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。     

基于数据挖掘和网络药理学探究含黄连方剂治疗溃疡性结肠炎的配伍规律及作用机制

目的基于现代信息技术,分析以黄连Coptidis Rhizoma为核心治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的用药特点及规律,并阐明含黄连核心药物组治疗UC的分子机制,为其实验验证及新型方剂的研发奠定基础。方法运用Apriori关联规则分析用于治疗UC的含黄连方剂,设置同时满足支持度≥0.25,置信度≥0.9且提升度≥1的药对为含黄连核心药物组,利用TCMSP、HERB和TCMID数据库检索活性成分并收集相应靶点,在GeneCard和OMIM数据库中以"ulcerative colitis"为关键词检索疾病靶点,运用Cytoscape 3.7.1软件构建"中药-成分-潜在靶点"网络图,通过STRING11.0构建蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,并利用"微生信在线"网站对潜在靶点进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路可视化,采用分子对接软件AUTODOCK 4对关键靶点和成分进行对接验证。结果数据库筛选得到161首目标方剂,主要涉及72味药;关联规则分析结果提示黄连与木香、甘草、白术、茯苓、当归是具有强关联性的5组药对,这6味核心药物一共含有144种成分、潜在靶点165个,其中有83个靶点分布在骨髓和淋巴组织,关键靶点有31个,包括丝氨酸/苏氨酸激酶1(serine/threonine kinase 1,AKT1)、肿瘤蛋白P53(tumor protein P53,TP53)、丝裂原活化蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase 1,MAPK1)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、MAPK8。KEGG分析结果显示磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)、IL-17、晚期糖基化终产物及其受体(advanced glycation end products-receptor advanced glycation end products,AGE-RAGE)等通路与含黄连核心药物组治疗UC密切相关。分子对接结果显示受体蛋白与中药成分的对接活性好,作用较稳定且与原配体的结合能相近,其中β-谷甾醇与原癌基因JUN具有最低的结合能。结论初步分析了含黄连方剂治疗UC的配伍规律,并且在分子水平揭示了含黄连核心药物组治疗UC的机制,为后续含黄连方剂治疗UC的开发提供了理论基础。     

辅料砂仁、陈皮对熟地黄炮制前后化学成分的影响研究

目的分析不同砂仁陈皮制熟地黄炮制前后的化学成分含量变化,探讨辅料砂仁、陈皮在熟地黄加工过程中的炮制作用。方法采用HPLC法建立生地黄、砂仁陈皮制熟地黄及缺不同辅料熟地黄炮制品图谱,结合《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》(2012版)、SPSS 21.0、SIMCA 14.1软件进行分析,并对7个非糖成分(梓醇、地黄苷D、5-羟甲基糠醛、益母草苷、毛蕊花糖苷、异类叶升麻苷、橙皮苷)和8个糖类成分(D-果糖、葡萄糖、蔗糖、蜜二糖、棉子糖、甘露三糖、水苏糖、毛蕊花糖)进行含量测定。结果生地黄、砂仁陈皮制熟地黄与缺不同辅料砂仁陈皮制熟地黄炮制品在成分空间上存在差异;含量测定结果表明,生地黄炮制后,单糖含量增加,寡糖、苷类含量总体呈减少趋势,生、熟地黄之间以及佐以砂仁、陈皮都使地黄成分含量存在差别,且砂仁陈皮制熟地黄中D-果糖、葡萄糖、甘露三糖含量相较于砂仁陈皮制熟地黄(缺砂仁、缺陈皮)分别增加了29.24%、57.14%、44.65%。结论辅料砂仁、陈皮的加入是其化学成分含量变化的重要因素,为阐述砂仁陈皮制熟地黄的炮制机制提供依据。     

