奥沙利铂是用于治疗结直肠癌的一线化疗用药,但其诱发的外周神经系统病变(Oxaliplatin-induced peripheral neuropathy,OIPN)严重影响了肿瘤患者的化疗方案及生存质量。超过80%的结直肠癌患者在接受奥沙利铂相关化疗方案后均诱发了外周神经的损伤病变,并且相当数量患者的外周神经病变是不可逆的。目前治疗OIPN的药物均存在明显毒副反应和临床疗效不显著的问题,同样在动物试验中取得疗效的在研药物,在大规模临床试验均未取得预期疗效。迄今临床依旧缺乏针对OIPN的有效治疗方案。OIPN临床常表现出肢体麻木、疼痛或感觉异常、无力、刺痛、等症状,这与中医学“血痹”的描述尤为相符。黄芪桂枝五物汤是《金匮要略》中治疗血痹的对应方剂。学者研究发现黄芪桂枝五物汤可以降低奥沙利铂神经毒性的发生率,并初步阐明了黄芪桂枝五物汤对化疗所致周围神经毒性的作用机理与氧化应激调控因子Nrf2及疼痛离子通道蛋白相关。本课题研究发现,黄芪桂枝五物汤的主要药效成分刺芒柄花素能有效激活Nrf2-ARE信号通路,并且逆转奥沙利铂诱发的神经毒性。通过小干扰RNA实验反向验证,发现刺芒柄花素通过激活Nrf2信号通路对OIPN起保护作用。进一步的表达谱测序也显示刺芒柄花素可以通过激活Nrf2下游代谢酶Gstp1发挥其保护作用,Gstp1是奥沙利铂的药物代谢酶。我们还证明了刺芒柄花素并不影响奥沙利铂的在结直肠癌细胞上的杀伤效果,这可能是因为Nrf2在结直肠癌细胞株下游表现出不同于Nrf2在神经元下游的药物代谢酶激活状态。我们合成了 Bio-FN探针用来筛选可能的结合蛋白,我们发现刺芒柄花素可以选择性地结合Keap1蛋白BTB区域的His129和Lys131位点,而且刺芒柄花素的B环修饰会破坏FN与Keap1的结合作用。动物体内实验表明,刺芒柄花素激活Nrf2信号通路后减轻了小鼠的伤害性感觉。我们的研究结果发现了异黄酮结合Keap1蛋白来激活的Nrf2通路的新机制,并发现Nrf2-Gstp1通路的药理性激活可作为预防或减轻OIPN的有效策略。本研究的特色和创新之处:1、刺芒柄花素可以预防奥沙利铂诱导的周围神经病变。2、刺芒柄花素通过Nrf2-GstP1通路发挥保护作用。3、刺芒柄花素在结肠直肠癌细胞和神经元细胞中触发的Nrf2下游激活状态不同,因此刺芒柄花素选择性地保留OHP的细胞毒性。4、刺芒柄花素选择性地结合Keap1 BTB区域的His129和Lys131。5、刺芒柄花素的B环修饰可以阻碍其激活Nrf2,而A环修饰不影响其激活Nrf2的效果。