近日，beat365官方网站、北大-清華生命科學聯合中心、北大成都前沿交叉生物技術研究院王初課題組在National Science Review雜志發表題為“Chemoproteomics Identifies STAT3 as a Key Target of Baicalin in Ameliorating Liver Fibrosis”的研究論文。研究結合定量化學蛋白質組學與遺傳學功能驗證，鑒定并确立STAT3為黃芩苷發揮抗肝纖維化作用的關鍵直接靶點，并揭示黃芩苷通過阻斷JAK2–STAT3信号軸抑制下遊促纖維化反應的機制，為相關抗纖維化藥物設計提供了靶點與機制依據。

肝纖維化是慢性肝損傷後異常修複導緻的細胞外基質過度沉積，可進展為肝硬化甚至肝細胞癌，臨床負擔沉重。盡管大量候選藥物進入臨床研究，目前仍缺乏特異有效的抗肝纖維化藥物。天然産物因結構多樣、相容性良好而具有重要藥源價值，但其轉化常受限于靶點不清、機制不完整。此前，王初課題組曾利用定量化學蛋白質組學發現黃芩苷降脂作用的直接靶點CPT1A，并闡明其治療肥胖及相關代謝疾病的分子機制（PNAS. 2018, 115, E5896–E5905）。該研究在既往黃芩苷抗纖維化活性報道基礎上，系統鑒定其直接互作蛋白并鎖定功能關鍵靶點。

為評估黃芩苷的治療潛力，作者在四種不同病因機制的小鼠肝纖維化模型中進行藥效學驗證。結果顯示，黃芩苷給藥（100 mg/kg）可顯著降低Masson染色評估的膠原沉積，并下調細胞外基質相關基因及肝星狀細胞活化标志基因，提示其可能通過抑制肝星狀細胞活化發揮較廣譜的抗纖維化效應。以人肝星狀細胞系LX-2為體外模型，作者進一步發現黃芩苷可劑量依賴性抑制TGFβ1誘導的SMAD3磷酸化及SMAD3響應型報告基因活性，表明其可幹預關鍵促纖維化通路。

在靶點解析方面，作者設計并合成保持生物活性的黃芩苷光交聯探針，并結合二甲基化定量化學蛋白質組學，在肝組織與LX-2細胞裂解液中鑒定到174個黃芩苷結合蛋白；随後按競争比排序，篩選前15個候選靶點進入功能驗證。在LX-2細胞中對候選蛋白開展敲低/敲除篩查結果顯示，敲除STAT3可完全消除黃芩苷對SMAD3磷酸化的抑制作用，提示STAT3處于樞紐位置。進一步在小鼠體内構建肝特異Stat3 敲除模型，在DDC飲食誘導纖維化背景下，敲除Stat3 的小鼠對黃芩苷治療呈“耐受”，膠原沉積及纖維化标志基因不再随給藥顯著下降。機制研究表明，黃芩苷主要結合STAT3的N端結構域，并抑制STAT3與上遊激酶JAK2的相互作用，從而降低STAT3磷酸化并削弱下遊信号輸出。生物物理實驗測定支持黃芩苷與STAT3 N端結構域直接結合。

綜上，該研究以“定量化學蛋白質組學靶點解析 + 遺傳學因果驗證”的策略，明确STAT3是黃芩苷改善肝纖維化的關鍵靶點，為黃芩苷及其衍生物的結構優化與抗纖維化藥物研發提供了理論基礎，也為天然産物“靶點不明”問題提供了可推廣的研究範式。

該文通訊作者為beat365官方网站、北大-清華生命科學聯合中心、北大成都前沿交叉生物技術研究院的王初教授。第一作者為王初課題組博士後袁守麗和周元飛以及博士研究生馬斌。此外，王初課題組劉源副研究員，博士畢業生張錦，博士研究生王彥琦，北大成都前沿交叉生物技術研究院的肖偉弟博士、中國中醫科學院楊偉鵬教授及團隊成員劉海帆等人也為該課題做出了貢獻。該工作得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃、北京分子科學國研中心創新研究團隊、教育部學科突破先導等項目的支持。