基于p38 MAPK信号通路分析槲皮素保护骨性关节炎关节软骨的机制

目的:探讨槲皮素通过靶向干预p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)信号通路保护膝关节骨性关节炎关节软骨的作用机制。方法:笔者通过网络药理学技术,科学的对槲皮素保护骨性关节炎患者关节软骨的靶点因子、信号通路进行预测,并对其进行分析。选择一条与骨性关节炎相关密切的预测通路对其采用体外细胞实验进行验证,通过细胞计数试剂-8(CCK-8)方法筛选出药物最佳干预浓度,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)对骨性关节炎及密切相关炎性因子白细胞介素(IL)-1β,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)进行检测,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测槲皮素干预后p38 MAPK信号通路下的相关mRNA,蛋白的表达。结果:通过网络药理学预测MAPK信号通路与骨性关节炎患者(OA)存在十分密切的相关性,并选取该通路中最为密切的p38 MAPK信号通路进行研究,通过药物浓度筛查发现在100μmol·L^-1的槲皮素干预后相关炎性因子降低最为明显,并且,在该浓度的槲皮素干预下抑制p38 MAPK信号通路中p38,磷酸化(p)-p38,基质金属蛋白酶-13(MMP-13),解聚蛋白样金属蛋白酶-4(ADAMTS-4)等关键相关因子表达,促进Ⅱ型骨胶原蛋白(CollagenⅡ)的表达。结论:槲皮素在骨性关节炎疾病防治中具有降低软骨炎性因子表达的作用,可通过抑制p38MAPK通路相关因子表达而向好发展,所有结果显示,槲皮素具有降低OA炎性因子表达,保护OA患者关节软骨的作用。     

补肾助孕方治疗复发性流产的分子作用机制分析

目的 基于网络药理学研究补肾助孕方治疗复发性流产（RSA）的主要成分、作用靶点及作用通路,应用分子对接和体外细胞实验验证,从而揭示其潜在作用机制。方法 首先,中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）,中医药研究综合数据库（TCMID）检索和收集既往文献补肾助孕方的活性成分,应用DrugBank数据库,SwissTargetPrediction数据库等平台查找预测药物作用靶点,检索人类基因注释数据库（GeneCards）,人类孟德尔遗传数据库（OMIM）中等数据库获得复发性流产靶点,将药物与疾病预测靶点取交集。应用Cytoscape 3.7.1软件绘制“补肾助孕方-化合物-靶点-复发性流产”网络,蛋白质相互作用平台（STRING）平台构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,分析获取核心网络。其次,采用R语言软件对共同靶点分别行基因本体（GO）功能富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。最后,使用Autodock Vina 1.1.2软件用来行分子对接及体外细胞实验验证补肾助孕方对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）通路的激活作用。结果 发现补肾助孕方的49个潜在活性成分可能靶向133个复发性流产相关作用靶点。GO功能富集分析获得470个细胞生物学过程,主要涉及血管形态发生、发育、细胞增殖、氧化活性等生物学过程。KEGG通路富集分析获得103条信号通路（P<0.05）,主要与PI3K/AKT信号通路、糖基化终末产物/糖基化终末产物受体（AGE/RAGE）信号通路、肿瘤坏死因子（TNF）信号通路相关。分子对接提示补肾助孕方关键活性成分山柰酚与核心蛋白蛋白激酶B1（AKT1）,血管内皮生长因子A（VEGFA）的Vina得分最低且相近。体外细胞实验证实,补肾助孕方可通过活化PI3K/AKT信号通路,上调VEGFA的表达及下游AKT1蛋白的表达水平,促进血管的生成。结论 该研究初步揭示补肾助孕方作用于血管形态发生发育、细胞增殖,明显激活PI3K/AKT通路进而上调VEGFA的表达,最终促进母胎界面血管生成利于妊娠早期胎盘的形成及早孕的维持,起到治疗RSA的作用,为后续新药研发供思路。     

基于次生代谢产物和网络药理学探索黄连及黄连花薹抗菌作用的物质基础及机制差异

目的 基于次生代谢产物与网络药理学探讨黄连及黄连花薹抗菌作用机制差异。方法 基于超高液相色谱-质谱法（UPLC-MS/MS）检测平台,自建黄连及黄连花薹次生代谢产物数据库（MWDB）,通过代谢物信息公共数据库以及多元统计分析相结合的手段研究了黄连花薹和黄连的次生代谢组差异,筛选含量相对较高的黄连花薹18个代谢产物和11个黄连代谢产物,借助BATMAN-TCM数据库获取成分作用靶点,于UniProt数据库中查询靶点对应的基因。通过GeneCards检索抗菌基因,使用Venny平台获得成分和抗菌的交集基因。通过DAVID进行基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析,预测其作用机制,并通过GraphPad Prism软件和OmicShare数据库绘制柱状图及高级气泡图使结果可视化。通过STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,Cytoscape 3.7.2软件构建成分-靶标-通路网络,对网络药理学分析结果对比二者抗菌差异性。结果 通过网络药理学得到黄连发挥抗菌有效活性成分比黄连花薹少5个,抗菌靶点比黄连花薹多55个;预测黄连和黄连花薹对抗菌作用的共同成分为槲皮素和小檗碱;参与抗菌作用的不同关键基因有p38丝裂原活化蛋白激酶14（MAPK14）,过氧化氢酶（CAT）;涉及的不同关键通路有疟疾及Toll样受体信号通路。结论 黄连与黄连花薹主要通过多靶点、多通路的方式发挥抗菌作用,可为黄连和黄连花薹抗菌机制研究提供新的思路和线索,同时为黄连花薹资源的综合开发和合理应用提供了新的发展方向。     

