为分析含菊花组方的用药规律及其核心组合药物的药理活性,对含菊花方剂进行用药频次、复杂网络、关联规则分析,采用网络药理学方法构建核心组合药物的“中药-关键靶点-疾病”网络。利用预测结果,采用体外细胞模型评价菊花药物组合的药理作用。共得到含菊花组方92首,涉及药物212味,使用频次≥10的中药32味;关联规则显示菊花-甘草组合的支持度和置信度最高,其次依次为菊花-甘草-荆芥、菊花-甘草-荆芥-川芎、菊花-甘草-荆芥-川芎-防风组合。网络药理学分析显示,菊花-甘草组合用药可治疗肿瘤、消化系统疾病、神经系统疾病等。体外细胞活性研究显示,菊花-甘草药物组合对一氧化氮的抑制率优于单味药物。与菊花单味药物相比,组合用药活性更为显著,体现了中医临床用药配伍的科学性。
采用中药血清药理学方法,观察半夏泻心汤(Banxiaxiexin Decoction,BXD)含药血清对不同胃癌细胞体外增殖的影响,并探讨用于胃癌细胞药效观察的BXD含药血清制备条件。将BXD高、中、低灌胃后30、60、90、120、150 min采血,制备含药血清。根据灌胃剂量和采血时间对MGC803、MKN45、AGS和HGC27细胞分别设5%~50%含药血清组,采用CCK8检测不同灌胃剂量、不同采血时间、不同体积分数的BXD含药血清对胃癌细胞抑制增殖的作用。实验结果显示,与其他时间点相比, BXD含药血清均在采血时间120 min时对胃癌细胞的抑制增殖作用最强;与BXD低剂量组相比,BXD中剂量组对胃癌细胞的抑制增殖作用强,且与BXD高剂量组无显著性差异。BXD中剂量组灌胃120 min后采血的含药血清按照5%~50%的10个浓度梯度,分析对不同胃癌细胞的抑制作用其IC50值均为20%。不同灌胃剂量、不同采血时间和不同体积分数的含药血清对不同胃癌细胞的抑制作用,均显示BXD中剂量组,采血时间120 min和20%的体积分数对胃癌细胞的抑制作用最强。由此,BXD中剂量组灌胃,采血时间120 min,体积分数为20%的含药血清对胃癌细胞的药效作用最好。
基于生物信息学验证海桐皮-透骨草(复方海桐皮)抑制脂多糖(LPS)诱导的大鼠炎性软骨细胞铁死亡的作用机制。通过生物信息学工具预测骨关节炎铁死亡的相关作用机制,确定待验证通路。利用相关试剂盒检测亚铁离子浓度、还原型谷胱甘肽(GSH)质量分数;利用酶联免疫法(ELISA)检测加药后细胞活力和相关细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α的质量浓度;蛋白免疫印迹法(Western -Blot)检测各组NLRP3炎症小体通路相关的蛋白NLRP3、Caspase-1、ASC以及抑制铁死亡的基因GPX4蛋白表达水平。结果发现亚铁离子浓度显著降低,GSH质量分数显著升高;ELISA实验结果显示,药物各组与模型组相比IL-1β、IL-6、TNF-α炎症因子质量浓度均降低;WB结果显示,药物各剂量组与模型组相比,NLRP3、Caspase-1、ASC蛋白表达水平显著降低,GPX4蛋白表达水平显著升高。复方海桐皮可以通过介导NLRP3炎症小体通路对炎性软骨细胞的铁死亡进行干预,从而达到治疗骨关节炎的目的。
基于网络药理学、分子对接和体外实验探讨槲皮素通过p53信号通路抗结直肠癌的分子作用机制。借助TCMSP和GeneCards数据库分别获取槲皮素的药物靶点和结直肠癌的疾病靶点,并通过Venn图映射出药物靶点与疾病靶点的共同靶点;借助String数据库及Cytoscape_v3.7.2软件构建PPI网络图,同时进行GO和KEGG富集分析、分子对接及核心靶点的表达量及生存分析;最后通过细胞实验检测细胞的增殖活性、细胞凋亡水平和细胞周期阻滞变化、用药前后核心靶点及p53通路关键蛋白的表达变化。网络药理学结果提示AKT1、TP53为槲皮素抗结直肠癌的核心靶点;GO和KEGG分析筛选出槲皮素主要参与PI3K/Akt、p53信号通路;分子对接表明槲皮素与核心靶点AKT1、TP53具有较强的结合活性,TP53既在结直肠癌组织中高表达,又可影响结肠癌患者的生存预后;细胞实验结果表明槲皮素能抑制HCT-116细胞的增殖,诱导HCT-116细胞发生G0/G1期阻滞,促进细胞凋亡。该机制可能调控TP53、AKT1等核心靶点,激活p53信号通路,参与HCT-116细胞的增殖与凋亡,进而起到抗结直肠癌的作用。
