网络药理学对生物医药发展作用刍议北大核心CSCD

网络药理学是指将药物作用网络与生物网络整合在一起,分析药物在此网络中与特定节点或模块的相互作用关系,从而阐释药物和机体相互作用的科学。其中,生物网络是指利用网络学科的语言,将复杂的生物系统的相互作用抽象表达为网络,建立网络模型,进而通过研究代表生物体的复杂网络的成分关系和特性来揭示生物体的原理和本质。     

酸枣仁汤及其加减方防治焦虑症的研究进展

酸枣仁汤出自《金匮要略》，由酸枣仁、茯苓、知母、川芎和甘草组成，主治“虚烦虚劳不得眠”。在现代临床应用中，酸枣仁汤原方除用于治疗睡眠障碍外，其原方及加减方亦用于治疗焦虑症以及失眠、心脏介入、心肌梗死等疾病合并焦虑，并与其他方剂（栀子豉汤、甘麦大枣汤、百合知母地黄汤、金铃子散等）、西药（如帕罗西汀、佐匹克隆、依那普利、氨氯地平、二甲双胍、盐酸舍曲林等）、中医针刺或穴位贴敷等联用，用于治疗单纯性焦虑及心血管神经官能症、癌症、高血压、2型糖尿病等疾病合并焦虑，临床治疗结果表明酸枣仁汤及其加减方能明显降低患者汉密尔顿焦虑量表（HAMA）、患者焦虑自评量表（SAS）等焦虑评分，改善焦虑症状疗效显著且副作用少。实验药理学研究发现，酸枣仁汤通过调节脑内激素水平和神经递质如多巴胺（DA）、高香草酸（HVA）、去甲肾上腺素（NE）、γ-氨基丁酸（GABA）、5-羟色胺（5-HT）、5-羟吲哚乙酸（5-HIAA）、谷氨酸（Glu）、β-内啡肽（β-EP）等的含量；通过降低炎性细胞因子如白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤环伺因子-α（TNF-α）水平，增强B淋巴细胞增殖反应、腹腔巨噬细胞的吞噬功能及下调T淋巴细胞增殖来调节免疫功能；通过升高促肾上腺皮质激素（ACTH）和皮质酮（CORT）水平及增加糖皮质激素受体（GR）表达来调节内分泌水平，进而调节神经系统、内分泌系统和免疫系统的稳态而达到防治焦虑的作用。该文对酸枣仁汤防治焦虑的临床和基础研究进展进行了系统综述，以期为酸枣仁汤作用原理和物质基础研究以及焦虑症新药研发提供参考。     

囊泡谷氨酸转运体与神经系统疾病

囊泡谷氨酸转运体(vesicular glutamate transporters,VGLUTs)能特异地装载谷氨酸进入突触囊泡并促进释放,它包括3个成员,其中VGLUT1和VGLUT2是谷氨酸能神经元和它们轴突末端高度特异的标志,同时VGLUT1标志着皮质-皮质投射,VGLUT2标志着丘脑-皮层投射。而VGLUT3则会出现在胆碱能中间神经元、5-羟色胺能神经元、海马和皮层中GABA能中间神经元中。VGLUTs的异常会导致兴奋性神经递质谷氨酸的异常,从而诱发多种神经系统疾病。该文综述了VGLUTs的功能障碍与阿尔采末病(Alzheimer’sdisease,AD)、帕金森病(Parkinson’s disease,PD)、精神分裂症、抑郁症、癫痫、耳聋发病的关系的研究进展,为这些疾病的防治提供新的线索。     

β分泌酶生物学特性的研究进展

β分泌酶是一种Ⅰ型跨膜蛋白,其在脑内的主要作用是从Met596和Asp597之间以及Tyr606和Glu607之间切割β淀粉样蛋白前体蛋白（β-amyloid precursor protein,APP）形成β淀粉样蛋白（β-amyloid protein,Aβ）的N端,以启动Aβ生成。β分泌酶包括多个成员,其中因天冬氨酸蛋白酶β-位淀粉样蛋白前体蛋白裂解酶1（β-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme 1, BACE1）在阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease,AD）的发病机制中占有重要地位而研究较多。本文主要对BACE1的基因和蛋白结构、转录和翻译调控、胞内运输和调控、代谢及其调控、底物以及与其同源的酶进行综述,为以BACE1为靶点的药物研发提供借鉴。     

