基于分子对接和系统药理学探讨沙棘抗糖尿病的作用机制

目的通过分子对接和中药系统药理学平台探讨沙棘的物质基础及抗糖尿病作用机制。方法类药性评估筛选沙棘活性成分并查找相关靶点;通过OMIM、Genecards数据库搜索糖尿病相关靶点;将有效成分靶点和疾病靶点进行韦恩映射。借助Cytoscape构建药物、成分、靶点、疾病网络图;应用STRING数据库构建蛋白互作网络;筛选前5个核心基因与候选化合物利用Autodock vina做分子对接;利用Bioconductor对核心靶点进行GO和KEGG富集。结果从沙棘中获得33个候选成分,相关靶点蛋白170个;筛选糖尿病相关靶点9310个,韦恩映射得到159个交集基因,蛋白互作网络筛选5个关键靶标JUN、AKT1、MAPK1、RELA、IL-6,涉及AGE-RAGE、Fluid shear stress and atherosclerosis、TNF等通路发挥抗糖尿病作用。结论沙棘具有多成分、多靶点、多途径调节糖尿病的作用特点,为后续实验研究提供理论依据。     

基于网络药理学和分子对接技术探讨生脉注射液抗新型冠状病毒肺炎的作用机制

目的采用网络药理学与分子对接技术探讨生脉注射液的活性成分和治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在作用机制。方法利用TCMSP及BATMAN-TCM数据库筛选生脉注射液的活性化合物,通过TCMSP及Targetnet在线数据库预测作用靶点,通过Cytoscape3.7.1构建活性成分-作用靶点网络图;在GeneCards及OMIM数据库中以"coronavirus pneumonia"为关键词搜索冠状病毒肺炎相关疾病靶点,与生脉注射液化合物靶点进行交集筛选出共同靶点作为研究靶点,将共同靶点导入STRING数据库获取数据后在Cytoscape 3.7.1软件中构建蛋白质-蛋白质相互作用网络图;利用R语言进行GO(gene ontology)功能、KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析,预测其作用机制,并构建"成分-靶点-通路"网络图;通过DiscoveryStudio 2.5软件对关键靶点进行分子对接分析。结果生脉注射液筛选得到22个活性化合物,分别为邻苯二甲酸二辛酯、β-谷甾醇、当归酰基戈米辛O、戈米辛A、戈米辛R、五味子丙素、内南五味子酯乙、长南酸、南五味子内酯、香蒲木脂素B、新杜松烷酸A、新杜松烷酸B、新杜松烷酸C、新南五味子木脂宁、五味子内酯A、五味子内酯E、五味子酸、尿苷、薯蓣皂苷元、鸟嘌呤核苷、N-反式阿魏酰酪胺、豆甾醇。相应作用靶点224个,与COVID-19的共同靶点16个,分别为CASP3、CASP8、PTGS2、BCL2、BAX、PRKCA、PTGS1、PIK3CG、F10、NOS3、DPP4、NOS2、TLR9、ACE、ICAM1、PRKCE,关键靶点涉及CASP3、PTGS2、NOS2、NOS3、ICAM1。GO功能富集分析得到生物过程(BP)条目771个,细胞组成(CC)条目11个,分子功能(MF)条目79个。KEGG通路富集分析筛选得到67条(P0.05)信号通路,主要涉及糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路、凋亡通路、P53信号通路、小细胞肺癌通路等。分子对接结果显示与关键靶点对接较好的成分有五味子内酯E、豆甾醇、N-反式阿魏酰酪胺。结论生脉注射液中的活性化合物五味子内酯E、豆甾醇、N-反式阿魏酰酪胺等能作用于CASP3、PTGS2、NOS2、NOS3等靶点调节多条信号通路发挥抗炎、免疫调节、抗休克、增加血氧饱和度等作用,从而可能发挥对COVID-19的治疗作用。     

苓桂术甘汤中多糖结构组成及其抗氧化活性考察

目的:研究苓桂术甘汤中多糖的结构,包括单糖组成以及官能团检测,并对其抗氧化能力进行评估,为体外生物测定法运用于苓桂术甘汤的质量评价提供基础。方法:利用高效凝胶色谱对全方多糖分子量进行研究;进一步采用气相色谱-质谱(GC-MS)柱前衍生化法及红外光谱扫描分析全方多糖结构组成;采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)及羟基自由基测定全方粗多糖及精多糖的抗氧化能力。结果:全方多糖由单一峰组成,且相对分子质量为3 689 Da,主要由阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、果糖组成,摩尔比为6. 85∶1. 00∶109. 21∶1. 04∶21. 82,其中葡萄糖和果糖为主要组成成分;红外结果显示聚糖结构中存在吡喃糖及糖醛酸,并且糖苷键存在2种立体异构(α-糖苷键及β-糖苷键);抗氧化研究发现全方多糖有一定清除DPPH自由基及羟基自由基的能力,粗多糖的活性优于精多糖。进一步采用LC-Q-TOF-MS对粗多糖中的其他成分进行定性分析,提示这与甘草中五环三萜类成分的吸附有关。结论:苓桂术甘汤中多糖及五环三萜类物质均是苓桂术甘汤抗氧化作用的物质基础,利用体外生物测定法测定抗氧化活性可作为全面控制苓桂术甘汤质量的评价指标。     