基于网络药理学联合分子对接技术探讨西洋参抗衰老的潜在有效成分及其作用机制。利用斑马鱼衰老模型评价西洋参的抗衰老活性;使用数据库筛选出西洋参活性成分及其与抗衰老相关的潜在靶点,并绘制蛋白互作网络(PPI),筛选核心靶点;对核心靶点进行富集分析和分子对接验证。SA-β-Gal染色结果表明西洋参具有显著的抗衰老活性。数据库筛选出西洋参活性成分11个,抗衰老的潜在核心靶点AKT1、STAT3、JUN等53个。GO和KEGG分析的结果显示西洋参的抗衰老作用可能涉及对外源刺激的反应、凋亡过程负向调控、PI3K-AKT信号通路、ErbB信号通路等。分子对接结果显示有效成分polyacetylene PQ-2和PQ-2与关键靶点结合紧密,AKT1和HRAS与多种成分结合紧密。西洋参可能通过polyacetylene PQ-2和PQ-2等多种成分作用于AKT1、HRAS、MAPK1等多个靶点,进而通过调节内分泌抵抗、ErbB信号通路等多条通路发挥抗衰老作用,为西洋参在抗衰老应用方面提供了理论基础。
研究山药多糖(Dioscorea opposita Thunb. polysaccharides,DTPs)对运动疲劳小鼠的抗疲劳作用及作用机制。采用力竭游泳结合疲劳转棒方法建立小鼠运动疲劳模型,分析小鼠力竭游泳时间和体重变化、疲劳代谢产物积累、相关酶活力水平、肝脏组织结构和肌肝糖原变化。结果表明:山药多糖能显著延长小鼠力竭游泳时间,减轻小鼠体重下降和肝脏损伤,显著降低血清乳酸(LD)、尿素氮(BUN)、乳酸脱氢酶(LDH)含量并显著提高超氧化物歧化酶(SOD)活力及肌糖原(MuG)和肝糖原(LG)含量,同时显著降低谷草转氨酶(AST)水平;此外,给药组显著上调骨骼肌中磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphoinositide 3-kinase,PI3K)mRNA表达、显著降低蛋白激酶B(Protein kinase B,AKT)和糖原合成酶激酶-3(Glycogen synthase kinase-3 beta,Gsk-3β)的表达。综上,山药多糖能减少代谢产物积累、通过调节PI3K/AKT/Gsk-3β通路促进糖原合成来改善运动疲劳。
为了研究吲哚乙酰化高直链玉米淀粉改善溃疡性结肠炎的作用机制,利用葡聚糖硫酸钠诱导急性溃疡性结肠炎小鼠模型,采用吲哚乙酰化高直链玉米淀粉靶向结肠释放吲哚乙酸,结合芳香烃受体抑制剂,分析小鼠结肠长度、疾病活动指数,利用酶联免疫吸附法测定结肠白介素-6、白介素-10、转化生长因子β1、髓过氧化物酶和白介素-22等细胞因子的表达水平,采用定量聚合酶链反应分析结肠紧密连接蛋白occludin、ZO-1及CYP1A1的相对表达水平,并通过流式细胞术分析肠系膜淋巴结中调节性T细胞和辅助性T细胞17的比例。结果发现,吲哚乙酰化高直链玉米淀粉明显减轻结肠长度的缩短,显著降低疾病活动指数及白介素-6和髓过氧化物酶的表达,显著促进白介素-10、转化生长因子β1、白介素-22、CYP1A1、occludin和ZO-1的表达,明显提高调节性T细胞的比例,并显著降低辅助性T细胞17的比例,而给予芳香烃受体抑制剂会削弱吲哚乙酰化高直链玉米淀粉的作用。以上结果提示,吲哚乙酰化高直链玉米淀粉可通过激活芳香烃受体发挥改善溃疡性结肠炎的作用。
基于液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)技术、网络药理学和动物实验探讨新加苁蓉菟丝汤(XJCRTST)通过颗粒细胞线粒体自噬途径促卵泡发育的分子生物学机制。通过LC-MS和网络药理学筛选出XJCRTST的主要成分、其治疗卵巢功能减退疾病靶点及通路。选取雌性SD大鼠分为模型组,西药组,XJCRTST高、中、低剂量组共5组。HE染色观测卵巢形态学变化;透射电镜观察卵巢颗粒细胞中线粒体结构形态及线粒体自噬体。