基于网络药理学研究厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的潜在靶点和机制.pdf
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1、 ,:;网络出版时间:网络出版地址:基于网络药理学研究厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的潜在靶点和机制蒋红霞,陈婉君,许炜炜,马勤阁,孙群,陈殊,刘建群(江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室,江西 南昌 ):文献标志码:文章编号:()中国图书分类号:;摘要:目的探究厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的潜在靶点和机制。方法运用 数据库、疾病数据库和化合物靶点预测平台,收集活性成分、疾病靶点,预测潜在作用靶点;应用 和 平台进行关键化学成分和核心靶点筛选,构建 网络图;将 值大于 的活性成分与关键靶点进行分子对接,并进行细胞实验。结果厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的关键活性成分包括橙皮苷、厚朴酚、姜辣素
2、等;关键靶点包括 、等;相关通路主要涉及免疫应答、信号转导、细胞增殖与凋亡等;分子对接显示关键活性成分与关键靶点结合活性较好。细胞实验结果显示,厚朴酚、橙皮苷、姜辣素均对 有很好的抑制作用,且呈剂量依赖关系。结论推测厚朴温中汤可能通过关键活性成分作用于关键靶点,参与 、等信号通路调控,实现治疗脾胃虚寒型胃病相关疾病作用;首次发现 姜辣素能够与多个治疗脾胃虚寒型胃病的疾病靶点(如 、等)稳定结合,提示 姜辣素值得进一步研究;根据 细胞实验结果,推测厚朴酚、橙皮苷、姜辣素可能通过降低胃黏膜中 含量,对幽门螺杆菌感染引起的胃病产生作用。关键词:网络药理学;厚朴温中汤;脾胃虚寒型胃病;分子对接;细胞验
3、证;潜在靶点和机制收稿日期:,修回日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目()作者简介:蒋红霞(),女,硕士生,研究方向:中药药效物质基础、作用机制及质量评价,:;刘建群(),男,博士,教授,博士生导师,研究方向:中药药效物质基础、作用机制及质量评价,通信作者,:开放科学(资源服务)标识码():李东垣在 脾胃论 中写道:“脾胃之气既伤,而元气亦不能充,而诸病之所由生也。”表明“脾胃虚”是全身脏腑经络、四肢九窍产生疾病之根本原因。脾胃虚寒为“脾胃虚”的一种,主要症状为胃脘痛、脘腹胀,以及表现出喜温喜按、口淡不渴、四肢不温、大便稀溏、舌淡苔白、脉虚缓等,临床上多见于胃 十二指肠溃疡、慢性胃炎、功能
4、性消化不良等。近年来研究表明,该系列病症多由幽门螺旋杆菌感染诱发,且该病原体在世界上超过一半人口的胃中定居,与胃癌的发展密切相关,胃黏膜 与幽门螺杆菌感染引起的相关胃疾病存在重要关系 。临床上西医治疗该系列病症主要以给予质子泵抑制剂或者胃黏膜保护剂为主,但多易产生耐药、不良反应和停药后复发等副作用,导致治疗该病症的疗效不够理想。厚朴温中汤出自金代李东垣的 内外伤辨惑论,收录于国家中医药管理局发布的 古代经典名方目录(第一批),主治脾胃虚寒、脘腹胀满或疼痛等,临床应用于治疗慢性萎缩性胃炎、功能性消化不良 。现代研究发现,厚朴温中汤单味药厚朴、陈皮、甘草、木香、草豆蔻仁、茯苓、干姜、生姜等均具有不
