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。
网络药理学高度契合中药多成分、多靶点的整体观和系统论思想,在中药现代化过程中迅速发展。实验验证是网络药理学的关键研究内容之一。斑马鱼模型具有完整的药物代谢系统、复杂的体内环境和靶点、通路调控机制,且利用该模型开展实验具有用药量少、高通量、周期短等优势。近年来,网络药理学预测结合斑马鱼模型实验验证的研究模式,在阐明中药药效物质及作用机制方面得到广泛应用。本文对网络药理学和斑马鱼模型综合应用的进展及发展趋势进行综述,以期为该方法在阐明中药功效现代科学内涵中的应用提供参考。
斑马鱼模型在药物筛选、药理和毒理等研究领域已得到广泛应用。近年来,随着《化妆品功效宣称评价规范》等文件的实施,化妆品功效宣称进入强监管时代,对功效评价模型和方法的科学性提出了更高的要求。斑马鱼皮肤结构与人类高度相似,胚胎透明,易观察,且斑马鱼功效评价实验具有样品用量少、周期短、高通量的优势,目前已成为化妆品功效评价领域的研究热点。本文基于文献计量学方法,统计了近十年斑马鱼用于化妆品功效评价的相关文献,综述了斑马鱼在化妆品功效评价中的应用进展,并分析了其发展动态和趋势,为促进斑马鱼模型在化妆品领域中的应用提供参考。
基于网络药理学及动物实验研究苗药阔叶十大功劳抗炎的有效成分及作用机制。用二甲苯、角叉菜胶分别制作小鼠及大鼠的炎症模型,并灌胃阔叶十大功劳(小鼠剂量为1.950 mg/kg;大鼠剂量为1.350 mg/kg)。通过TCMSP、SymMap、SwisstargetPrediction、SEA、STICH等数据库,以口服生物利用度≥30%、类药性≥0.18获取阔叶十大功劳的活性成分及其相应靶点;通过GeneCards、DisGeNET、TTD、DrugBank、OMIM等数据库获取炎症相关靶点;通过Venny 2.1.0获取疾病和药物的交集靶点,通过Cytoscape的MCODE、CytoHubba插件得到10个关键靶点,并构建药物-成分-靶点网络图;对10个Hub gene进行KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes )和GO (gene ontology)富集分析以及分子对接。动物实验结果表明,阔叶十大功劳能够减轻小鼠和大鼠的炎症症状。网络药理学分析获得28个阔叶十大功劳活性化合物,753个药物作用靶点,1 025个炎症靶点,阔叶十大功劳-炎症交集靶点225个,Hub gene 10个。GO及 KEGG富集分析结果显示,阔叶十大功劳主要参与JAK-STAT信号传导途径、Th17细胞分化和一些癌症通路。分子对接结果显示,小檗碱、异博尔定等11个活性成分与JUN、JAK3等8个靶点对接成功。动物实验结果表明阔叶十大功劳具有抗炎作用,抗炎的主要成分为槲皮素、小檗碱等化合物,抗炎的机制可能是通过作用于IL-2、JAK1等靶点,参与JAK-STAT信号传导途径、Th17细胞分化等通路抗炎,初步揭示了阔叶十大功劳发挥抗炎作用的物质基础及作用机制。
探讨藏药复方肺热普清散对低氧环境下斑马鱼模型的保护作用及其对低氧诱导因子1α(Hif1α)的影响。建立斑马鱼低氧运动损伤模型,分别检测低氧条件下斑马鱼行为学和整体乳酸水平,以受精后72 h AB型斑马鱼幼鱼为实验对象,空白对照组采用正常溶氧100%(8.4 mg/L),低氧组采用纯氮气置换获得溶氧50%(4.2 mg/L)培养水,50%低氧水加不同浓度肺热普清散处理胚胎24 h。采用斑马鱼行为学分析仪记录30 min游泳轨迹,使用Zeblab软件导出30 min内运动距离和运动时间;分别对实验后各组斑马鱼进行整体匀浆并测定组织乳酸含量和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)活力;利用蛋白印迹(western blot, WB)分析各组斑马鱼Hif1α的表达水平变化;使用免疫组织化学方法对各组鱼尾鳍部Hif1α表达进行比较。