玉泉丸化学成分和药理作用的研究进展及质量标志物的预测分析

玉泉丸是治疗糖尿病的经典名方,具有滋肾养阴、益气生津和止渴除烦等功效,现代临床常用来治疗气阴两虚证糖尿病及其并发症等,但对其药效物质基础和药理研究较少。对玉泉丸的化学成分和药理作用的研究情况进行综述,并在此基础上,结合本课题组前期工作基础,基于中药质量标志物（qualitymarker,Q-Marker）的“五原则”对玉泉丸的Q-Marker进行预测分析,提出葛根素、大豆苷元、地黄苷D、五味子醇甲、五味子乙素、麦冬皂苷D、甘草素、甘草酸和甘草苷可作为玉泉丸的Q-Marker,后续可选择这些成分为指标对玉泉丸进行全程质量控制和评价,并建立质量溯源体系。     

基于UPLC-Q-Exactive-MS的菲牛蛭酶解物肽段鉴定与分子特性表征

目的 基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Exactive-MS）技术对菲牛蛭酶解物中肽段进行鉴定与表征。方法 采用胰蛋白酶对菲牛蛭进行酶解,利用UPLC-Q-Exactive-MS技术结合Maxquant软件对菲牛蛭酶解物进行分析并对其肽段进行序列鉴定,同时采用生物信息学平台对这些肽段进行生物活性与不良反应预测以及相对分子质量、等电点（pI）、净电荷、亲水性氨基酸比例、不稳定指数等基本分子特性的预测。结果 利用UPLC-Q-Exactive-MS技术联合Maxquant软件在菲牛蛭酶解物中共鉴定出32条肽段,其中肽段AGFAGDDAPR的各项肽段分子特性符合目前已知抗血栓肽的共性特征,鉴定分数为103.83,可信度高;活性概率为0.56,相对分子质量976.01,肽链长度为10;平均亲水性为0.5,亲水性氨基酸残基比例为30%,水溶性良好;pI值为4.21,净电荷为-1;不稳定性指数为20.72,在水中稳定性强;具有抗血栓活性的可能性较大。同时6条肽段SSGETSSIIRR、AGFAGDDAPR、SSGETSSIIR、DSYVGDEAQSKR、GARRER、SIEDQVKR被预测具有抗血管生成活性且无溶血现象,但仍需进一步的合成与活性验证。结论 以菲牛蛭为例,提供了一种快速从酶解物中鉴定动物药肽段序列的方法,以期为动物药的肽类成分的研究提供思路。     

基于分子模拟技术筛选宽体金线蛭抗凝活性肽

目的:采用分子模拟技术从宽体金线蛭来源多肽库中筛选抗凝活性多肽,结合分子对接初筛及分子动力学模拟复筛,最终通过抗凝实验验证得到宽体金线蛭抗凝活性多肽。方法:利用虚拟酶切技术对宽体金线蛭蛋白库进行酶切,得到宽体金线蛭多肽候选库;选择凝血酶为凝血活性靶点,采用HPEPDOCK及Discovery Studio CDOCKER两种方法进行分子对接,并利用分子动力学模拟技术对分子对接初筛结果中对接结合能高的复合物进行动力学模拟复筛,通过MM-PBSA模块分析计算凝血酶-多肽复合物结合自由能;最后采用固相合成法化学合成复筛中稳定结合的宽体金线蛭多肽并进行体外抗凝活性测定。结果:经过虚拟酶切共得到3317条无毒多肽,通过分子对接进行初筛,结合分子动力学模拟复筛,得到1条结合凝血酶效果最好的目标抗凝肽,该多肽序列为QNTVGLDDFFSSYER,结合自由能为-427.506 kJ·mol^(-1)。凝血酶Arg233残基是该凝血酶-多肽复合物中介导结合相互作用的关键氨基酸。该宽体金线蛭抗凝肽在体外活性测定中确能延长凝血酶时间。结论:利用分子模拟技术有效筛选出1条宽体金线蛭抗凝活性肽,并经过抗凝实验验证,表明“模拟+实验”的活性肽筛选策略切实可行,该研究思路可为动物类中药物质基础研究提供参考。     