Eph家族蛋白研究进展

Eph家族蛋白包括Eph受体和Ephrin配体,是蛋白酪氨酸激酶家族中的最大成员。由于其具有独特的受体-配体复合物的结构特点及其受体与配体间特有的相互作用模式,所以它们极有可能成为疾病治疗的药物靶标,故该蛋白家族的相关领域研究日益受到重视。该文首先从Eph家族蛋白的分类、表达特点、结构和受体-配体相互作用特点以及其在神经系统中的功能等几个方面简要综述了其相关领域的最新研究进展,进而从结构、作用模式、功能几方面对Eph家族蛋白在神经系统疾患防治中的潜在价值和未来的研究方向进行了探讨和展望。     

基于神经内分泌免疫调节分子网络的防治阿尔茨海默病药物新靶点的探索性研究

目的：阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）发病机制复杂,迄今尚无理想的药物靶点,亦无理想防治药物。已有大量研究表明,在AD 众多的发病机制学说中,神经内分泌免疫调节（neuroendocrine immunomodulation,NIM）网络的平衡失调机制可全面反映AD 发病涉及多系统、多途径、多环节结构功能异常的复杂性。本研究基于NIM 分子网络,旨在发现防治AD 药物的特异、高效靶点。方法：首先,收集整理NIM 相关的信号分子,基于MetaCore 数据库构建NIM 分子网络,以此作为提取疾病NIM 网络的背景网络,我们实现了该NIM 网络提取工具的在线工具开发。在此基础上,从GEO 数据库下载AD 患者外周血单核细胞的表达谱数据集（GSE63061）,利用GEO2R 工具筛选差异表达基因（P<0.01）。进而,利用NIMNT 工具提取AD 疾病的NIM 网络,用Cytoscape v3.5.1 软件进行可视化。并以MetaCore 数据库中的AD 已知相关基因作为标准数据集,通过千次随机抽样检验该疾病网络的可靠性与特异性。最后,通过网络分析技术挖掘AD 疾病子网络中的关键靶点。结果：所构建的NIM 分子背景网络含有7018 个节点和32509 条边,从GSE63061 数据集中筛选出了2908 个差异基因,利用该差异基因列表提取的AD 疾病的NIM 网络含有778 个节点和776 条边。千次随机抽样检验结果显示,AD 疾病NIM 网络包含的已知疾病基因数量比随机抽样得到的要多3 倍,表明构建得到的AD 疾病NIM 网络是可靠的。通过网络拓扑参数分析筛选出了四类分子,分别为：①处于核心位置、显著差异表达、文献报道的与AD相关的分子共74 个,度数处于前三位为VDR、SP1、CREB1,该结果说明本研究采用方法的可靠性;②处于核心位置、显著差异表达、无文献报道的与AD 相关的分子共614 个,度数处于前三位为RXRA、STAT3、STAT1;③处于核心位置、无显著差异表达、文献报道的与AD 相关的分子共20 个,度数处于前三位为ESR1、PPARG、ESR2,提示所选择的表达谱可能具有偏性;④处于核心位置、无显著差异表达、无文献报道与AD 相关的分子共71 个,度数处于前三位为HNF4A、PGR、ESRRA。其中这四类分子中,第二与第四类分子为本研究初步发现的基于NIM 分子网络的防治AD 药物潜在新靶点,值得进一步进行实验验证。结论：使用NIMNT 工具,基于NIM 分子网络,初步发现RXRA、STAT3、STAT1、HNF4A、PGR、ESRRA 有可能成为防治AD 的药物潜在新靶点。     

药物组合吲哚美辛与阿托伐他汀对阿尔茨海默病的治疗作用研究

目的：观察吲哚美辛与阿托伐他汀组合对阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）的治疗作用。方法：在口服给予APP/PS1 转基因小鼠药物组合吲哚美辛与阿托伐他汀90 d 后进行Morris水迷宫和穿梭箱实验,并应用免疫荧光染色技术,观察小鼠脑中的Aβ沉积;应用AlphaLISA 技术检测小鼠中枢以及外周血中的Aβ含量;应用液相蛋白芯片技术和流式细胞术,检测小鼠外周血中细胞因子和脾细胞上清液中淋巴细胞亚型;应用放射免疫和化学发光技术,检测小鼠下丘脑- 垂体- 肾上腺轴（hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA）和下丘脑- 垂体- 性腺轴（hypothalamicpituitary-gonadal,HPG）中的相关激素水平。结果：药物组合吲哚美辛与阿托伐他汀能够显著改善APP/PS1 转基因小鼠的空间学习记忆能力和主动回避反应能力,降低海马中的Aβ沉积以及Aβ1–42 水平,显著抑制外周血中促炎因子IL-1β、IL-23、GM-CSF、TNF-α、NF-β和eotaxin 的分泌,并促进抑炎因子IL-4 和G-CSF 的分泌。同时,药物组合吲哚美辛与阿托伐他汀能够增加CD4+,CD28+ T 细胞的数量,降低CD4+,CD25+,Foxp3+ T 细胞的数量,显著降低HPA 轴中ACTH、HPG 轴中GnRH 和LH 的水平。结论：药物组合吲哚美辛与阿托伐他汀合用能够改善APP/PS1 转基因小鼠紊乱的免疫系统,调节神经内分泌系统的失衡,进而改善APP/PS1 转基因小鼠的学习记忆能力和病理损伤,提示吲哚美辛与阿托伐他汀的组合有可能成为防治AD 的潜在药物。     