结果表明,与低氧对照组比较,肺热普清散 10~30 mg/L剂量组可显著增加低氧诱导引起的运动距离和运动时间(p<0.05),并且相对于低氧引起的乳酸升高(p<0.001), 10~30 mg/L组的乳酸含量明显降低(p<0.05);同时LDH与低氧组活力比较,肺热普清散30 mg/L组可显著降低LDH活力(p<0.05);WB实验结果显示,与低氧组比较,肺热普清散可抑制Hif1α表达(p<0.05);同时免疫组化结果显示10 mg/L 肺热普清散可减少Hif1α表达。由此肺热普清散对急性斑马鱼低氧损伤模型引起的运动损伤有保护作用,其耐低氧机制与Hif1α表达有关。
探究铜死亡相关基因对肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的影响,并挖掘治疗HCC的活性成分。通过GEO数据库下载GSE84402数据集,获取肝癌差异表达基因,通过文献检索铜死亡相关基因,两者取交集获得肝癌相关铜死亡基因。进一步分析交集基因,使用UALCAN分析其差异表达,R语言分析其表达水平与临床的相关性,Kaplan-Meier Plortter分析其预后价值,HCMDB分析其与肝癌转移的关系,并使用THPA分析其与肝癌的病理关系。最后进行化合物预测与分子对接。结果表明,与正常组相比,铜死亡关键基因SLC31A1、DBT在肿瘤中表达水平下调,病理分析显示其蛋白在HCC组织中表达增加,且与临床相关性变量性别、肿瘤分期、淋巴结转移显著相关,其高表达与肝癌预后良好相关,其中SLC31A1低表达与肝癌向肾上腺、肺部转移显著相关。最后筛选出可能与SLC31A1、DBT结合的活性化合物,其中白藜芦醇、叶酸对接分数高。研究认为铜死亡相关基因SLC31A1、DBT在HCC的发生发展中起重要作用,为HCC的诊断及治疗药物研究提供了新思路。
基于六水合氯化铝诱导的斑马鱼阿尔茨海默病模型,探究木蝴蝶苷A的抗阿尔茨海默病活性及作用机制。将受精后3 d的野生型AB品系斑马鱼随机分为阴性对照组,80 μmol/L六水合氯化铝模型对照组,80 μmol/L六水合氯化铝与6 μmol/L多奈哌齐阳性对照组,80 μmol/L六水合氯化铝与不同浓度(5、10、20 μmol/L)木蝴蝶苷A受试物组。斑马鱼受精后6 d,利用明暗交替行为学实验观察不同处理组斑马鱼行为差异并分析其变化;通过硫黄素S染色测定各组斑马鱼头部Aβ斑块沉积数;采用酶活测定试剂盒检测各组斑马鱼乙酰胆碱酯酶活性;以实时荧光定量PCR检测自噬相关基因(beclin1、ulk1b、ulk2和atg7)的表达变化;借助分子对接技术验证木蝴蝶苷A与自噬相关蛋白(beclin1、ulk1b、ulk2和atg7)结合的可靠性。结果表明,木蝴蝶苷A缓解了六水合氯化铝造成的斑马鱼运动障碍,降低了Aβ斑块沉积数和乙酰胆碱酯酶活性水平,使自噬相关基因的异常表达趋于正常。该研究初步揭示了木蝴蝶苷A能够缓解六水合氯化铝诱导的斑马鱼运动障碍,其机制可能与激活细胞自噬有关,这为木蝴蝶苷A的临床应用及其治疗阿尔茨海默病的相关研究提供了理论依据。
采用生物信息学方法分析基质细胞与胃癌的临床特征关联,预测胃复春胶囊的干预机制。从TCGA数据库下载胃癌活检数据,基于ESTIMATE计算基质细胞评分(stromal score,STRS)并以中位数为分组依据,分析STRS与患者临床信息关联并筛选DEGs(differentially expressed genes)作为潜在干预靶点。基于胃复春胶囊入血成分预测药物靶点,DEGs与药物靶点取交集并通过PPI网络及MCODE筛选核心子网络及基因,分析生存预后及不同分期表达。构建药味-入血成分-靶点网络筛选核心成分并进行ADMET预测及分子对接验证。交集靶点进行GO(gene ontology)、KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集。