基于网络药理学与分子对接技术的水蛭治疗2型糖尿病和糖尿病肾病作用机制比较

目的 基于网络药理学和分子对接技术比较分析水蛭治疗2型糖尿病（T2DM）及糖尿病肾病（DN）的作用靶点及通路,初步探讨水蛭治疗糖尿病及其微血管并发症的作用机制。方法 通过TCMID、ETCM、BATMAN-TCM、中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）、TCM Database@Taiwan等数据库并结合文献报道收集水蛭的化学成分和对应靶点;在疾病相关数据库CTD、TTD和GeneCards中检索T2DM和DN靶点;采用STRING平台获取蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）信息及基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路信息,并进行数据可视化分析;结合网络药理学预测到的关键靶点与成分,采用分子对接技术对其进行验证。结果 通过数据库和文献共收集到水蛭中93个成分,其中65个成分匹配到对应化学结构,并预测了448个成分相关靶点。在疾病数据库中分别获取到1667个T2DM靶点和874个DN靶点,将疾病靶点分别与水蛭成分靶点求交集后获得118、111个潜在作用靶点。通过PPI网络得到水蛭治疗T2DM的关键靶点为白蛋白（ALB）、蛋白激酶B1（Akt1）、胰岛素样生长因子1（IGF1）和纤连蛋白1（FN1）,关键成分为西红花酸、棕榈酸和熊果酸等;水蛭治疗DN的关键靶点为ALB、Akt1、IGF1和血管内皮生长因子A（VEGFA）,关键成分为琥珀酸、棕榈酸和西红花酸等。根据KEGG富集分析结果,胰岛素、磷脂酰肌醇激酶3-激酶（PI3K）、Ras、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路为水蛭治疗T2DM胰岛素抵抗的核心通路;PI3K-Akt、p38MAPK、缺氧诱导因子-1（HIF-1）为水蛭治疗DN炎症反应的核心通路。分子对接结果显示,棕榈酸、琥珀酸和熊果酸等成分能与ALB、Akt1、IGF1和VEGFA等靶点良好对接。结论 水蛭治疗T2DM侧重于增强胰岛β细胞功能和数量、恢复机体糖脂代谢紊乱、改善胰岛素抵抗;而其治疗DN侧重于借助水蛭素抗凝血功能减缓炎症、抑制细胞凋亡、改善肾脏纤维化。     

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS和网络毒理学的商陆致肝损伤潜在毒性成分及作用机制探讨

目的 应用网络药理学和分子对接方法预测二至丸治疗代谢相关脂肪性肝病的相关作用靶点以及潜在的作用机制,并进行实验验证。方法 检索中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)筛选出二至丸的有效成分以及作用靶点,通过检索GEO数据库得到代谢相关脂肪性肝病的相关差异基因。利用Cytoscape 3.7.2软件进行调控网络以及蛋白相互作用(PPI)网络的构建,利用R包开展基因本体(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析,并利用AutoDockTools软件进行分子对接验证。分别用不同浓度(0.1、0.5、1、5、10、50、100、200 μg/mL)二至丸醇提物培养液作用于肝细胞L02,根据吸光度(A)值,计算细胞增殖率。将肝细胞L02分为对照组、模型组、二至丸醇提物各剂量(1、2、4 μg/mL)组,采用油红O染色法,通过显微镜进一步观察各组细胞内的脂滴堆积情况。采用酶标仪测定各组细胞内总三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)的含量,并以qPCR法检测肝细胞L02白细胞介素-6(IL-6)和JUN mRNA表达情况。结果 共筛选出二至丸治疗代谢相关脂肪性肝病11个主要的靶点基因和12个活性成分,GO功能富集提示治疗代谢相关脂肪性肝病的生物学过程主要有急性期反应、调节血管生成、神经炎症反应的调节等;KEGG通路主要涉及晚期糖基化终末化产物(AGE)-晚期糖基化终末产物受体(RAGE)信号通路外,还作用于C型凝集素受体信号通路、白细胞介素(IL)-17信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路和Toll样受体信号通路等;分子对接验证结果显示,木犀草素、槲皮素、β-类固醇、山柰酚与转录因子AP-1(JUN)、IL-6能稳定结合。实验表明,二至丸可以显著改善代谢相关脂肪性肝病模型的肝细胞L02的脂质堆积以及炎症反应。结论 二至丸2味药中的木犀草素、槲皮素、β-类固醇、山柰酚在抗氧化应激、炎症相关通路下,作用于前列腺素内过氧化物酶2(PTGS2)、透明质酸合酶2(HAS2)、JUN、IL-6等靶点发挥对代谢相关脂肪性肝病的治疗作用。