基于网络药理学和分子对接探讨智脑胶囊改善阿尔茨海默病的作用机制

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2023.01.005

摘要/Abstract

摘要：

借助网络药理学和分子对接技术,探讨智脑胶囊改善阿尔茨海默病的干预机制。通过TCMSP、TCMID等多个数据库寻找与智脑胶囊相关的化学成分及其作用靶点;利用GeneCard等数据库获取阿尔茨海默病的作用靶点;运用Venny2.1网站筛选出药物与疾病的交集靶点;使用STRING 平台和 Cytoscape 软件进行拓扑分析得到智脑胶囊治疗阿尔茨海默病的核心作用靶点;采用Metaspace数据库对潜在核心作用靶点进行 GO(gene ontology)及 KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes )通路富集分析;利用AutoDock软件使用分子对接验证活性化合物与核心靶点的结合能力。结果表明:在智脑胶囊中共筛选出44个活性成分和292个有效靶点,智脑胶囊与阿尔茨海默病共同靶点58个;蛋白质-蛋白质相互作用得出关键靶点包括AKT1、IL-6、TNF等;GO分析共包含1 419条,KEGG得到175条代谢通路,主要包括脂质与动脉硬化、TNF信号通路;分子对接显示关键成分与靶点具有良好的结合能力。研究表示智脑胶囊可能通过脂质与动脉硬化和TNF信号通路等途径来减轻炎症反应,改善记忆功能。

关键词: 网络药理学, 分子对接, 智脑胶囊, 阿尔茨海默病

Abstract:

To explore the intervention mechanism of Alzheimer's disease improvement with the help of network pharmacology and molecular docking technology. TCMSP, TCMID, and other databases were used to search for chemical components and their targets. GeneCard and other databases were utilized to obtain the targets of Alzheimer's disease. Furthermore, Venny2.1 website was used to screen the intersection targets of drugs and diseases.STRING platform and Cytoscape software were used to performtopology analysis forobtaining the core targets of Alzheimer's disease treated using Zhinao Capsules. Moreover, Metaspace database was exploited to perform Gene Ontology(GO)and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) analysis of potential core targets. The binding ability of the active compounds to the core targets was verified with molecular docking using AutoDock software. The results showed that a total of 44 active ingredients and 292 active targets were identified in the capsule. There were 58 common targets between Zhinao Capsules and Alzheimer's disease. The protein-protein interaction yielded several key targets, including AKT1, IL-6, and TNF. GO and KEGG analyses yielded a total of 1 419 and 175 metabolic pathways, respectively, which mainly includedlipid and atherosclerosis and TNF signaling pathways. Molecular docking showed that the key ingredients and targets had good binding ability. These findings suggest that Zhinao Capsules may reduce the inflammatory response and improve memory function vialipid and atherosclerosis and TNF signaling pathways.

Key words: network pharmacology, molecular docking, Zhinao Capsules, Alzheimer's disease

中图分类号:

R258

余郭芳, 田丽伟, 赵晨玲, 吴梦婷, 杨文明, 董婷. 基于网络药理学和分子对接探讨智脑胶囊改善阿尔茨海默病的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(1): 34-40.

YU Guofang, TIAN Liwei, ZHAO Chenling, WU Mengting, YANG Wenming, DONG Ting. Mechanisms of Zhinao Capsules in the treatment of Alzheimer's disease based on network pharmacology and molecular docking[J]. Shandong Science, 2023, 36(1): 34-40.