结果表明:STRS与生存时间显著相关且随Stage及T分期显著升高,分析得DEGs 1 975个;胃复春胶囊入血成分75个,对应靶点663个,交集靶点107个;核心子网络4个,其中VCAM1、SERPINE1、TLR4、FGF1为核心靶点,SERPINE1、PDGFRB表达与生存时间相关极显著(P<0.01),VCAM1、NOX4、PDGFRB、ITGAL等在不同Stage分期表达差异极显著(P<0.01);异金雀花素B、香茶菜素O、蓝萼甲素等为核心成分,ADMET特性及核心靶点蛋白结合活性良好;GO富集于钙离子浓度调节、钙离子稳态等条目,KEGG富集于钙信号通路、神经活性配体-受体相互作用等通路。基质细胞与生存时间、分期密切相关,胃复春胶囊可能通过调控基质细胞发挥抑制肿瘤生长、转移及延缓耐药性等作用。
基于网络药理学和分子对接技术,研究地胆草治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的分子机制。根据文献调研确定地胆草的化学成分,利用SwissADME数据库筛选活性成分、SwissTargetPrediction数据库预测其作用靶点。通过GeneCards、Disgenet、PharmGKB和TTD数据库获取UC的相关靶点,并进行拓扑分析,采用Metascape数据库对候选靶点进行GO (gene ontology)功能和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes )生物通路富集分析,最后结合RCSB PDB数据库及Chemdraw、PyMoL、AutoDock 4.2.6对核心成分和关键靶点进行分子对接验证并进行可视化分析。从地胆草中筛选出34个调控UC的潜在靶点,对关键靶点作GO功能和KEGG通路富集分析,显示地胆草可能通过对系统过程的调节、外部刺激反应的负面调节、凋亡信号通路的调节以及机械刺激的反应等生物学过程调节MAPK3、PIK3CA、STAT3和JAK2等关键靶点的表达,从而参与调控癌症信号通路、PI3K-Akt信号通路、NF-κB信号通路、幽门螺旋杆菌感染的上皮细胞信号传导和钙信号传导通路等多个KEGG信号通路,从而达到治疗UC的目的。分子对接结果显示,各活性成分与关键靶点的亲和力较好。研究认为地胆草治疗UC的作用机制可能与抑制 MAPK3、PIK3CA、STAT3 等靶点的表达,缓解结肠组织炎症反应有关。
为确定溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的潜在生物标志物,并预测其靶向中药,从GEO数据库下载包含人类UC和健康对照组织(GSE179285、GSE206285和GSE87466)的数据集,合并GSE179285和GSE206285数据集,通过limma R软件包筛选出UC与健康对照组织之间的差异表达基因(DEGs)。采用LASSO回归模型和支持向量机递归特征消除算法筛选出核心生物标志物。GSE87466数据集用作验证队列,受试者工作特征曲线用于评估诊断效能。利用CIBERSORT探讨UC中的免疫浸润特性,并进一步分析潜在生物标志物与不同免疫细胞之间的相关性。最后,在HERB数据库预测核心生物标志物靶向中药。共筛选出157个DEGs,其中102个基因上调,55个基因下调。功能富集分析显示,这些DEGs主要参与IL-17信号通路、TNF信号通路、类风湿关节炎、趋化因子信号通路、体液免疫反应、中性粒细胞趋化和迁移等。LOC389023、OLFM4、AQP8和CWH43被鉴定为UC的潜在生物标志物,且其诊断价值在GSE87466验证数据集中有显著意义。CIBERSORT免疫浸润分析显示,UC与健康对照组织的免疫浸润特征存在显著差异。UC组发现高水平的CD4+记忆活化T细胞、M1巨噬细胞和中性粒细胞,而健康对照组发现高水平的记忆B细胞、CD4+记忆静息T细胞、M2巨噬细胞和静息树突状细胞。在HERB数据库预测到淡豆豉、牡荆子、骨节草、酒、苦豆子、鹿茸和紫河车7味靶向中药。研究认为,LOC389023、OLFM4、AQP8和CWH43可能作为UC的诊断生物标志物;淡豆豉等7味靶向中药可能通过调节肺肠菌群、影响炎症通路、调节免疫等方面发挥对UC的治疗作用。