基于网络药理学的枳实挥发油治疗慢性传输型便秘的机制研究

该文旨在通过构建枳实挥发油活性成分-作用靶点网络图及蛋白相互作用(PPI)网络图,分析靶点涉及的功能和通路,探讨枳实挥发油治疗慢性传输型便秘(slow transit constipation,STC)的作用机制。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测枳实挥发油的化学成分;利用PubChem,TCMSP,STITCH,Swiss Target Prediction检索枳实挥发油成分的靶点,通过OMIM,Genecards-Search Resuits,TTD预测和筛选STC的作用靶点;通过Cytoscape 3.7.1构建活性成分-作用靶点和PPI网络图,利用BioGPS数据库对靶点对应的组织分布进行分析,利用R语言进行GO功能、KEGG通路的富集分析,通过Discovery Studio 2.5软件对成分与靶点进行分子对接验证。最终,共检测到枳实挥发油化合物15个,共预测出115个枳实挥发油治疗STC的共同作用靶点。GO富集分析显示枳实挥发油的活性主要涉及血液循环、循环系统、类固醇激素反应、信号通路等生物学过程。KEGG富集通路共23条,其中神经活性配体-受体相互作用、cAMP信号通路、内分泌抵抗、Ca^2+信号通路、5-羟色胺能突触等通路对STC有显著作用,分子对接结果表明发挥治疗STC的相关靶蛋白有(ACHE,PTGS2,SLC6A2,CNR2)。通过网络药理学揭示了枳实挥发油的多组分、多靶点、多通路的特点,为进一步研究枳实挥发油治疗STC的作用机制提供了新的思路和方法。     

基于GC-MS成分分析结合网络药理学预测当归挥发油质量标志物(Q-Marker)

目的预测当归挥发油质量标志物(quality marker,Q-Marker)。方法采用GC-MS检测当归挥发油化学成分,网络药理学构建成分-靶点网络、蛋白-蛋白互作网络、成分-靶点-通路网络、靶点-组织分布网络预测当归挥发油Q-Marker,分子对接验证Q-Marker生物活性,查阅文献佐证Q-Marker有效性。结果 18批次当归挥发油GC-MS分析获得了5个共有成分,以共有成分为Q-Marker候选成分做网络药理学分析,预测藁本内酯与丁烯基酞内酯为当归挥发油Q-Marker,Q-Marker作用于核心靶点PIK3R1、CHRM1、CHRM2、SRC、CREBBP,通过重要通路肌动蛋白细胞骨架调节,分布于大脑皮层、胆囊、平滑肌、前列腺、膀胱、扁桃体、基底神经节及海马中发挥药理作用;分子对接中藁本内酯、丁烯基酞内酯与核心靶点有较好的结合能力,体现当归挥发油Q-Marker较好的生物活性,文献佐证了Q-Marker有效性。结论预测的Q-Marker为当归挥发油质量标准的建立及当归挥发油质量评价奠定物质基础。     

山蜡梅叶挥发油抗急性肺损伤的分子作用机制分析

目的 基于网络药理学和分子对接技术对山蜡梅叶挥发油（CLO）治疗急性肺损伤（ALI）的作用机制进行预测,并通过建立ALI模型对其作用通路进行初步验证。方法 采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对CLO进行成分分析;从PharmMapper和SwissTargetPrediction数据库中获取其成分靶点,GeneCards、在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）和DisGeNET获取ALI相关靶点,与高通量基因表达数据库（GEO）获取的ALI差异表达基因（DEGs）在Venny 2.1.0平台上交集分析获得CLO抗ALI的潜在靶点;利用STRING 11.5对潜在靶点进行蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析;从美国国家生物技术信息中心（NCBI）获取潜在靶点的组织表达情况并构建靶点组织分布图;运用RStudio 4.0.0软件对潜在靶点进行基因本体（GO）功能和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析;利用Cytoscape 3.9.1软件构建“成分-靶点-通路”网络图,筛选出关键成分和重点通路并进行分子对接验证;通过脂多糖（LPS）诱导建立ALI模型,测定大鼠血清中白细胞介素（IL）-6和肿瘤坏死因子（TNF）-α的表达水平,免疫组化分析IL-17蛋白在ALI大鼠肺组织中的表达水平。结果 通过GC-MS鉴定出CLO的19个成分,经靶点筛选得到18个潜在靶点,PPI分析后得到15个具有相互作用关系的靶蛋白,进一步分析发现其在肺和胸腺等组织上高度表达,通过分析“成分-靶点-通路”网络图得到关键成分乙酸龙脑酯、芳樟醇、榄香醇、异丁酸香叶酯和核心靶点基质金属蛋白酶13（MMP13）、S100钙结合蛋白A9（S100A9）、脾酪氨酸激酶（SYK）及主要通路IL-17、TNF等;分子对接结果显示,CLO关键成分与IL-17信号通路的MMP13、S100A9结合稳定。药理实验结果证实CLO可以显著降低ALI大鼠血清中的IL-6和TNF-α含量,同时抑制大鼠肺组织中IL-17蛋白的表达水平。结论 CLO可以实现对ALI的治疗作用,保护肺组织,其作用机制可能与降低ALI大鼠血清中的IL-6和TNF-α表达水平、抑制肺组织中IL-17信号通路的活化有关。     