结果表明,LC-MS技术鉴定出XJCRTST化合物共252个,其治疗卵巢功能减退类疾病潜在作用靶点42个,GO功能富集过程中主要涉及BP(1 168项)、CC(45项)和MF(59项),KEGG通路富集显示参与的通路有AGE-RAGE、Prolactin及TNF信号通路等,Mitophagy-animal过程中共富集了3个靶基因:Parkin/PINK1、HIF1A、MAPK8。动物实验表明,中药治疗组大鼠卵泡数量增多,闭锁卵泡减少。电镜观察中发现中药组线粒体肿胀减轻、线粒体自噬情况减少。综上得出XJCRTST治疗卵巢功能减退可能通过调节卵巢颗粒细胞中线粒体功能和线粒体自噬相关通路发挥其治疗作用。
为揭示血府逐瘀口服液治疗血栓类疾病的机理,挖掘血府逐瘀口服液中抗血栓有效成分。通过TCMSP数据库检索血府逐瘀口服液中的化学成分或成分靶点;利用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络得到核心靶点;通过Cytoscape构建“成分-靶点”网络图,并进行拓扑分析和对核心靶点进行GO和KEGG富集分析,预测血府逐瘀口服液抗血栓的作用机制;根据Degree值排名将关键的成分和作用靶点进行分子对接。通过网络拓扑分析筛选得到81个核心靶点,如TNF、ALB、AKT1等;GO富集分析中生物过程(BP)共304条,分子功能(MF)共72条,细胞组成(CC)共41条,通路富集得到凝血级联反应、TNF等80条信号通路;分子对接结果显示,Sainfuran、Xambioona和7-Methoxy-2-methyl isoflavone与靶点蛋白ESR1、F2、IL-2、KDR、MET、MMP3均有较好的亲和力。该研究为血府逐瘀口服液在抗血栓应用方面提供参考。
基于PKCβⅡ/ACSL4/ALOX5信号通路,探讨肝豆灵片对 TX 小鼠肝豆状核变性铁死亡的影响以及对 CuCl2诱导的HT22细胞铁死亡的作用机制。将 TX 小鼠分为对照组、模型组、肝豆灵片组、Fer-1组、谷胱甘肽组,HT22细胞分为对照组、模型组、肝豆灵片组、Fer-1组、肝豆灵片+Fer-1 组,采用 HE染色检测各组小鼠海马组织病理学改变,蛋白质免疫印迹检测各组小鼠海马组织与HT22细胞中PKCβⅡ、ACSL4、ALOX5蛋白的表达,以及HT22细胞中SLC7A11、GPX4蛋白的表达,微量法检测各组TX小鼠海马组织中Fe2+的浓度,微板法检测各组HT22细胞中SOD(超氧化物歧化酶)、MDA(丙二醛)、GSH-Px 水平,实时荧光定量聚合链式反应检测各组HT22细胞中PKCβⅡ、ACSL4、ALOX5 mRNA 的表达。结果表明:与对照组相比,模型组海马组织出现明显损伤,PKCβⅡ、ACSL4、ALOX5蛋白表达均明显增高,SLC7A11、GPX4蛋白表达明显下降,Fe2+的浓度明显升高(P<0.05);与模型组相比,肝豆灵片组、Fer-1组和谷胱甘肽组海马组织的病理损伤均得到改善,且肝豆灵片组效果明显;肝豆灵片组和Fer-1组能抑制HT22细胞铁死亡,PKCβⅡ、ACSL4、ALOX5蛋白与 mRNA 表达较模型组均明显减少,MDA的浓度明显降低(P<0.05),SOD活力及GSH-Px浓度明显增加(P<0.05)。肝豆灵片能减轻 TX 小鼠海马组织铁死亡,抑制CuCl2诱导的HT22细胞铁死亡,其机制可能与下调PKCβⅡ/ACSL4/ALOX5信号通路,减轻细胞内脂质过氧化有关。
基于GEO数据库挖掘慢性阻塞性肺疾病(COPD)和心力衰竭(HF)关联靶点,检索浙贝母、瓜蒌化学成分及靶点,以获得其调控COPD并发HF潜在靶点,挖掘靶点功能及通路注释分析,构建组织特异性蛋白相互作用(PPI)网络。浙贝母-瓜蒌影响COPD并发HF进展共涉及靶点227个,包括表达上调基因153个,表达下调基因74个;网络拓扑学分析显示PPI网络平均介数为0.4,平均度值为1.83,关键靶点包括RPS23、SNU13、NOL6、ELAVL1、NCL等;细胞组分定位于内膜系统、核内体和细胞外囊泡;生物学过程涉及囊泡介导的运输、基于微管的运动、细胞内蛋白质运输等;信号通路涉及MAPK信号传导途径;MCODE分析发现Cluster 1涉及TKT、ENO1、NCL、KIF1B等,参与调控驱动蛋白、雌激素的高尔基体运输;Cluster 2涉及SIN3B、PHF20、CTBP1、XPNPEP1等,参与调控组蛋白反应;心耳、左心室、肺的组织特异性PPI网络提示浙贝母-瓜蒌配伍可能通过调控ELAVL1-ENO1-NCL轴影响COPD并发HF进展;分子对接表明其“宽胸散结”主要活性成分瓜蒌酸、“化痰散结”主要成分贝母新碱与ELAVL1、ENO1、NCL蛋白质靶标的结合高度稳定,且贝母新碱与靶蛋白结合力强于瓜蒌酸,体现两者配伍后先治肺再调心,相须为用以实现心肺共治的作用特点。