快速老化模型小鼠海马囊泡谷氨酸转运体表达与兴奋性毒性关系的研究

目的：已有研究表明,阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）的发病机制与谷氨酸兴奋性毒性有关,囊泡谷氨酸转运体（vesicular glutamate transporters,VGLUTs）位于谷氨酸能突触前神经元的囊泡膜上,特异地将细胞质中的谷氨酸转运进突触囊泡,其在囊泡膜上的数量以及囊泡外胞质中的谷氨酸浓度,决定了其转运谷氨酸进入囊泡的速度和囊泡的填充程度。然而,在AD 病人大脑皮层中VGLUT1 与VGLUT2 显著减少,但是却存在严重的谷氨酸（glutamic acid,Glu）兴奋性毒性这一矛盾现象。本研究的目的是采用AD 动物模型探讨VGLUTs 减少但却存在谷氨酸兴奋性毒性的可能原因。方法：采用微透析技术,采集快速老化模型小鼠SAMP8 及其对照SAMR1海马部位组织间液,通过 HPLC 电化学方法检测氨基酸类神经递质的含量。采用Western Blot 方法,检测海马中VGLUT1 和VGLUT2 的表达,并检测降解VGLUTs 的酶calpain、caspase3 的表达及Glu 作用的突触后受体NMDA、AMPA 的表达情况,同时检测高亲和力谷氨酸转运体EAAT1/2、谷氨酰胺酶、谷氨酰胺合酶,以及谷氨酰胺转运相关的SN1、SAT1 的表达。结果：与SAMR1 相比,SAMP8 小鼠海马部位VGLUT1/2 表达降低,海马组织间液Glu 升高。一方面,位于星形胶质细胞上的Glu 转运体EAAT1 和 EAAT2 表达降低,另一方面,突触后膜上NMDAR1、NMDAR2A、NMDAR2B、NMDAR2C、NMDAR2D 的表达降低,AMPA2 表达升高,提示可能是由于这两个方面的因素导致了突触间隙Glu 浓度过高,造成了兴奋性毒性。在SAMP8 小鼠海马部位,谷氨酰胺合酶和谷氨酰胺酶降低,转运谷氨酰胺的转运体SN1 降低、SAT1 升高,提示这可能会导致胞质中Glu 减少,从而反馈调节VGLUTs 的表达降低,同时,降解VGLUT1/2 的酶caspase3 表达增加,两者最终导致了SAMP8 小鼠海马中VGLUTs 减少。结论：AD 动物模型SAMP8 海马中VGLUTs减少而Glu 增多,其可能原因是降解VGLUT1/2 的酶增多和胞质中Glu 减少,同时突触后Glu 受体和EAAT1/2 表达降低。     

网络药理学实验研究相关技术

网络药理学从生物网络的角度系统地揭示药物和机体相互作用的规律和原理,代表了现代生物医药研究的全新哲学理念与研究模式,其实验研究涉及的环节一是基于实验结果进行网络构建所需基本数据的获取,另一个是对所建立的网络预测模型进行实验验证。网络药理学实验技术应具有高通量、可定量、快速、高灵敏度和高准确性的特点,其所涉及的实验关键技术除了组学(基因组、蛋白质组、代谢组和糖组等)技术外,目前主要包括高通量/高内涵技术、双高通量基因表达检测技术和分子相互作用技术等。本文对这三种主要技术在网络药理学中的应用做了综述。     

N端为含氮杂环的新型羟乙基胺类BACE1抑制剂的设计、合成与活性评价

目的 开发一类N端含氮杂环结构的新型羟乙基胺（hydroxyethylamine,HEA）类BACE1抑制剂,筛选对抑制活性有贡献的新型N端结构。方法 设计并合成了8个N端为含氮杂环的HEA类化合物并鉴定其结构,同时,以儿茶酚类化合物（－）-表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）作为阳性对照,分别测定它们对BACE1的抑制活性。结果 所有化合物均通过核磁共振氢谱和质谱确证其结构。BACE1抑制活性评价结果表明,其中N端为吲哚结构的化合物Ⅰ₆表现出明显的抑制活性。结论 含取代基的吲哚结构与BACE1的S2口袋具有一定的相互作用,有利于提高这类化合物对BACE1的抑制活性,可作为进一步研究的先导结构。