5、同程度的抗炎、抗溃疡及调节胃肠道功能的作用,但该方治疗脾胃虚寒型胃病的作用机制尚未明确。网络药理学以大数据为手段,分析靶向互连分子系统中的多个节点关系,中药复方是通过多成分、多靶点、多途径实现治疗疾病的效果,二者在整体性、系中国药理学通报 ;():统性等方面不谋而合。中药复方网络药理学研究能够有效推动中药复方的深入挖掘,阐明复方药效物质基础及其治疗疾病的分子机制。本研究首次基于网络药理学方法筛选厚朴温中汤活性成分,预测其治疗脾胃虚寒型胃病的潜在靶点和相关通路,通过构建“药材 成分 靶点 通路”网络,分析该方治疗脾胃虚寒型胃病的作用机制,并通过分子对接技术和细胞实验对结果进行模拟验证,阐明厚朴温
6、中汤治疗脾胃虚寒型胃病的药效物质基础和潜在作用机制。材料与方法 材料与试剂厚朴酚对照品(批号:;纯度:;规格:)、橙皮苷对照品(批号:;纯度:;规格:)、姜 辣 素 对 照 品(批 号:;纯 度:;规格:)均购自中国食品药品检定研究院。脂多糖(,美国 公司);胎牛血清(,美国 公司);培养基(美国 公司);试剂盒(美国 公司)、试剂盒(南京建成生物科技有限公司);检测试剂盒(北京索莱宝科技有限公司);酶标仪(美国 公司)。方法 研究思路本研究基于网络药理学和分子对接,探讨厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的有效成分与作用机制关联分析,研究思路见 。厚朴温中汤中活性成分的筛选和靶点预测通过检索 数 据
7、 库(:)得到 厚 朴 温 中 汤 所 有 药 材 的 成 分,依 据 筛选其可能的活性成分,其中筛选条件为口服生物利用度()、类药性(),再根据已有文献报道补充整合该方治疗脾胃虚寒型胃病的活性成分,删除重复值。将得到的活性成分的化学结构导入 数据库(:)预测其可能的作用靶点,删除重复值,得到厚朴温中汤的作用靶点。厚朴温中汤“各药材 成分 靶点网络”构建厚朴温中汤“各药材 成分 靶点网络”主要通过网络图像化软件 进行构建和分析,将获得的活性成分以及活性成分预测得到的靶点一同导入软件完成相关网络构建,采用 插件进行网络特征分析,以明确厚朴温中汤中较为重要的成分和靶点,结合文献以分析其中的相互作用
8、。脾胃虚寒型胃病相关疾病靶点检索利用“(脾胃虚寒)”、“(慢性胃炎)”、“(胃溃疡)”、“(消化不良)”、“(胃脘痛)”作为关键词,在 数据库(:)中进行疾病靶点检索,整合检索得到的结果,并删除重复靶点。厚朴温中汤与脾胃虚寒型胃病的关键靶点筛选及 网络构建依据 软件的 筛选关键靶点。将厚朴温中汤活性成分对应的靶点与脾胃虚寒型胃病疾病靶点分别导入 内,分别生成各自的靶点作用网络,通过 中的 功能提取厚朴温中汤与脾胃虚寒型胃病的交集靶点,并运用 分析交集网络中各个节点的属性值。计算交集靶点 值的中位数并筛选其大于 倍中位数的节点,以此为依据筛选得到关键靶点。将筛选得到的关键靶点导入 数 据 库(:
9、)构建 网络,选择研究物种为人类,设置靶点之间置信度分数为 ,获得靶点与靶点相互作用的网络图,将该图导入 软件进行可视化分析。通路富集分析将“”筛选的到的关键作用靶点导入 平台(:)分别进行 和 通路富集分析,保存其分析结果,提取出所需要的信息,进行可视化分析。厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的有效成分与关键靶点的分子对接验证通过蛋白数据库()(:)检索并下载各关键靶点的结构文件,采用 软件对活性小分子结构及蛋白结构进行处理,运用 模块进行小分子与靶点的结合预测,以对接打分()评价活性成分与关键靶点的相互作用。结合活性成分的靶点越多,产生药效的可能性越大,成为关键节点可能性越高;与靶点结合得分越中