分析大鼠口服芦丁后血浆、尿液和粪便中的代谢产物并评价芦丁在大鼠体内的代谢途径。大鼠灌胃给予250 mg/kg芦丁后,采集血浆、尿液和粪便,以固相萃取法处理生物样品,利用超高效液相色谱-四级杆-静电场轨道阱质谱,以0.05%甲酸水(A)-0.05%甲酸乙腈(B)为流动相梯度洗脱,分别在正、负离子模式下采集各样品数据,通过高分辨提取离子流图和平行反应监测模式,结合色谱保留时间、质量测量、诊断离子等确定芦丁的代谢物并探究芦丁在大鼠体内的代谢途径。在正、负离子模式下共检测和鉴定了29种芦丁代谢产物,其主要代谢途径为甲基化、葡萄糖醛酸化、硫酸酯化及其复合反应等。建立了芦丁的整体代谢图谱,为其进一步的药效学评价及开发利用提供了参考依据,同时也为药物代谢鉴定研究提供了一种综合研究方法。
运用网络药理学方法探讨三黄泻心汤治疗阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的作用机制。利用中药系统药理学数据库与分析平台检索并筛选出三黄泻心汤的有效成分及作用靶点。通过GeneCards数据库检索并筛选出AD相关靶点,维恩图获取药物与疾病交集靶点。使用STRING数据库得到蛋白质-蛋白质相互作用( protein-protein interaction, PPI)网络信息。使用Cytoscape构建药物-有效成分-靶点-疾病网络与PPI网络图,通过DAVID数据库对共同靶点进行GO( gene ontology)和KEGG ( Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析。使用SYBYL-X 2.1.1软件进行分子对接验证。筛选出三黄泻心汤47个有效成分,71个药物与疾病交集靶点,主要活性成分为槲皮素、β-谷甾醇、汉黄芩黄素、黄芩新素、半枝莲种素、苏荠苎黄酮,核心靶点为IL-6、TNF、IL-1β、VEGFA、TP53。GO功能分析主要涉及药物反应、缺氧反应、细胞迁移的正向调节、一氧化氮生物合成过程的正调控等生物过程,KEGG分析主要涉及癌症通路、HIF-1信号通路、TNF信号通路等通路。分子对接结果显示,β-谷甾醇、半枝莲种素等核心成分,与TP53、IL-6等核心靶点之间有着较强的结合能力。初步阐释了三黄泻心汤可通过调节HIF-1、TNF等信号通路,从而抑制Aβ聚集与tau磷酸化、阻断乙酰胆碱酯酶活化、抑制炎症进而干预阿尔茨海默病。
基于指纹图谱和网络药理学方法,分析预测干姜中潜在的质量标志物,为干姜的质量控制与评价提供参考。采用超高效液相色谱法建立干姜指纹图谱,确认共有峰并进行指认,通过网络药理学方法构建活性成分-靶点-通路网络图预测干姜质量标志物,再利用分子对接方法验证干姜质量标志物的生物活性。建立了10批干姜指纹图谱,确定共有峰17个,并指认其5个共有成分,分别为6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、6-姜烯酚及8-姜烯酚;通过网络药理学对关键成分靶点的分析结果表明,此5种成分可作用于35个核心靶点,20条关键通路发挥抗癌、抗炎、抗氧化作用;分子对接结果表明,此5种成分与核心靶点结合能力均较强,具有较好的生物活性,初步预测6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、6-姜烯酚和8-姜烯酚可作为干姜的质量标志物。通过指纹图谱结合网络药理学分析预测干姜的质量标志物,为干姜的质量控制和药效作用机制研究提供了参考。
