基本信息
- 项目名称：
- 银杏叶提取物通过PI3K/AKT途径抑制血小板活性
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目首次发现银杏叶提取物通过PI3K/AKT途径抑制血小板活性，对研究开发新的银杏叶制剂具有重大的价值。
- 详细介绍：
- 当血管内皮受到损伤，血小板就会与暴露的内皮下基质，如VWF分子、胶原等结合。接下来，激活的血小板会从其胞内的α颗粒和致密颗粒中分泌出一些调节因子，例如ADP、血栓烷A2来激活其他血小板分子，共同形成聚集块，最后，一些聚集后的事件促使血栓进一步稳定。 在血小板的激活过程中，磷酸肌醇3激酶（PI3K）发挥了很重要的作用。Akt（又名蛋白激酶B）是一个57000道尔顿大小的丝氨酸-苏氨酸激酶,是PI3K下游的一个重要分子，Akt的磷酸化是PI3K通路激活的标志。在人体中，已发现至少有3种不同的Akt亚型，它们是Akt1, Akt2, 和 Akt3，有研究表明人血小板中最主要的Akt亚型是Akt1。一旦PI3K被激活，Akt就会在苏氨酸和丝氨酸的调节位点发生磷酸化(Akt-1, Thr308/Ser473; Akt-2, Thr309/Ser474)。 虽然血小板在凝血过程中发挥了重要作用，但血小板的过度激活会导致心肌梗死或中风，这两种疾病已经成为发达国家的头号健康杀手。引入抗血小板药物来治疗动脉粥样硬化、血栓形成等疾病被认为是临床治疗的一个重大突破。一些抗血小板药，例如环加氧酶的抑制剂阿司匹林，糖蛋白αIIbβIII的抑制剂阿昔单抗，ADP受体P2Y12的抑制剂氯吡格雷，由于抗血小板活性的功效，被认为是心脑血管病患者的福音，但其应用却受各种副作用的约束，所以进一步研发新的抗血小板/血栓的药物，尤其是我们日常饮食和中草药中的天然成分，仍然是十分有必要的。例如，白藜芦醇，这是一种存在于红酒中的天然成分，有报道称，法国人就是因为每天小酌红酒，提高了血液中高密度脂蛋白胆固醇含量并且稀释了血液，从而有效地降低了心血管病的发病几率。 近年来，一些研究显示银杏叶提取物具有抗血小板活性的功效。银杏，又称活化石，是一种生长于我国的古老树种。银杏的临床运用可以追溯到中医的开端，直到现在，银杏叶提取物已经成了美国甚至全世界销量最高的中草药。银杏叶提取物，富含黄酮糖苷和萜类物质，已被证明具有预防和治疗心血管疾病的功效。虽然银杏叶提取物的这种功效已经明确，但是其内在的分子机制和信号通路仍然未知。 本研究的目的就在于阐明银杏叶提取物抗血小板活性的分子机制。在实验中，我们发现，银杏特提取物可以抑制由ADP、胶原、U46619刺激引发的血小板聚集，并且这种抑制作用不仅存在于富含血小板的血浆，也存在于洗涤血小板中。此外，银杏叶提取物大大降低了血小板粘附于胶原包被的玻片和铺展于纤维蛋白原包被的玻片的能力。不仅如此，我们发现银杏叶提取物的使用抑制了AKT的磷酸化，这提示了银杏叶提取物很可能是通过抑制PI3K/Akt通路而发挥其抗血小板功效的。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：虽然银杏叶提取物的抗血小板作用是明确的，但其分子机制尚处于未知状态。本作品对比了加入银杏叶提取物之后的作用效果，揭示了它是通过PI3K/Akt信号通路抑制血小板活性，为将来开发新的、有效的、天然的抗血栓药物提供研发思路。 基本思路：先探究银杏叶提取物对血小板功能的影响，然后寻找其作用的靶蛋白，最后用抑制剂验证明确药物作用的机制。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验利用血小板功能检测仪全面地研究银杏叶提取物银杏叶提取物对人血小板的影响，用免疫印迹技术分析银杏叶提取物作用后血小板内的三条信号通路的分子改变，并进一步探究银杏叶提取物作用于血小板的靶点。 先进性和独特之处： 1.本作品超越现象表面，是对银杏叶提取物抗血栓机理的进一步探索。 2.本作品对于银杏叶提取物作用后，血小板的粘附、聚集、P选择素表达等功能改变进行全面研究。
