，GBE處理后，Akt的磷酸化被顯著抑制，這表明GBE抑制血小板活性很有可能是通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路。
獲獎(jiǎng)情況
- 1.第五期國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目 2.浙江大學(xué)挑戰(zhàn)杯校級(jí)復(fù)賽二等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1.Keun Ho Ryu, Hye Young Han, So Young Lee, Sun Duck Jeon, Guang-Jin Im, Bong Yong Lee, Keunyoung Kim, Kyung-Min Lim, Jin-Ho Chung. Ginkgo biloba extract enhances antiplatelet and antithrombotic effects of cilostazol without prolongation of bleeding time. Thrombosis Research 2009; 124: 328-334. 2.Z. S. HUANG, C. L. ZENG, L. J. ZHU, L. JIANG, N.LI, H. HU. Salvianolic acid A inhibits platelet activation and arterial thrombosis via inhibition of phosphoinositede 3-kinase. Journal of Thrombosis and Haemostasis 2010; 8: 1-11.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 雖然血小板參與生理止血過(guò)程，但其過(guò)度活化與心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)今預(yù)防血栓形成最常用的抗血小板藥物阿司匹林、抵克利得等卻因?yàn)楦弊饔煤湍褪艿年P(guān)系，在臨床應(yīng)用上受到限制。因此，開(kāi)發(fā)更理想的抗血栓藥物是非常值得關(guān)注的研究課題。 目前，在相關(guān)銀杏葉提取物的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道中，揭示了銀杏葉提取物具有改善記憶、抗衰老、抗炎癥、增加NO含量等多種功能，此外對(duì)銀杏葉提取物抗血栓的功能也有所報(bào)道，但是這些報(bào)道還僅僅停留在現(xiàn)象描述水平，例如觀察到銀杏葉提取物減弱了人、兔等血小板的聚集功能等，但還沒(méi)有提出一個(gè)被廣泛認(rèn)同的分子機(jī)理。 銀杏葉提取物具有抑制血小板聚集的作用，這可能是因?yàn)槠淠芤种蒲ㄍ锳2（TXA2）的合成并增加cAMP的水平，從而降低胞內(nèi)鈣離子的濃度，最終抑制血小板活性。銀杏葉提取物可以抑制血小板活化因子（PAF）誘導(dǎo)的血小板聚集，抑制程度與所加的藥物濃度呈劑量依賴關(guān)系，后來(lái)證明這一作用是受體介導(dǎo)的。此外，銀杏葉提取物的作用還可能是通過(guò)NO實(shí)現(xiàn)的。NO會(huì)增加cGMP的水平，然后激活PKG，PKG的激活會(huì)通過(guò)多種途徑抑制血小板活性。比如PKG能促進(jìn)肌漿網(wǎng)攝取胞質(zhì)中的鈣離子從而降低胞內(nèi)Ca2+濃度；PKG也能抑制肌醇-1,4,5-三磷酸途徑釋放的Ca2+；PKG還能磷酸化TXA2的受體使其失活以及抑制PI3K的活性，從而抑制血小板聚集。 本研究以銀杏葉提取物抑制血小板聚集為起始，用一系列體外實(shí)驗(yàn)探索其作用機(jī)制，最后發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物對(duì)血小板的抑制作用與其對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路的抑制作用相一致，本作品的結(jié)果可以為將來(lái)開(kāi)發(fā)更理想的抗血栓藥物提供設(shè)計(jì)思路。
