基于网络药理学和分子对接技术探讨黄芩治疗糖尿病心肌病的作用机制

目的 运用网络药理学方法和分子对接技术探讨黄芩抗糖尿病心肌病的活性成分及潜在的作用机制,为后续开展实验研究提供生物信息学基础。方法 通过TCMSP数据库及Swiss Target Prediction数据搜集黄芩活性成分与靶点;采用GeneCards、OMIM数据库查找糖尿病心肌病相关靶点;利用Venny 2.1.0获取药物和糖尿病心肌病的交集靶点;借助String平台和Cytoscape 3.9.0软件拓扑分析并筛选出核心成分及靶点;利用DAVID数据库进行黄芩治疗糖尿病心肌病靶点基因本体(GO)分析和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;采用AutoDock 1.5.7和PyMOL 2.4.1软件进行分子对接及可视化作图。结果 共筛选出36个黄芩活性成分,与糖尿病心肌病的151个交集靶点。GO富集分析得到775条生物过程,167条分子功能,86条细胞组分;KEGG通路分析得到169条,其中晚期糖基化终末产物及其受体(AGE-RAGE)、磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、肿瘤坏死因子(TNF)、低氧诱导因子-1(HIF-1)是较关键的通路。分子对接结果显示,汉黄芩素、黄芩素、表小檗碱、黄芩新素等与Akt1、TNF、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、白细胞介素-6(IL-6)蛋白等有较强的相互作用,其中与黄芩素结合性最好。结论 黄芩对糖尿病心肌病的治疗作用可能是汉黄芩素、黄芩素、表小檗碱、黄芩新素等活性成分通过调控Akt1、TNF、GAPDH、IL-6等靶点,作用于AGE-RAGE、PI3K-Akt、MAPK等信号通路来实现的。     

基于UPLC-Q Exactive四级杆-轨道阱液质联用法快速建立清热灵颗粒中潜在中药质量标志物(Q-Marker)成分库

目的基于中药质量标志物(Q-Marker)理念,使用UPLC-Q Exactive四级杆-静电场轨道阱高分辨液质联用技术,对清热灵颗粒主要化学成分进行快速识别和鉴定,建立清热灵颗粒的潜在Q-Marker库,为探讨建立中成药清热灵颗粒的系统质量控制方法奠定基础。方法以50%甲醇作为提取液制备供试液,采用ACQUITYUPLC BEHC_(18)色谱柱(100mm×2.1mm,1.7μm)进行分离,以甲醇-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,质谱采用负离子监测模式、全扫描及自动触发二级质谱扫描的功能,对清热灵颗粒中成分进行识别及鉴定。并采用Autodock vina 1.1.2软件,以H5N1禽流感病毒为神经氨酸酶受体,利用AutoDock Tools 1.5.6程序确定靶蛋白的活性口袋,对所选标志物进行分子对接研究。结果通过高分辨UPLC-Q Exactive四级杆-静电场轨道阱高分辨液质联用技术共鉴定了39个化学成分,包括黄酮类化合物25个,苯乙醇苷类6个,有机酸4个,三萜类化合物2个,木脂素类2个。32个化学成分为首次在该制剂中鉴别出,其中15个为专属性成分,建议其中的黄芩苷、汉黄芩苷、连翘酯苷A、甘草苷、连翘酯苷E、连翘酯苷B、异甘草苷、黄芩素、连翘苷、汉黄芩素、甘草素11个成分可作为清热灵颗粒的Q-Marker。结论通过高分辨UPLC-Q Exactive四级杆-静电场轨道阱高分辨液质联用技术,可以快速分析和确定中成药清热灵颗粒的化学成分,建立清热灵颗粒的潜在Q-Marker库。     

汉黄芩素与氟尿嘧啶联用抗人肝癌细胞Hep-G2作用的拮抗效应研究

目的 探讨汉黄芩素(wogonin)联合氟尿嘧啶(5-FU)对人肝癌细胞Hep-G2生长活性的影响。 方法 实验分汉黄芩素组、5-FU组、汉黄芩素+5-FU组和空白对照组,采用MTT法观察药物对肿瘤细胞体外生长活性的影响,采用流式细胞仪分析肿瘤细胞凋亡率的变化。 结果 MTT实验结果显示汉黄芩素(5、10、20、40 μmol/L)作用24、48 h后对肿瘤细胞具有一定的增殖抑制作用(P<0.05);5-FU(5、10、20、40 mg/L)作用24、48 h后对肿瘤细胞增殖有明显的抑制作用(P<0.05);与单用组对肿瘤细胞的抑制作用相比,汉黄芩素联合5-FU组的抗肿瘤作用呈相互拮抗作用(P<0.05);汉黄芩素联合5-FU给药48 h后,联合指数CI值呈现剂量依赖性,CI值随汉黄芩素浓度的加大而增大,说明随汉黄芩素浓度的加大,其拮抗5-FU抗肿瘤效应的作用也越来越明显(P<0.05)。 结论 汉黄芩素具有一定的抗肿瘤作用,但可拮抗5-FU的抗肿瘤作用,具体机制有待进一步研究。     