基于TLR4/NF-κB/NLRP3信号通路,探讨肝豆灵片对TX小鼠肝豆状核变性神经炎症的影响以及对CuCl2诱导的小胶质细胞炎性反应的作用机制。将TX小鼠分为对照组,模型组,肝豆灵片低、中、高剂量组,青霉胺组;BV2细胞分为对照组、模型组、肝豆灵片组、TAK-242组、肝豆灵片+TAK-242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及BV2细胞中TLR4、p65、NLRP3、IL-1β蛋白的表达,酶联免疫吸附测定法检测各组小鼠海马组织及BV2细胞中TNF-ɑ 、IL-1β、IL-6的含量,实时荧光定量聚合链式反应检测各组BV2细胞中TLR4、p65、NLRP3、TNF-ɑ 、IL-1β 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炎性损伤,TLR4、p65、NLRP3、IL-1β蛋白表达均明显增高,TNF-ɑ、IL-1β、IL-6的含量明显升高(P<0.05);与模型组相比,肝豆灵片组和青霉胺组海马组织的病理损伤均得到改善,且肝豆灵片高剂量组效果更明显;肝豆灵片组和TAK-242组能抑制BV2细胞活化,TLR4、p65、NLRP3、IL-1β蛋白与mRNA表达较模型组均明显减少,TNF-ɑ、IL-1β、IL-6的含量明显降低(P<0.05)。肝豆灵片能减轻TX小鼠海马组织炎性损伤,抑制CuCl2诱导的BV2细胞过度活化,其机制可能与下调 TLR4/NF-κB/NLRP3信号通路有关。
利用网络药理学和分子对接方法分析香砂六君子汤的有效活性成分及其治疗幽门螺杆菌相关性胃炎的分子机制。通过中药系统药理学数据库与分析平台、GeneCards数据库和OMIM数据库筛选香砂六君子汤的药物活性化合物、药物作用靶点基因及幽门螺杆菌相关性胃炎疾病相关靶点,并对药物作用靶点和疾病相关靶点进行维恩分析;应用Cytoscape软件以及STRING数据库分别构建药物-化合物-潜在靶点相互作用网络及蛋白质-蛋白质相互作用网络图。使用DAVID数据库对交集靶点进行基因本体功能和京都基因与基因组百科全书通路富集分析。通过AutoDock PyMOL等软件对关键成分和作用靶点进行分子对接。通过吉姆萨染色法和CCK-8法测定细胞凋亡率,WesternBlot检测相关靶蛋白表达。最终筛选出香砂六君子汤方中槲皮素、木犀草素和山柰酚等122种药物活性化合物,可能通过作用于STAT3、TP53、AKT1等101个潜在靶点以及Toll样受体信号通路、TNF信号通路、T细胞受体信号通路等109条通路参与螺杆菌相关性胃炎的治疗。分子对接显示药物活性成分槲皮素、β-谷甾醇、木犀草素与靶点蛋白STAT3、TP53、AKT1有较好的亲和力。与模型组比较,用香砂六君子汤处理后,GES-1细胞的细胞核深染加深,细胞凋亡率显著下降,p-STAT3蛋白表达也显著降低。研究认为香砂六君子汤治疗幽门螺杆菌相关性胃炎以多成分、多靶点、多途径发挥其抑菌、抗炎的作用。
探讨槲皮素对肾病综合征模型大鼠的保护作用。选用SPF级雄性大鼠,单次尾静脉注射阿霉素6.5 mg/kg诱导肾病综合征大鼠模型,收集尿液测定24 h尿蛋白,检测血液生化血清总蛋白和白蛋白、总胆固醇、甘油三酯以及肾功能尿素氮和血肌酐的含量;HE染色观察肾组织病理变化;透射电镜观察肾足细胞超微结构变化;Western Blot检测肾组织Desmin、Nephrin和Synaptopodin的表达。结果表明:槲皮素能有效缓解肾病综合征模型大鼠的24 h尿蛋白,明显改善各项血液生化指标和肾功能损伤,减轻肾组织病理变化和肾足细胞的足突融合;同时,槲皮素可以降低Desmin的表达,并提高Nephrin和Synaptopodin的表达。槲皮素可有效治疗阿霉素诱导的肾病综合征模型大鼠,其可能通过稳定足细胞正常结构和功能发挥保护作用。