基于网络药理学探讨大承气汤治疗急性胰腺炎的物质基础和分子机制

采用网络药理学方法预测大承气汤治疗急性胰腺炎的物质基础和分子机制。通过数据库检索并预测大承气汤化合物的作用靶点及急性胰腺炎的疾病基因;并对关键靶点和相关活性化学成分进行分子对接验证;利用DAVID"富集分析"得到大承气汤的活性成分在治疗急性胰腺炎过程中所涉及的功能及通路,最终构建"中药材-活性化学成分-靶点-通路"综合网络。在大承气汤中发现了108种活性化学成分可与28个疾病靶点相关联,分子对接结果显示关键靶点与其对应化合物均有较强的结合能力。经DAVID富集分析得到,生物学过程438条,分子功能31条,细胞组成17条,KEGG通路富集96条。大承气汤可能通过药物反应、脂多糖反应和反向调节凋亡等生物过程,抗炎、抗氧化活性、反向调节细胞凋亡以及调节胰腺分泌等方式来实现其药效作用,涉及IL-17,TNF,NF-κB等多条信号通路。该研究运用网络药理学的方法,揭示了大承气汤以多种成分协同作用于多靶点、多信号通路治疗急性胰腺炎的分子机制,为生物实验提供理论基础。     

江西省锐尖山香圆亲缘关系与群体结构的ISSR分析

目的:利用简单序列重复区间扩增多态性(ISSR)分子标记技术对江西省锐尖山香圆进行亲缘关系和遗传结构分析,为该药材资源的保护和利用提供理论依据。方法:采集江西省4个县6个采样地的22份锐尖山香圆叶片样本,利用试剂盒法提取基因组DNA。利用64条通用ISSR分子标记引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,运用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)方法检测条带。选择NTsys 2. 10e软件,采用非加权配对算术平均法(UPGMA)计算遗传相似系数并聚类分析。利用Structure 2. 1软件分析群体遗传结构。结果:有48条ISSR引物扩增后获得了产物,多态性条带百分率处于45. 45%～100%。UPGMA聚类分析表明4个县的锐尖山香圆资源不能按照行政区域划分分别聚为一类,群体遗传结构分析表明22份锐尖山香圆群体可以划分为3个类群。结论:江西省锐尖山香圆群体间存在着基因交流,会影响该药材不同地理来源种质资源的遗传结构组成。     

Cerebrovascular inflammation promotes the formation of brain metastases

Brain metastases are the most prevalent intracranial malignancy. Patient outcome is poor and treatment options are limited. Hence, new avenues must be explored to identify potential therapeutic targets. Inflammation is a known critical component of cancer progression. Intratumoral inflammation drives progression and leads to the release of circulating tumor cells (CTCs). Inflammation at distant sites promotes adhesion of CTCs to the activated endothelium and then initiates the formation of metastases. These interactions mostly involve cell adhesion molecules expressed by activated endothelial cells. For example, the vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) is known to promote transendothelial migration of cancer cells in different organs. However, it is unclear whether a similar mechanism occurs within the specialized environment of the brain. Our objective was therefore to use molecular imaging to assess the potential role of VCAM-1 in promoting the entry of CTCs into the brain. First, magnetic resonance imaging (MRI) and histological analyses revealed that cerebrovascular inflammation induced by intracranial injection of lipopolysaccharide significantly increased the expression of VCAM-1 in the Balb/c mouse brain. Next, intracardiac injection of 4T1 mammary carcinoma cancer cells in animals with cerebrovascular inflammation yielded a higher brain metastasis burden than in the control animals. Finally, blocking VCAM-1 prior to 4T1 cells injection prevented this increased metastatic burden. Here, we demonstrated that by contributing to CTCs adhesion to the activated cerebrovascular endothelium, VCAM-1 improves the capacity of CTCs to form metastatic foci in the brain.     

基于网络药理学和分子对接技术的抗病毒颗粒治疗新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的潜在物质基础研究

目的通过网络药理学及分子对接技术探寻抗病毒颗粒治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在物质基础。方法借助TCMSP检索抗病毒颗粒中板蓝根、连翘、石膏、知母、芦根、地黄、广藿香、石菖蒲、郁金的化学成分和作用靶点。通过Uni Prot数据库查询靶点对应的基因,进而运用Cytoscape3.6.1构建药材-化合物-靶点(基因)网络,通过DAVID进行基因本体(GO)功能富集分析和KEGG通路富集分析,预测其作用机制,将药材-化合物-靶点网络中排名前15的成分与新型冠状病毒(SARS-Co V-2)3CL水解酶进行分子对接,同时将比枯枯灵、木犀草素、槲皮素与血管紧张素转化酶Ⅱ(ACE2)进行分子对接。结果药材-化合物-靶点(基因)网络包含药材8个、化合物75个、靶点255个。GO功能富集分析得到GO条目161个(P0.05),其中生物过程(BP)条目65个,细胞组成(CC)条目36个,分子功能(MF)条目60个。KEGG通路富集筛选得到131条信号通路(P0.05)。分子对接结果显示抗病毒颗粒中比枯枯灵、木犀草素、槲皮素等核心活性化合物与SARS-Co V-23CL水解酶的亲和力与临床推荐化学药相似。结论抗病毒颗粒中的活性化合物比枯枯灵、木犀草素、槲皮素等能通过与ACE2结合作用于PTGS2、HSP90AB1、PTGS1等靶点调节多条信号通路,从而可能发挥对COVID-19的治疗作用。