基于网络药理学和实验验证探讨缩泉丸用于小儿遗尿的作用机制

目的 采用网络药理学方法全面系统筛选缩泉丸治疗小儿遗尿的作用靶点及相关信号通路,并通过动物实验进一步明确其作用机制。方法 利用中药系统药理学数据库TCMSP筛选缩泉丸的有效化学成分,整合多种系统生物数据库构建“活性成分-疾病-靶点”网络关系,对共有蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络基因进行功能富集分析,对核心靶点进行动物实验验证。结果 缩泉丸包含32个活性成分,包括波尔定碱、去甲波尔定、乌药醇、谷甾醇等,这些活性成分与遗尿症相关的131个潜在靶点蛋白发生相互作用,其中包含14个核心靶点基因,抗利尿激素2型受体V2R（AVPR2）,神经营养酪氨酸受体激酶1（NTRK1）,多巴胺D2受体（DRD2）,μ阿片受体（OPRM1）,5-羟色胺受体1A（HTR1A）,5-羟色胺受体1B（HTR1B）,5-羟色胺转运体蛋白基因（SLC6A4）,α2A肾上腺素能受体（ADRA2A）,前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）,胆碱能毒蕈碱M2受体（CHRM2）,多巴胺转运体蛋白基因（SLC6A3）,5-羟色胺受体6（HTR6）,去甲肾上腺素转运体基因（SLC6A2）和细胞色素P450 2C19（CYP2C19）等。富集分析主要涉及G蛋白偶联受体信号通路、跨突触信号调节、神经递质转运调节、神经活性配体-受体相互作用。实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）和蛋白免疫印迹分析结果显示,缩泉丸能显著增强大鼠肾脏内AVPR2 mRNA和蛋白的表达,而减弱肾上腺组织中DRD2 mRNA和蛋白的表达。结论 缩泉丸中主要化学成分可能通过调节AVPR2,DRD2等关键基因,参与G蛋白偶联受体信号通路、跨突触信号调节、神经递质转运等生物过程来改善小儿遗尿。     

基于网络药理学探讨独活-桑寄生治疗骨质疏松症的活性成分及生物学基础

目的运用网络药理学探究独活-桑寄生治疗骨质疏松症的活性成分,并通过筛选分析阐述独活-桑寄生治疗骨质疏松症的生物学基础。方法中药独活、桑寄生的活性成分及靶标通过中药数据库TCMSP、BATMAN检索出,骨质疏松症的预测靶点通过疾病靶点数据库Gene Cards检索出,将药物和疾病靶点进行映射,利用网络可视化软件Cytoscape3.6.0整理并筛选出核心成分及有效靶点,再将有效靶点通过Omic Share云平台进行GO富集分析、David6.8数据库进行KEGG通路富集分析。结果独活和桑寄生活性成分根据筛选条件得到核心成分共3个,分别为槲皮素、蛇床子素和补骨脂素;核心靶点24个,包括PTGS2、PTGS1、ESR1、ADRB2等;获得2 509条GO生物过程,包括对含氧化合物的反应、对有机物的反应、细胞对化学刺激的反应等; 193条分子功能,包括对酶结合、同一蛋白结合、信号受体结合等; 113条细胞组成,包括膜筏、膜微区、膜区等;获得KEGG信号通路12条,肿瘤坏死因子信号通路、低氧诱导因子-1信号通路、PI3K-Akt信号通路等为治疗骨质疏松症关键通路。结论独活和桑寄生配伍的多成分、多靶点、多通路通过抗炎和抗氧化的作用,从而治疗骨质疏松症,为中药复方治疗疾病的作用机制提供科学依据。     