纳豆菌液体发酵转化黄芩苷和汉黄芩苷的工艺研究

探索研究纳豆菌液体发酵黄芩药材制备黄芩素和汉黄芩素的工艺,利用纳豆菌所产生的活性酶对黄芩苷和汉黄芩苷进行生物转化,以提高黄芩中黄芩素和汉黄芩素的含量。通过考察不同碳源、氮源及无机盐的种类和浓度、培养基pH、药材粉碎度、装液量、摇床转速、液料比、发酵时间等因素对发酵工艺的影响,以黄芩素和汉黄芩素的含量为评价指标,优选得到黄芩生物转化生成黄芩素和汉黄芩素的液体发酵最佳工艺为蛋白胨质量分数为1.0%,氯化钠0.05%,pH 6.0,黄芩药材粉碎过40目,装样量33%,摇床转速200 r·min^-1,液料比5 : 1,温度37 ℃,发酵6 d,黄芩药材中黄芩苷的转化率为97.6%,汉黄芩苷转化率97.0%。验证试验表明该工艺稳定可行,为黄芩素和汉黄芩素的工业化生产提供数据参考。     

黄芩提取物多指标成分鉴定及指纹图谱的研究

目的：应用超高效液相串联飞行时间质谱法鉴定黄芩提取物中黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素4种活性成分及其指纹图谱同时检测的方法。方法：以ACQUITYTM UPLC BEH C₁₈色谱柱（2.1mm×100mm,1.7μm）,乙腈-0.1%甲酸溶液梯度洗脱,流速0.2mL?min^-1,检测波长275nm,柱温30℃。结果：4种成分色谱显示分离度良好,经质谱得到各成分离子碎片,查阅相关文献均得以证实,并在同一色谱条件下检测指纹图谱,结果显示相似度良好。结论：该方法简便、灵敏、准确,可用于黄芩提取物的质量控制研究。     

Wogonin suppresses osteopontin expression in adipocytes by activating PPARα

Aim:

Wogonin (5,7-dihydroxy-8-methoxyflavone), a major bioactive compound of the flavonoid family, is commonly extracted from the traditional Chinese medicine Scutellaria baicalensis and possesses antioxidant and anti-inflammatory activities and is assumed to have anti-diabetes function. Indeed, a current study has shown that it can possibly treat metabolic disorders such as those found in db/db mice. However, the underlying molecular mechanism remains largely unclear. The aim of this study was to investigate the impact of wogonin on osteopontin (OPN) expression in adipose tissue from type 1 diabetic mice and in 3T3-L1 adipocytes.

Methods:

Type 1 diabetes was induced by streptozotocin (STZ) injection. 3T3-L1 preadipocytes were converted to 3T3-L1 adipocytes through treatment with insulin, dexamethasone, and 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX). Western blot analysis and RT-PCR were performed to detect protein expression and mRNA levels, respectively.

Results:

Wogonin treatment suppressed the increase in serum OPN levels and reduced OPN expression in adipose tissue from STZ-induced type 1 diabetic mice. Administration of wogonin enhanced PPARα expression and activity. Silencing of PPARα diminished the inhibitory effects of wogonin on OPN expression in 3T3-L1 adipocytes. Furthermore, the levels of c-Fos and phosphorylated c-Jun were reduced in wogonin-treated adipose tissue and 3T3-L1 adipocytes. In addition, wogonin treatment dramatically mitigated p38 MAPK phosphorylation. Pharmacological inhibition of p38 MAPK by its specific inhibitor SB203580 increased PPARα activity and decreased OPN expression.

Conclusion:

Our results suggest that wogonin downregulated OPN expression in adipocytes through the inhibition of p38 MAPK and the sequential activation of the PPARα pathway. Given the adverse effects of high OPN levels on metabolism, our results provide evidence for the potential administration of wogonin as a treatment for diabetes.     