采用数据挖掘及网络药理学方法分析中药抗呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)用药规律,并探讨核心中药可能的作用机制。利用中国知网数据库收集治疗RSV的含中药复方,应用SPSS Statistics 26.0软件对纳入标准的中药进行频次、性味归经、四气五味及其功效分类统计,并对频数大于5的中药进行系统聚类分析。使用中药系统药理学数据库分析平台进行成分、靶点筛选,将其靶点与在GeneCards及OMIM数据库筛选得到的RSV疾病靶点进行匹配,获取高频中药抗RSV的关键靶点;采用 STRING、DAVID数据库对关键靶点进行蛋白质-蛋白质相互作用网络分析及京都基因与基因组百科全书通路富集分析;最后通过Cytoscape 3.7.1软件构建中药-活性成分-关键靶点-通路网络,并进行拓扑分析。共获得符合标准的中药复方91个,涉及121味中药;其中以清热药、化痰止咳平喘药多见,以归肺、肝经居多,以寒温平、苦辛甘为主;麻黄、黄芩、甘草、苦杏仁累计频次最高且聚为一类。获得麻黄、黄芩、甘草、苦杏仁活性成分共126个;抗RSV关键靶点110个,核心靶点包括 GSR、TP53、SOD1等;涉及通路主要包括癌症通路、流体剪切力与动脉粥样硬化途径、AGE-RAGE信号通路、血脂和动脉粥样硬化血脂等。
基于网络药理学探究小青龙汤治疗新型冠状病毒感染(COVID-19)的作用机制。应用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)筛选小青龙汤8味中药的活性成分,运用PubChem、SwissTargetPrediction和TCMSP数据库获取中药的潜在作用靶点;运用OMIM、DisGeNET和GeneCards 数据库筛选COVID-19和Delta variant of COVID-19相关靶点;利用Venny 2.1在线工具筛选出小青龙汤靶点和COVID-19靶点的交集并作维恩图;应用Cytoscape 3.7.2 软件构建小青龙汤-成分-(COVID-19)-靶点网络;利用STRING数据库收集数据,并在线构建蛋白质-蛋白质相互作用网络;应用Metascape数据库进行基因本体(gene ontology, GO)和基于京都基因与基因组百科全书 ( Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析,借助微生信在线绘图工具绘制GO和KEGG富集分析图。利用AutoDockTools 1.5.6软件进行分子对接。筛选得到小青龙汤有效活性成分共169个及靶点1 363个,药物与疾病相交靶点292个, 得到GO富集分析中生物过程共2 393条,细胞成分共168条,分子功能共264条,KGGG通路共225条。分子对接结果显示筛选出的小青龙汤核心成分与COVID-19相关靶点结合良好。该研究揭示了小青龙汤可能通过作用于TNF、AKT1、GAPDH、IL-6、ALB、TP53、IL-1β、VEGFA、STAT3、EGFR等靶点,参与MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路等通路治疗COVID-19。
利用网络药理学与代谢组学探讨枳实-厚朴药对治疗慢传输型便秘(slow transit constipation,STC)的潜在作用机制。使用中药系统药理数据库与分析平台筛选枳实与厚朴的化学成分及作用靶点,通过GeneCards、OMIM、DisGeNET数据库搜集STC的疾病预测靶点,运用维恩图获得成分与疾病的交集靶点,采用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,运用Cytoscape 3.8.0软件计算并筛选关键靶点,同时绘制中药-成分-靶点网络图,利用Metascape数据库对交集靶点进行GO(gene ontology)功能富集分析和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析。