图/表 4

表1

图1

表2

图2

参考文献 27

[1]	昝志远, 王永红. 阿尔茨海默症临床治疗的研究进展[J]. 现代医药卫生, 2021, 37(13):2240-2244.DOI: 10.3969/j.issn.1009-5519.2021.13.021. doi: 10.3969/j.issn.1009-5519.2021.13.021
[2]	郑远长. 关于我国失智老年人研究工作综述及相关数据的比较分析[J]. 社会福利(理论版), 2021(2):3-15.
[3]	杨文明, 韩明向, 周宜轩, 等. 智脑胶囊对小鼠脑功能和胆碱酯酶活性的影响[J]. 中国中医基础医学杂志, 1999(2):21-24. DOI:10.3969/j.issn.1006-3250.1999.02.008. doi: 10.3969/j.issn.1006-3250.1999.02.008
[4]	杨文明, 韩明向, 周宜轩, 等. 智脑胶囊改善小鼠学习记忆功能的实验研究[J]. 中国中医药信息杂志, 1998(8):52-54.
[5]	杨文明, 韩明向, 周宜轩, 等. 智脑胶囊对实验性AD模型大鼠学习记忆及自由基代谢的影响[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2001(4):346-350.
[6]	饶志红, 杨文明. 杨文明从“本虚-痰瘀致呆”论治阿尔茨海默病[J]. 中医药临床杂志, 2021, 33(3):439-443.DOI:10.16448/j.cjtcm.2021.0312. doi: 10.16448/j.cjtcm.2021.0312
[7]	杨文明, 韩明向, 周宜轩, 等. 智脑胶囊对小鼠学习记忆行为和脑组织蛋白质、核酸代谢的影响[J]. 中国中医药科技, 2000, 5(5):315-316.
[8]	杨文明, 杨静芳, 陈彪, 等. 智脑胶囊对阿尔茨海默病模型大鼠学习记忆及脑胆碱能神经递质系统的作用研究(英文)[J]. 中国临床康复, 2004(28):6262-6264.
[9]	杨文明, 韩明向, 李泽庚, 等. 智脑胶囊对白细胞介素1诱导大鼠脑组织APP mRNA表达的影响[J]. 中国中医药科技, 2001(6):375-376.
[10]	唐丽娜, 许小明, 李艳红. 炎症因子与阿尔茨海默病的相关性研究进展[J]. 中国老年学杂志, 2016, 36(17):4378-4380.DOI:10.3969/j.issn.1005-9202.2016.17.120. doi: 10.3969/j.issn.1005-9202.2016.17.120
[11]	陈景, 杨磊, 左亚杰, 等. 黄芩苷改善慢性脑低灌注大鼠认知障碍的作用及机制研究[J]. 中南药学, 2021, 19(7):1333-1338.
[12]	肖弯, 曹晓璐, 张容, 等. 黄芩苷改善Aβ_(25-35)诱导的小鼠学习和记忆障碍及可能机制[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2017, 31(1):59-64.
[13]	张建楠, 周红梅, 蔡靓羽, 等. 黄芩苷对老年大鼠脾切除后认知功能障碍的影响[J]. 临床医药文献电子杂志, 2020, 7(37):5-10.
[14]	石雪芹. 汉黄芩苷对学习记忆损伤小鼠的神经保护作用及其机制研究[D]. 广州: 广州中医药大学, 2020.
[15]	NAM S Y, JEONG H J, KIM H M. Kaempferol impedes IL-32-induced monocyte-macrophage differentiation[J]. Chem Biol Interact, 2017, 274: 107-115.DOI:10.1016/j.cbi.2017.07.010. doi: 10.1016/j.cbi.2017.07.010
[16]	蔡美云, 庄文欣, 吕娥, 等. 山奈酚通过抑制p38 MAPK通路减轻6-羟多巴胺(6-OHDA)诱导的PC12细胞炎症[J]. 细胞与分子免疫学杂志, 2020, 36(7):583-589.
[17]	李伟瀚, 程笑, 杨滢霖, 等. 山奈酚通过抑制神经炎症及保护血脑屏障而改善大鼠脑缺血再灌注神经功能[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2019, 33(9):673.
[18]	伊金月, 张智博, 姚远, 等. 木犀草素对Aβ_(25-35)损伤PC12细胞氧化应激及Tau蛋白磷酸化的影响[J]. 现代中药研究与实践, 2021, 35(2):22-25.
[19]	王琪, 李坤伟, 周长征. 木犀草素的药理作用及制剂研究进展[J]. 北京联合大学学报, 2022, 36(1):59-63.
[20]	吕畅, 王红芳, 阎雪莹. 木犀草素抗氧化作用研究进展[J]. 黑龙江医药, 2015, 28(5):1019-1022.DOI:10.14035/j.cnki.hljyy.2015.05.004. doi: 10.14035/j.cnki.hljyy.2015.05.004
[21]	石荣菊. 电针相关井穴干预血管性痴呆大鼠海马CA1区PI3K/Akt/mTOR信号通路的研究[D]. 合肥: 安徽中医药大学, 2018.
[22]	吴雅晨, 唐冰雪, 刘明, 等. 基于PI3K/AKT/NF-κB通路探讨苗药血人参对D-半乳糖干预阿尔茨海默病模型小鼠大脑皮层的作用机制[J]. 现代养生, 2021, 21(22):10-13.
[23]	邓敏贞, 黄丽平, 马阮昕, 等. 石菖蒲挥发油联合人参总皂苷通过调节PI3K/Akt/mTOR通路对痴呆模型APP/PS1双转基因小鼠的Aβ_(40)和GFAP的影响[J]. 中药药理与临床, 2018, 34(4):92-95.
[24]	龙清华, 赵宾宾, 丁莉, 等. 基于PI3K/AKT/GSK-3β信号通路探讨酸枣仁汤对APP/PS1双转基因痴呆小鼠海马神经元突触损伤的改善作用[J]. 中华中医药杂志, 2020, 35(5):2546-2551.
[25]	喻长法, 叶丽君, 傅攀. 阿尔茨海默病患者血清炎症因子的变化及临床意义[J]. 中国现代医生, 2022, 60(1):141-143.
[26]	柴志远. 跑台训练对自然衰老小鼠学习记忆能力及海马神经炎症因子的影响[D]. 成都: 成都体育学院, 2021.
[27]	姚恺, 祖恒兵. 脂代谢紊乱在阿尔茨海默病发病机制中的作用[J]. 神经解剖学杂志, 2015, 31(2):261-264. DOI:10.11670/1000-7547.201502025. doi: 10.11670/1000-7547.201502025

MOLID	成分	OB/%	DL	来源
MOL000546	皂素	80.88	0.81	黄精
MOL002140	培洛利林	65.95	0.27	川芎
MOL005321	呋喃酮A	65.90	0.34	党参
MOL003576	1,4-双(3,4-二甲氧基苯基)-1,3,3a,4,6,6a-六氢呋喃	52.35	0.62	石菖蒲
MOL008400	黄豆黄素	50.48	0.24	党参
MOL008397	达图里林	50.37	0.77	党参
MOL002959	3'-甲氧基大豆苷元	48.57	0.24	黄精
MOL008407	8S,9S,10R,13R,14S,17R)-17-17-](E,2R,5S)-5-乙基-6-甲基庚-3-烯-2-基]-10, 13-二甲基-1,2,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-十二氢环戊烯-3-酮	45.40	0.76	党参
MOL000449	豆甾醇	43.83	0.76	党参
MOL009763	(+)-丁香树脂醇-O-β-D-葡萄糖苷	43.35	0.77	黄精