基于网络药理学的济生肾气丸治疗骨质疏松症的分子机制研究

目的应用网络药理学分析技术研究济生肾气丸治疗骨质疏松症(OP)的分子作用机制。方法通过TCMSP数据库查询并筛选出济生肾气丸全方共10味中药的活性成分及有效靶点;检索Comparative Toxicogenomics Database (CTD)、Gene Cards、Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM)三大疾病靶点数据库查询骨质疏松症相关靶点;利用Venny 2.1统计复方与疾病的交集靶点,并绘制Venn图。利用Cytoscape 3.6软件,绘制活性成分-交集靶点网络图。将交集靶点导入String数据库后获得的数据经Cytoscape的Cyto Hubba插件构建蛋白互作网络图。通过DAVID数据库进行基因功能GO分析和KEGG通路富集分析,并利用R-studio软件进行气泡图绘制。利用Cytoscape绘制核心靶点与KEGG通路的网络图。结果济生肾气丸中共得到63个活性成分,预测出211个相关靶点;经过三大数据库共检索出OP相关靶点3 126个;复方与疾病交集靶点132个。通过Cytoscape构建交集基因蛋白互作网络图与核心靶点-通路网络图,按照连接节点(degree)大小排列显示济生肾气丸主要通过作用于AKT1、MAPK1、IL6、MAPK8、JUN、VEGFA等靶基因及调控肿瘤坏死因子信号通路、白细胞介素17信号通路、AGE-RAGE信号通路、流体剪切应力和动脉粥样硬化信号通路等发挥治疗OP的作用。结论济生肾气丸治疗OP具有多成分、多靶点、多系统的特点,其作用机制可能通过抑制破骨细胞的生成、刺激成骨细胞的活性、调节骨代谢平衡、降低炎症反应等途径有关。     

加味大承气汤活血攻下法治疗肠梗阻的网络药理学研究

目的:基于网络药理学的方法探讨加味大承气汤治疗肠梗阻(Intestinal obstruction)的作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库(TCMSP)来获得加味大承气汤所含中药的主要化学成分,并收集其相对应的靶点;肠梗阻的疾病靶点来源于GeneCards、DrugBank、Home-OMIM-NCBI 数据库。使用Draw Venn Diagrams 工具获得交集基因。结合Cytoscape3.7.1 对所得的交集基因进行PPI 分析、GO 与KEGG 通路富集分析。结果:共获得加味大承气汤活性化学成分121 个,药物靶点1478 个;利用GeneCards、DrugBank、Home-OMIM-NCBI 数据库获得疾病靶点147 个;通过Draw VennDiagrams 工具获得交集基因24 个交集基因;通过PPI 蛋白作用网络及网络拓扑分析,EGFR(表皮生长因子受体)在网络连接程度较高;通过GO 富集分析发现:主要参与了对营养水平的反应、平滑肌细胞增殖的调控、平滑肌细胞增殖等生物学过程;通过KEGG 通路富集分析发现:主要涉及PI3K-Akt 信号通路、JAK-STAT 信号通路以及HIF-1 信号通路等。结论:加味大承气汤活血攻下法治疗肠梗阻是多靶点、多途径的,本次研究为进一步研究其作用机制提供依据。     

基于网络药理学分析黄芪与枸杞子在糖尿病视网膜病变中的作用

目的　通过网络药理学分析,揭示中药在糖尿病视网膜病变（diabetic retino-pathy,DR）中的作用机制。方法　通过中国国家专利数据库筛选使用频次较高的中药,通过中药系统药理学数据库(TCMSP)获得黄芪和枸杞子的化学成分及其潜在靶标。使用DrugBank数据库、OMIM数据库、DisGeNET V6数据库、NCBI Gene数据库、GeneCards数据库收集与DR相关的靶基因。利用String数据库分别建立了DR-黄芪、DR-枸杞子共同目标蛋白相互作用网络。通过基因本体富集(GO)和KEGG通路富集分析,进一步探讨黄芪、枸杞子治疗DR的机制及治疗效果。利用Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络图。结果　从国家专利数据库中筛选出49项治疗DR的专利中药复方,最终分析得出黄芪和枸杞子出现频次最高。随后分别从黄芪、枸杞子中筛选出20种和45种有效成分,以及65个和63个已鉴定的与DR共有的靶点,被认为是潜在的治疗靶点,其中,黄芪和枸杞子的潜在靶点有59个相同。网络分析结果表明,黄芪中quercetin、kaempferol、formononetin和isorhamnetin以及枸杞子中quercetin、beta-sitosterol、Stigmasterol、glycitein等主要活性成分在DR治疗中起着重要作用,AKT1、VEGFA、CASP3、IL-6、TP53、PTGS2等靶标与其他靶点关系密切。GO分析结果显示,黄芪和枸杞子可能通过多种生物学过程在DR的治疗中发挥作用。KEGG通路富集分析提示,黄芪与枸杞子的潜在靶点在晚期糖基化终末产物（AGE）及其受体（RAGE）协同的AGE-RAGE信号通路、细胞衰老信号通路富集。结论　在治疗DR上,抗衰老中药黄芪和枸杞子作用相似,二者均具有多组分、多靶点和多通道特性。黄芪和枸杞子在抑制DR由非增生期向增生期进展方面的作用更有意义。     

新西兰药物安全工作考察纪行

2013年12月4—7日,由药物不良反应杂志社社长兼总编辑、卫生部合理用药国际网络中国中心组临床安全用药组组长王育琴为团长的10人代表团应邀参观访问了新西兰奥克兰的Middlemore医院和Albany北岸药房,就新西兰药物安全和用药差错方面的工作进行了实地考察,并与新西兰的医务人员进行了充分的交流。