近日，威尼斯官网民族医药学院、药学院/现代中药产业学院、西南特色中药资源国家重点实验室张艺研究员团队与清华大学林金明教授团队合作在国际知名期刊《Journal of pharmaceutical analysis》（中科院一区）发表题为“Neurotoxicity mechanism of aconitine in HT22 cells studied by microfluidic chip-mass spectrometry”的研究论文，威尼斯官网药学院/现代中药产业学院2020级直博生张英睿和2021级博士生陈诗雨为论文并列第一作者，民族医药学院张艺研究员和清华大学林金明教授为共同通讯作者，西南特色中药资源国家重点实验室为第一单位。

铁棒锤Aconitum pendulum Busch.作为具有大毒大效的传统藏药，用药历史悠久。研究表明，乌头碱是铁棒锤中主要的毒性成分，具有中枢神经系统毒性，但其神经毒性作用机制尚待深入揭示。本研究选择HT22细胞为研究对象，以兴奋性氨基酸引发的神经毒性为切入点，应用Chip-MS实时在线监测细胞代谢产物的变化；同时利用分子生物学技术检测Ca²⁺、氧化应激和细胞凋亡相关指标，探究乌头碱的神经毒性机制。研究结果表明，乌头碱诱发的神经毒性主要与谷氨酸和天冬氨酸引起的兴奋性毒性有关。乌头碱作用于HT22细胞能引起胞外谷氨酸和天冬氨酸含量升高，导致乳酸的堆积和葡萄糖的消耗，提示糖酵解增强。通过Chip-MS技术对谷氨酸和乳酸含量的动态变化过程进行实时在线监测发现，在乌头碱作用下相关细胞代谢物的整体水平均有升高。胞外谷氨酸的激增会进一步导致Ca²⁺内流，致使胞内Ca²⁺超载，同时引起一系列氧化应激反应，最终通过调控Bax/Bcl-2蛋白比值导致细胞凋亡。值得注意的是，兴奋性毒性、Ca²⁺超载以及氧化应激三者之间相互影响，存在着一定的串扰关系，进一步加剧乌头碱的神经毒性作用。

图1. 基于Chip-MS的乌头碱神经毒性探究实验原理图

图2. 乌头碱刺激后细胞内源性代谢物差异热图

图3. 基于Chip-MS的谷氨酸、乳酸实时在线动态分析结果

该成果得到国家自然科学基金重点项目（No. 82130113, 22034005）、国家自然科学基金面上项目（No. 81973569）、国家重点研发计划项目（No. 2021YFF0600700）等资助。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095177922001204

供稿：西南特色中药资源国家重点实验室、民族医药学院、药学院/现代中药产业学院张艺研究员课题组。