基于网络药理学研究黄连治疗百草枯中毒致急性肝损伤的分子机制.pdf
《基于网络药理学研究黄连治疗百草枯中毒致急性肝损伤的分子机制.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于网络药理学研究黄连治疗百草枯中毒致急性肝损伤的分子机制.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、724百草枯中毒是急诊常见的急危重症,其特点为病情变化快,伴随多器官功能损害,如肝功能 1、肾功能、肺功能等。目前尚无特效解毒药物,因此死亡率较高,是临床治疗难点之一 2。放大的级联炎症反应可加重毒物导致的器官损伤,所以炎症反应在百草枯中毒导致的急性肝损伤的分子机制中发挥重要作用 3。黄连是中医经典用药,传承已久。已有研究 4 表明,黄连提取物黄连素具有抗炎、抗氧化等生物 论著 基于网络药理学研究黄连治疗百草枯中毒致急性肝损伤的分子机制王晓凤,赵敏(中国医科大学附属盛京医院急诊科,沈阳110004)摘要 目的 应用网络药理学方法,探讨黄连在治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤时的潜在相关分子机制。方
2、法 在中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)中查询并获得黄连活性成分和靶点。通过人类基因数据库GeneCards获取百草枯中毒导致的急性肝损伤的相关靶点基因。采用Cytoscape3.7软件制作药物-成分-疾病靶点的网络框架图。利用STRING数据库获得交集靶点的蛋白质-蛋白质相互作用网络图。利用DAVID数据库对基因功能和通路富集进行分析。综合考虑靶点和通路富集情况,选取AKT1和p-AKT1进行动物实验验证。结果 共收集黄连活性成分14个,相关作用靶点基因278个,其中与百草枯中毒导致的急性肝损伤的交集靶点基因32个。排名前6位的靶点蛋白是AKT1、TOP1、ErbB2、TLR4、P
3、TGS2、MPO。同时富集到有关的信号通路包括催乳素信号通路、胰腺癌、表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂耐药性、Fc RI、膀胱癌、癌症中的中心碳代谢、ErbB信号通路、子宫内膜癌、血管内皮生长因子信号通路等。动物实验结果显示,经过黄连治疗后,百草枯中毒小鼠肝脏病理损伤减轻,炎症指标肿瘤坏死因子-水平降低,转氨酶水平降低,p-AKT1水平降低。结论 黄连在治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤中具有多成分、多靶点、多通路的特点。黄连可降低AKT1蛋白的磷酸化水平,从而对百草枯导致的急性肝损伤发挥治疗作用。关键词 网络药理学;黄连;百草枯中毒;急性肝损伤;分子机制中图分类号 R459.7 文献标志码 A
4、文章编号 0258-4646(2023)08-0724-07网络出版地址 https:/ 4646.2023.08.010Molecular mechanism of Huanglian for the treatment of paraquat-induced acuteliver injury based on network pharmacologyWANGXiaofeng,ZHAOMin(DepartmentofEmergencyMedicine,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)Abstrac
5、t Objective ToinvestigatethemolecularmechanismofHuanglianforthetreatmentofparaquat-inducedacuteliverinjurybasedonnetworkpharmacology.Methods TheactiveingredientsandtargetsofHuanglianwereacquiredandscreenedusingtheTCMSPdatabase.Paraquat-inducedacuteliverinjury-relatedtargetswereobtainedusingtheGeneCa
6、rdsdatabase.Cytoscape3.7softwarewasusedtomakeadrug-components-diseasetargetsnetwork.Aprotein-proteininteractionnetworkwasobtainedusingtheSTRINGdata-base.GenefunctionandpathwayenrichmentanalyseswereperformedusingtheDAVIDdatabase.Basedonthetargetgenesandpathwayenrichmentanalysisresults,AKT1andp-AKT1we
7、reselectedforfutureanimalexperiments.Results Atotalof14activecomponentsthatacton278targetgeneswerecollected.Thirty-twocoregenesofparaquat-inducedacuteliverinjuryandHuanglianwerescreened.ThetopsixtargetproteinsincludedAKT1,TOP1,ErbB2,TLR4,PTGS2,andMPO.Pathwayenrichmentanalysisrevealedthattheprolactin