采用洛哌丁胺诱导法构建STC小鼠模型,给予枳实+厚朴灌胃给药后,对小鼠盲肠内容物进行基于气相色谱联合飞行时间质谱(GC/TOF-MS)的非靶向代谢组学检测,分析差异性代谢物。结果获得枳实-厚朴药对活性成分共24种,与STC疾病相关的交集靶点共106个,其中度值排名靠前的关键靶点包括AKT1、TNF、TP53、IL6、CASP3、JUN。GO分析发现可能涉及的生物学过程包括细胞对氮化合物的反应、细胞对脂质的反应、蛋白磷酸化的正调控、炎症反应的调节、离子传输的调节等。KEGG分析可能涉及的通路包括癌症通路、PI3K-AKT信号通路、钙信号通路、5-羟色胺能突触信号通路等。非靶向代谢组学检测共发现21种差异性代谢物,包括Akt相关性代谢物烟酸、果糖、原儿茶酸。本研究揭示枳实-厚朴药对通过多成分、多靶点、多通路对STC发挥治疗作用,其活性成分柚皮素和木犀草素,关键靶点Akt及相关性代谢物值得特别关注,这为后续基础研究提供了思路与理论依据。
基于网络药理学研究桂芍镇痫片抗颞叶癫痫的作用机制。通过中药系统药理学数据库与分析平台检索桂芍镇痫片的有效成分和作用靶点,使用Uniprot 数据库进行标准基因名转化;通过OMIM,GeneCards和DrugBank数据库检索颞叶癫痫相关的疾病靶点,使用维恩图获得桂芍镇痫片治疗颞叶癫痫的交集靶点;运用Cytoscape 3.8.2软件构建药材-成分-靶标网络图,分析核心成分和关键分子靶点;使用基因本体富集和京都基因与基因组百科全书分析靶点的生物学过程和相关通路;使用前三个关键靶点与其对应的前两个核心化合物进行分子对接验证。通过筛选,共获得127个有效成分和46个相关靶点,其中,β-谷甾醇、槲皮素、山柰酚等14个成分发挥核心作用,涉及CALM1、SCN5A、GSK3B等11个关键靶点。抗癫痫作用主要涉及膜电位调节、药物响应等生物学过程,突触后膜和树突等细胞组成,离子通道和钙调蛋白等分子功能,神经活性配体-受体相互作用、尼古丁成瘾等相关通路。分子对接结果显示CALM1、SCN5A、GSK3B三个靶点分别和对应的核心化合物有较好的结合能力。桂芍镇痫片通过减轻氧化损伤和保护神经元,影响离子通道和受体、细胞内信号传导、细胞凋亡和突触结构等环节,多成分、多靶标、多通路地协同发挥抗癫痫作用。
基于网络药理学方法探讨尪痹方治疗类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的潜在机制。应用中药系统药理学数据库与分析平台筛选出尪痹方的化学成分及作用靶点,GeneCards数据库检索RA相关靶点,维恩图获取药物与疾病交集靶点,利用STRING数据库得到蛋白质-蛋白质相互作用( protein-protein interaction,PPI)网络信息,使用Cytoscape构建药物-有效成分-靶点-疾病网络与PPI网络图,通过DAVID数据库对共同靶点进行基因本体( gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书( Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析。使用SYBYL-X 2.1.1软件进行分子对接验证。经过筛选得到32个有效成分及99个相关靶点,核心靶点为IL-6、TNF、AKT1、VEGFA、PTGS2等。GO功能富集分析主要涉及RNA聚合酶II启动子转录的正调控等生物过程,KEGG 通路富集分析主要涉及TNF信号通路、T细胞受体信号通路、Toll样受体信号通路、破骨细胞分化等信号通路。分子对接结果显示,山柰酚、雷公藤内酯、柚皮素、川皮苷、刺芒柄花素等核心成分与IL-6、TNF、ATK1、PTGS2、VEGFA等的核心靶点蛋白之间具有良好的结合活性。本研究初步阐释了尪痹方通过多成分、多靶点治疗RA的潜在机制。
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