以蛋黄卵磷脂、胆固醇和神经酰胺为成膜材料,采用薄膜分散法制备胶原蛋白神经酰胺脂质体(CO-CS)。以包封率为响应值,以药脂比、膜材比、超声时间和水合时间为影响因素对工艺进行优化。结果表明,当药脂比为1:16、超声时间为8.5 min、膜材比为4.3:1时,包封率可达90.73%。在此条件下,样品的粒径为(206.63±2.06) nm,聚合物分散性指数(polymer dispersity index,PDI)为0.187±0.010,Zeta电位为(-34.90±0.82) mV。避光保存60 d后,CO-CS的包封率为87.2%,粒径为(223.70±1.85) nm、PDI为0.174±0.013、Zeta电位为(-33.51±2.10) mV。结果表明,本研究制备的CO-CS包封率高,稳定性良好,制备工艺合理可行。
采用高血脂症斑马鱼模型和网络药理学的方法探讨黄鳝肽抗高脂血症的物质基础及作用机制。构建高血脂斑马鱼模型及测试甘油三酯染色信号强度、胆固醇荧光强度指标,分析黄鳝肽对高血脂症的改善作用;利用BIOPEP-UWM、SwissTargetPrediction、GeneCards、STRING等数据库筛选黄鳝肽及疾病靶点,使用DAVID软件进行靶点GO功能富集分析和 KEGG 通路富集分析,并构建黄鳝肽-潜在靶点-信号通路网络和蛋白互作(PPI)网络。结果显示,质量浓度为62.5、125.0 μg/mL的黄鳝肽可显著降低高脂血症斑马鱼血管中的甘油三酯染色信号强度(p<0.01)、胆固醇荧光强度(p<0.001)。网络药理学结果显示黄鳝肽中有35个潜在活性肽段序列,通过蛋白互作分析得到21个核心靶点,GO和KEGG富集分析表明黄鳝肽主要涉及脂质代谢过程的调节等生物过程,通过调节炎症、胰岛素抵抗及脂质和动脉粥样硬化等通路发挥抗高脂血症的作用。研究结果初步证实了黄鳝肽具有抗高血脂症功效,揭示了黄鳝肽降血脂生物过程中多活性肽段、多靶点、多通路的作用特点,为进一步深入研究黄鳝肽物质基础及抗高脂血症作用与应用提供理论依据及参考。
基于GEO(gene expression omnibus)数据库结合网络药理学及分子对接,从分子水平逆向挖掘具有抗肝癌活性的中药。通过GEO、GeneCards、OMIM和TTD等疾病靶点数据库获取肝癌的重要靶点。利用STRING平台获取核心靶点,结合TCMIP(integrative pharmacology-based research platform of traditonal Chinese medicine)和TCMID(traditional Chinese medicine integraive database)数据库筛选核心成分,采用TCMSP(traditonal Chinese medicine system pharmacology database and analysis platform)数据库筛选核心中药,通过分子对接和细胞实验验证筛选结果。从疾病靶点数据库得到398个肝癌的重要靶点,进一步筛选出8个核心靶点、11个核心成分和1味核心中药葛根;分子对接结果表明葛根的3个核心成分(槲皮素、黄岑素、豆甾醇)可以与部分核心靶点(CDK1、CDC20)自发地结合;细胞实验结果表明葛根提取物可以有效抑制肝癌细胞HepG2的增殖。该结果可以为葛根的研究与开发提供参考,为葛根抗肝癌活性成分的挖掘提供理论依据。
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