8、signalingpathway,pancreaticcancer,epidermalgrowthfactorreceptortyrosinekinaseinhibitorresistance,Fc RI,bladdercancer,centralcarbonmetabolismincancer,ErbB,endometrialcancer,vascularendothelialgrowthfactor,andothersignalingpathwaysmayparticipateintheprocess.Conclusion Huanglianhasseveralcomponentsandt
9、argetsandisinvolvedinvariouspathwaysinthetreatmentofpara-quat-inducedacuteliverinjury.HuangliancanreducethephosphorylationlevelofAKT1protein,playingacrucialroleinthetreatmentofparaquat-inducedacuteliverinjury.Keywords networkpharmacology;Huanglian;paraquatpoisoning;acuteliverinjury;molecularmechanis
10、m基金项目:辽宁省自然科学基金(201602879)作者简介:王晓凤(1993-),女,医师,博士研究生.通信作者:赵敏,E-mail:min_收稿日期:2023-04-21网络出版时间:2023-07-2811:13:16中国医科大学学报 第52卷 第8期 2023年8月JournalofChinaMedicalUniversity Vol.52 No.8 Aug.2023725作用。以黄连为主要成分的配伍药物黄连吴茱萸,可以减轻肝脏炎症损伤,减少炎症小体的产生 5。因此推测,黄连可能通过某些分子机制,对百草枯导致的肝损伤起到一定的治疗作用。本研究采用网络药理学方法,预测和分析黄连在治疗百草
11、枯中毒导致的急性肝损伤时的有效成分及潜在作用靶点,并进行动物实验验证,为后续研究提供了一定的实验依据,同时也为中草药治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤提供了新的思路和方法。1 材料与方法1.1 试剂与仪器百草枯标准品,购自美国Sigma-Aldrich公司;黄连,购自安徽饮片有限公司,经辽宁中医药大学附属第二医院药剂科鉴定为正品;肿瘤坏死因子-(tumornecrosisfactor-,TNF-)ELISA试剂盒,购自碧云天生物科技有限公司;谷丙转氨酶(alanineamino-transferase,ALT)和谷草转氨酶(aspartateaminotran-sferase,AST)活性比色法试
12、剂盒,购自中国南京建成公司;丝氨酸/苏氨酸激酶1(serine/threoninekinase1,AKT1)、磷酸化AKT1(phospho-AKT1,p-AKT1)抗体,购自美国CST公司;-actin抗体,购自中国Protein-tech公司。1.2 动物C57小鼠,购自北京华阜康生物有限公司,饲养在中国医科大学附属盛京医院本溪实验基地动物部,昼夜节律为12h12h。所有小鼠在2025、40%70%湿度下自由活动、摄食水。适应性喂养1周后,进行下一步实验。本研究通过中国医科大学附属盛京医院伦理委员会审查(2022PS631K)。1.3 网络药理学分析1.3.1 数据收集:在中药系统药理学数
13、据库与分析平台(TraditionalChineseMedicineSystemsPharmaco-logyDatabaseandAnalysisPlatform,TCMSP,https:/ 交集靶点基因的获取:首先获取急性肝损伤和百草枯中毒相关靶点基因的交集,然后获取黄连药物成分靶点基因与上述靶点基因的交集,探究黄连在治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤的潜在作用靶点基因。1.3.3药物-成分-疾病靶点网络图的构建:把黄连、药物成分、靶点基因导入Cytoscape3.7软件,构建药物-成分-疾病靶点网络图。1.3.4 蛋白质-蛋白质相互作用(protein-proteininter-action,
14、PPI):将获得的靶点基因导入STRING(https:/string-db.org)中,以“homosapiens”为检索物种,同时置信度0.4,进行数据筛选,获得PPI网络图,将STRING数据库检索的数据导出,整理并筛选出重要蛋白。1.3.5 交集靶点基因的富集分析:将上述获得的交集靶点基因在注释、可视化和集成发现数据库(theDatabaseforAnnotation,VisualizationandIntegratedDiscovery,DAVID,https:/david.ncifcrf.gov/)中进行检索,并进行富集分析,主要进行基因本体(geneon-tology,GO)分析
15、和京都基因与基因组数据库(Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes,KEGG)通路富集分析,筛选并整理排序前10位关系密切的相关富集分析结果,采用在线工具制作成气泡图。1.4 动物实验1.4.1黄连水煎剂的制备:用精密仪器称取黄连10.0g,在100mL烧杯中粉碎,加入10倍量的水充分浸泡,武火煮沸后文火煎煮0.5h,纱布过滤,滤渣加纯化水重复上述步骤。经过2次过滤后,水浴浓缩,获得0.57g/mL黄连水煎剂 6。1.4.2 动物造模和分组:将18只C57小鼠随机分为3组,对照组(A组)、百草枯染毒组(B组)、百草枯染毒+黄连组(C组),每组6只。B组和C组小鼠腹腔