应用价值和现实意义
- WHO(世界卫生组织)专家组报告：心血管疾病是威胁人类健康的头号杀手，每年夺走全世界1200万人的生命。本实验研究了银杏叶提取物预防血栓的分子机理，从而为开发更理想的血小板抑制剂提供思路，为临床上预防血栓和治疗血栓提供新的、副作用更小的、更为理想的方案。
学术论文摘要
- 银杏叶提取物（GBE）主要含黄酮糖苷和萜类化合物等成分，其功能已被广泛报道。例如，减少血小板在内皮细胞上的粘附，调节血管收缩以及抑制血小板活性等。由于其对健康的各种益处，银杏叶提取物已经在临床上作为治疗心血管疾病和神经性疾病常用药。虽然已有大量的实验表明GBE具有显著的抗凝集活性，但其作用的分子机制仍然不清楚。本文的研究就是为了探索GBE抑制血小板激活所依赖的分子机理。实验结果表明，无论在富含血小板的血浆(PRP)还是洗涤血小板中，GBE都能抑制腺苷二磷酸（ADP）、胶原和血栓烷A2类似物（U46619）引起的血小板聚集。此外，GBE可以抑制血小板在纤维蛋白原表面的铺展以及流动状态下在胶原包被的玻片上的粘附。最后，GBE处理后，Akt的磷酸化被显著抑制，这表明GBE抑制血小板活性很有可能是通过PI3K/Akt信号通路。
获奖情况
- 1.第五期国家大学生创新实验计划项目 2.浙江大学挑战杯校级复赛二等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- 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.
同类课题研究水平概述
- 虽然血小板参与生理止血过程，但其过度活化与心血管疾病的发生和发展密切相关。当今预防血栓形成最常用的抗血小板药物阿司匹林、抵克利得等却因为副作用和耐受的关系，在临床应用上受到限制。因此，开发更理想的抗血栓药物是非常值得关注的研究课题。 目前，在相关银杏叶提取物的国内外文献报道中，揭示了银杏叶提取物具有改善记忆、抗衰老、抗炎症、增加NO含量等多种功能，此外对银杏叶提取物抗血栓的功能也有所报道，但是这些报道还仅仅停留在现象描述水平，例如观察到银杏叶提取物减弱了人、兔等血小板的聚集功能等，但还没有提出一个被广泛认同的分子机理。 银杏叶提取物具有抑制血小板聚集的作用，这可能是因为其能抑制血栓烷A2（TXA2）的合成并增加cAMP的水平，从而降低胞内钙离子的浓度，最终抑制血小板活性。银杏叶提取物可以抑制血小板活化因子（PAF）诱导的血小板聚集，抑制程度与所加的药物浓度呈剂量依赖关系，后来证明这一作用是受体介导的。此外，银杏叶提取物的作用还可能是通过NO实现的。NO会增加cGMP的水平，然后激活PKG，PKG的激活会通过多种途径抑制血小板活性。比如PKG能促进肌浆网摄取胞质中的钙离子从而降低胞内Ca2+浓度；PKG也能抑制肌醇-1,4,5-三磷酸途径释放的Ca2+；PKG还能磷酸化TXA2的受体使其失活以及抑制PI3K的活性，从而抑制血小板聚集。 本研究以银杏叶提取物抑制血小板聚集为起始，用一系列体外实验探索其作用机制，最后发现银杏叶提取物对血小板的抑制作用与其对PI3K/Akt信号通路的抑制作用相一致，本作品的结果可以为将来开发更理想的抗血栓药物提供设计思路。