10、国药理学通报 ;()高的活性成分,通过该靶点产生作用的可能性越大 。本研究基于分子对接技术分析厚朴温中汤活性成分与关键节点的相互作用,进而验证该方治疗脾胃虚寒型胃病的活性成分及网络关键靶点。细胞活力实验采用 法检测厚朴酚、橙 皮 苷 和 姜 辣 素 等 个 有 效 成 分 对 细 胞 的 毒 性。取 对 数 生 长 期 的 细胞用 培养基(含 培养液)调整细胞密度,接种于 孔板中,分为给药组、正常细胞对照组。给药组以 孔加入含有不同药物浓度化合物的细胞培养液,正常细胞对照组中加入无药物的细胞培养液,每组均为 个复孔。于 、条件下培养 后,弃去上清液加入 的 溶液,每孔 ,于酶标仪 处测定吸光度
11、(值),计算细胞存活率。细胞存活率 (实验孔 值 空白孔 值)(对照孔值 空白孔 值)。抑制率采用 法测定厚朴酚、橙皮苷和 姜辣素等 个有效成分对 诱导的 细胞产生 的抑制作用。取对数生长期的 细胞接种于 孔板中(个细胞 孔),于 、条件下培养 ,弃去旧培养基,给药组分别加入 含不同浓度厚朴酚、橙皮苷和 姜辣素的 培养基,同时设置空白对照组(仅培养液)和模型组(仅培养液),培养 后,除空白组外,其余各组加入 的 溶液(),继续培养 ,再每孔吸取 上清液于新的 孔板中,先后加入 液与 液各 ,用酶标仪在 处测其 值,计算 抑制率。实 验 取 对 数 生 长 期 的 细胞接种于培养板中,于 、条件
12、下培养 ,弃去旧培养基。设置空白对照组(仅培养液)、模型组(仅培养液)和给药组(含不同浓度厚朴酚、橙皮苷和 姜辣素的 培养基),培养后,除空白组外,其余各组加入 的 溶液(),继续培养 ,按照 试剂盒说明书操作,检测细胞上清液中 的含量。统计学分析使用专业软件 、及 进行数据处理与分析。使用 进行统计学分析,所有数据结果均用珋 表示,多组比较采用单因素方差分析,组间的两两比较使用 法检验。结果 厚朴温中汤中活性成分的筛选和靶点预测通过 数据库和 数据库(:)检索得到厚朴化学成分 种、陈皮化学成分 种、甘草化学成分 种、木香化学成分 种、草豆蔻化学成分 种、茯苓化学成分 种、干姜化学成分 种、生
13、姜化学成分 种,经 和 参数筛选后,并根据文献报道补充未筛选到的成分,共获得厚朴 种、陈皮 种、甘草 种、木香 种、草豆蔻 种、茯苓 种、干姜 种、生姜 种活性成分。靶点预测得到厚朴成分作用靶点 个、陈皮成分作用靶点 个、甘草成分作用靶点 个、木香成分作用靶点 个、草豆蔻成分作用靶点 个、茯苓成分作用靶点 个,干姜成分作用靶点 个、生姜成分作用靶点 个,合并后删除重复值共得到靶点 个。厚朴温中汤“各药材 成分 靶点网络”的构建和分析将“”得到的活性成分及作用靶点导入 软件,绘制“各药材 成分 靶点网络”,并以节点形状大小确定厚朴温中汤中发挥重要作用的成分和靶点。成分 靶点对应的形状越大、表明其
14、作用越强,对应的 值越大、说明其相对重要性越高。通过 网络构建共获得 个节点和 个关系,预测结果显示其中槲皮素、木犀草素、木香烃内酯、川陈皮素、甘草查尔酮 、姜辣素、柚皮素、橙皮苷、厚朴酚、和厚朴酚为 值前 的活性成分,见 。脾胃虚寒型胃病相关疾病靶点检索从 数据库获得脾胃虚寒型胃病靶点 个,由于靶点过多,设定 值大于中位数的目标靶点为脾胃虚寒型胃病的潜在靶点,得到靶点共 个。中国药理学通报 ;()厚朴温中汤治疗脾胃虚寒型胃病的关键靶点筛选及 网络构建 通过 功能,得到活性成分的靶点可与 个靶点产生直接或者间接作用,而这些靶点与靶点的相互作用关系可达 种。脾胃虚寒型胃病的相关靶点可达 个,相互
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