16、注射30mg/kg百草枯溶液(10mg/mL溶于生理盐水)7,建立小鼠百草枯染毒模型。C组小鼠腹腔注射百草枯溶液后,立即给予黄连5.7g/kg(70kg成人等效剂量的3倍)灌胃 8,1次/d,连续3d,A组和B组小鼠每日同时间灌注等量生理盐水。1.4.3 标本保存:连续灌胃结束后,腹腔注射1%戊第8期 王晓凤等.基于网络药理学研究黄连治疗百草枯中毒致急性肝损伤的分子机制726巴比妥钠(40mg/kg)进行麻醉,常规消毒,将注射器刺入右心室,缓慢取血,将取得的血液放入EP管内,4、3000r/min离心10min,留取上清并进行分装。上述操作完成后,打开腹腔,迅速取出肝脏,清洗干净血渍后,取一部
17、分肝脏组织置于4%多聚甲醛中固定,用于病理检测,另一部分组织置于-80冰箱,保存备用。1.4.4小鼠肝脏HE染色:小鼠肝脏组织在4%多聚甲醛中固定,经过乙醇脱水、二甲苯透明后,放入包埋机进行浸蜡、包埋,切成4 m进行后续染色。制作肝脏HE切片,树胶封片后观察肝脏病理改变。1.4.5小鼠血清中TNF-、ALT、AST水平检测:取分装好的适量小鼠血清,严格按照说明书配置各溶液,按照说明书的步骤进行检测。1.4.6 小鼠肝脏中AKT1、p-AKT1蛋白水平检测:取适量小鼠肝脏组织,用蛋白裂解液提取蛋白,采用BCA法测定蛋白浓度,100下金属浴进行蛋白变性。取适量蛋白进行电泳,电泳结束后,用0.45
18、mPVDF膜进行转印,用5%脱脂奶粉室温封闭1h,4孵育一抗AKT1(12000)、p-ATK1(12000)过夜,二抗室温孵育1h,洗膜3次后,用ECL发光液在凝胶成像仪上成像。采用ImageJ软件进行灰度分析,用p-AKT1与AKT1灰度比值表示蛋白磷酸化水平。1.5 统计学分析应用GraphPadPrism8.0软件进行统计学分析。计量资料以x-s表示,先进行方差齐性检验,再进行独立样本t检验,组间比较采用单因素方差分析。P0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 黄连的活性成分在TCMSP数据库中筛选黄连药物活性成分,设置条件为OB30和DL0.18,最终获得14个活性成分。活性成分
19、分别为黄麻甲甙、穆坪马兜铃酰胺、黄藤素、广玉兰素、氢化小檗碱、槲皮素、甲基黄连碱、黄柏酮、表小檗碱、小檗碱、氧化小檗碱、小檗红碱、掌叶二蒽酮、黄连碱。2.2 黄连与百草枯中毒导致的急性肝损伤交集靶点基因构建在STP数据库中检索黄连药物成分,获得相关靶点基因,经过筛选去重后得到278个靶点基因。在GeneCards数据库中,检索百草枯中毒,获得相关靶点基因319个,检索急性肝损伤,获得相关靶点基因9136个,获得百草枯中毒和急性肝损伤共同靶点基因294个。将294个靶点基因与黄连药物成分靶点基因取交集,最终得到32个共同靶点基因,这些共同靶点基因可能是黄连治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤的潜在靶点
20、基因。2.3 活性成分-交集靶点网络图将黄连药物成分与最终获得的靶点基因导入Cytoscape3.7软件中,绘制药物-成分-疾病靶点的网络图(图1)。其中,绿色节点代表黄连成分,黄色图1 药物-成分-疾病靶点网络Fig.1 Drug-components-diseasetargetsnetwork中国医科大学学报 第52卷727节点代表潜在靶点基因。图中绿色节点可以连接不同黄色结点,代表同一成分可以作用于不同靶点基因。同时,同一黄色节点可以连接不同绿色节点,代表同一靶点基因也可以对应不同成分。这充分体现出黄连在治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤时具有多成分、多靶点基因的特点。2.4 PPI网络分析
21、利用STRING数据库分析黄连在百草枯中毒导致的急性肝损伤中发挥作用的靶点,导出PPI网络图(图2)和相关数据,利用中介中心性和接近中心性2个数值的均值作为筛选指标,结果显示,AKT1、TOP1、ErbB2、TLR4、PTGS2、MPO靶点蛋白连接度值较大,说明上述靶点蛋白是黄连在治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤时的潜在靶点蛋白。图2 PPI网络Fig.2 Protein-proteininteractionnetwork2.5 交集靶点基因的富集分析在DAVID数据库中分析交集靶点基因(图3),最后得到GO富集分析通路195条,KEGG富集分析通路98条。这些靶点富集在生物过程127个,其中乙
22、酰胆碱分解代谢过程、羧酸跨膜转运、环化酶活性的正向调控、正调节成纤维细胞生长因子的产生等富集程度较大;富集在细胞组成34个,其中Wnt信号体、核周内质网、后突触等富集程度较大;富集在分子功能34个,其中乙酰胆碱酯酶活性、胆碱酯酶活性、羧酸跨膜转运体活性等富集程度较大。KEGG排名前15条通路(图4)包括催乳素信号通路、胰腺癌、表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂耐药性、Fc RI信号通路、膀胱癌、癌症中的中心碳代谢、ErbB信号通路、子宫内膜癌、血管内皮生长因子信号通路、内分泌抵抗、急性白血病、鞘脂信号、结肠癌、T细胞受体信号通路等。以上结果提示,上述通路可能在黄连治疗百草枯中毒导致的急性肝损伤中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 网络 药理学 研究 黄连 治疗 百草 中毒 急性 损伤 分子 机制
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。