柴胡桂枝干姜汤治疗失眠的功效网络研究

目的运用网络药理学分析方法,明确柴胡桂枝干姜汤治疗失眠的作用机制。方法运用TCMSP、TCMID数据库锁定柴胡桂枝干姜汤7味药的药物靶标,TTD、DrugBank、PubMed数据库查找失眠的疾病靶点,构建"疾病-方剂-靶点"网络,用STRING和Cytoscape分析软件对其关键靶点进行富集分析,明确作用机制。结果柴胡桂枝干姜汤蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络包含靶标640个,失眠的PPI网络包括靶标175个,富集分析得29个关键靶标和其间80条互作关系;GO富集分析及KEGG途径分析结果显示柴胡桂枝干姜汤中柴胡皂苷a、柴胡皂苷d、槲皮素、碳酸钙、6-姜辣醇、山柰酚、汉黄芩素等171个活性成分主要通过CACNA1C、GABRA1、GABRA2、GABRB3、GABRA3等29个关键靶标及突触信号传导、膜电位的调节、G蛋白偶联受体信号通路等生物过程,神经递质受体活性、离子门控通道活动、GABA-A受体活性等分子功能,质膜、突触等细胞组成作用于神经活性配体-受体相互作用、逆行内源性大麻素信号传导、5-羟色胺能突触等多条作用通路发挥治疗失眠作用。结论柴胡皂苷a、柴胡皂苷d等171个活性成分是柴胡桂枝干姜汤治疗失眠的药效物质基础,神经活性配体-受体相互作用等通路和CACNA1C等29个靶标构成了其发挥"疏肝健脾、调和阴阳"的功效作用网络,为临床合理运用柴胡桂枝干姜汤治疗失眠提供了网络药理学证据。     

蜂蜜炼制前后黄酮类成分种类和含量变化分析

目的研究中药辅料蜂蜜炼制前后黄酮类成分变化。方法参考《中药药剂学》,对不同来源的6种蜂蜜进行炼制。供试品经固相萃取法富集黄酮类成分。采用高效液相色谱-三重四级杆串联质谱(HPLC-TQ-MS)法测定,Thermo Accucore RP-MS色谱柱(100 mm×2.1 mm,2.6μm),以0.1%甲酸水溶液-甲醇为流动相进行梯度洗脱,体积流量0.3 m L/min,柱温30℃。质谱条件:采用电喷雾离子源(ESI),正离子检测模式,多反应监测模式(MRM)扫描分析。结果蜂蜜中共检测到12种黄酮类成分,包括黄酮苷元、二氢黄酮苷元和异黄酮苷元。黄酮苷元有8种:槲皮素、桑黄素、木犀草素、山柰酚、芹菜素、汉黄芩素、高良姜素和白杨素;二氢黄酮苷元有3种:短叶松素、柚皮素和乔松素;异黄酮苷元染料木素。不同蜜源蜂蜜所含黄酮类成分种类和含量存在明显差异。6个蜂蜜样品炼制后,都发现了蜂蜜中没有报道过的芦丁和芸香柚皮苷,12种检测到的蜂蜜黄酮类成分在炼制后其量都有不同程度的变化,椴树蜜的槲皮素、桑黄素、木犀草素、山柰酚、芹菜素、汉黄芩素、乔松素和白杨素量均有增加,短叶松素、柚皮素和高良姜素量没增加反而还有下降的;洋槐蜜中除芹菜素量增加不明显外,其余均有所增加,尤其是槲皮素和桑黄素增加的较为明显;百花蜜和枣花蜜12种黄酮类成分量均显著增加。结论炼制可造成蜂蜜中黄酮类成分的种类和含量发生改变。     

Probe substrate and enzyme source-dependent inhibition of UDP-glucuronosyltransferase (UGT) 1A9 by wogonin

Background

Drug-metabolizing enzymes (DMEs) inhibition based drug-drug interaction and herb-drug interaction severely challenge the R&D process of drugs or herbal ingredients.

Objective

To evaluate the inhibition potential of wogonin (an important flavonoid isolated from the root of Scutellaria baicalensis) towards one of the most important phase II DMEs, UDP-glucuronosyltransferase (UGT) 1A9.

Methods

Both recombinant UGT1A9-catalyzed 4-methylumbelliferone (4-MU) glucuronidation reaction and human liver microsomes (HLMs)-catalyzed propofol glucuronidation reaction were used as two different probe reactions.

Results

Wogonin noncompetitively inhibited recombinant UGT1A9-catalyzed 4-MU glucuronidation, and exerted competitive inhibition towards HLMs-catalyzed propofol glucuronidation. The inhibition kinetic parameters (K_i) were calculated to be 3.2 µM and 52.0µM, respectively.

Conclusion

Necessary monitoring was needed when wogonin was co-administered with the clinical drugs mainly undergoing UGT1A9-mediated glucuronidation elimination. Additionally, probe reactions-dependent inhibition of wogonin towards the activity of UGT1A9 should be paid attention when translating these in vitro data into in vivo situation.