细胞生物力学（如细胞刚度、细胞收缩与舒张等）在许多生理和病理过程中发挥重要作用，因此也是揭示疾病病理机制的重要途径，近年来更是成为研究疾病诊疗新技术，包括筛选和发现新药的重要手段和策略。气道平滑肌细胞（ASMCs）异常收缩导致的支气管痉挛是哮喘等气道疾病的重要致病，甚至致命因素，临床上主要使用b受体激动剂进行救治。但这一类气道舒张剂存在明显的副作用，很有必要以新型的气道舒张剂加以替代，其中靶向苦味受体的气道舒张剂是当前研究的热点之一。然而，目前大多数研究局限于少量的苦味物质和传统的细胞信号如钙信号等药物筛选策略。这不仅难以覆盖大量已知的苦味物质，而且不能通过细胞刚度、细胞收缩和舒张等细胞生物力学状态和行为直接反映药物的舒张效果，有可能导致许多漏筛、误筛的结果，有碍高效率地发现强效新型气道舒张剂。
有鉴于此，常州大学医学与健康工程学院邓林红团队通过对苦味物质数据库（BitterDB）的大数据分析获取靶向ASMCs苦味受体的候选苦味激动剂，进而利用光学磁微粒扭转细胞测量术等细胞力学检测手段直接观测不同苦味激动剂对降低ASMCs刚度和收缩能力的量效关系，从而高效率地从1041种苦味化合物中成功筛选到氟芬那酸（flufenamic acid, FFA）为最强效的苦味激动剂，在1 μM的浓度下，FFA即可快速舒张ASMCs，且其舒张效果与常规β受体激动剂相当，舒张机制则涉及苦味受体激活导致内质网钙离子释放和钾离子通道信号。此外，研究还证实FFA具有减弱脂多糖诱导炎症反应的作用。因此，FFA很可能是一种靶向苦味受体的新型强效气道舒张剂，同时兼具抗炎作用，作为治疗哮喘、慢性阻塞性肺部疾病的双功效新型药物极具前景。
该研究成果近日发表在生物医学1区杂志《Theranostics》（最新 IF: 12.4，医学：研究与实验领域排名8/136）上，论文题目为“BitterDB database analysis plus cell stiffness screening identify flufenamic acid as the most potent TAS2R14-based relaxant of airway smooth muscle cells for therapeutic bronchodilation”，论文共同第一作者为倪凯、车波两位博士研究生，共同通讯作者为罗明志副教授、邓林红教授，常州大学为唯一署名单位。
这一研究通过测量生物力学响应直接评估药物对细胞的舒张作用，不仅成功运用在了靶向特定受体的气道舒张剂筛选方面，也为筛选治疗其它细胞收缩、舒张相关疾病的药物提供了新的范式，具有广泛的应用价值。
原文链接：https://www.thno.org/v14p1744.htm