基于“色如漆，甘如饴”的砂仁陈皮制熟地黄炮制过程质量评价

目的:研究砂仁陈皮制熟地黄炮制过程样品表观颜色、综合甜度与苷类成分含量变化的关联性,为揭示地黄炮制原理奠定基础。方法:采用全自动色差计测量熟地黄样品粉末颜色;采用高效液相色谱法测定不同加热时间点样品中14个活性成分的含量(5-羟甲基糠醛、梓醇、益母草苷、毛蕊花糖苷、异类叶升麻苷、橙皮苷、地黄苷D共7个苷类成分和D-果糖、葡萄糖、蔗糖、蜜二糖、棉子糖、甘露三糖、水苏糖共7个糖类成分),流动相乙腈-水梯度洗脱。以糖类成分甜度计算样品综合甜度变化,运用SPSS 21.0软件对砂仁陈皮制熟地黄炮制样品色度值、综合甜度与苷类成分含量进行关联分析,以三角形面积法建立熟地黄炮制样品质量综合评价指数。结果:在炮制过程中,样品粉末色度值增加,样品表观颜色变深。含量测定结果显示,随加热时间增加,熟地黄样品的苷类成分含量减少,单糖成分含量增加,样品综合甜度增加。关联性分析结果表明色度值、综合甜度与环烯醚萜苷含量呈显著负相关(P<0.01),色度值与呋喃醛衍生物含量、苯乙醇苷含量、黄酮类含量,以及综合甜度与呋喃醛衍生物含量、苯乙醇苷含量均呈显著正相关(P<0.01),综合甜度与黄酮类含量呈明显正相关(P<0.05)。炮制至52 h时样品综合评价指数最高,达0.99。结论:熟地黄样品粉末色度值聚类分析总体趋势与直观区分基本一致,结合样品粉末色度值、综合甜度与苷类成分含量3个指标可对砂仁陈皮制熟地黄进行综合质量评价。     

含丁香方剂的数据挖掘及其治疗腹泻的作用机制分析

目的:基于数据库挖掘,分析以丁香为核心治疗腹泻的高频配伍规律,并利用网络药理学阐释含丁香核心药物组治疗腹泻的作用机制。方法:应用Python 3.8.1编程对中国中医药数据库进行智能抓取,分析丁香配伍规则,以符合支持度(support)≥0.30,置信度(confidence)≥0.90且提升度(lift)≥1.00的中药设为丁香核心药物组,利用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)检索成分并筛选成分靶点,以"Diarrhea"为关键词在Therapeutic Target Datebase(TTD),GeneCards,DisGeNET数据库搜集疾病靶点,运用Cytoscape 3.7.1软件构建"中药-成分-潜在靶点"网络图,通过STRING 11.0构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,利用R语言对潜在靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,采用Discovery Studio Client 2016对核心药物组的成分进行初步验证和评估。结果:数据库筛选获得含丁香治疗腹泻的方剂155首,涉及54味中药,关联规则分析表明在治疗腹泻的配伍中,丁香与木香、甘草、肉豆蔻、白术具有强关联性,以这5味中药组成的核心药物组共涉及119种中药成分和114个潜在靶点,其中104个潜在靶点分布在神经系统,关键靶点有肿瘤蛋白P53(TP53),JUN原癌基因(JUN),丝裂原活化蛋白激酶8(MAPK8),白细胞介素-6(IL-6),90 kDa热休克蛋白αA1(HSP90AA1)等。GO富集分析主要涉及神经递质水平的调节、血液循环过程、激素介导的信号途径、化学突触传递的调节等生物学过程,KEGG通路中IL-17信号通路、辅助性T细胞17(Th17)分化、表皮生长因子受体、沙门氏菌感染等与治疗腹泻密切相关。分子对接显示关键靶蛋白与槲皮素、山柰酚以及β-谷甾醇具有较高亲和力。结论:含丁香核心药物组涉及的多成分、多靶点、多通路与炎症、神经系统密切相关,推测其可能通过修复肠道屏蔽完整性、调节神经递质水平来治疗腹泻。     

不同蒸制工艺对三七有效成分变化规律的影响

目的:研究熟三七炮制过程样品表观颜色、近红外光谱与指标性成分含量动态变化的相关性,为熟三七炮制工艺优化及质量控制提供参考。方法:设置100~105,114~118,130~136℃共3个蒸制温度梯度,并分别在蒸制时长为1,2,4,8,12,24 h时取样,进一步干燥粉碎得到样品。观察不同蒸制温度和时间对熟三七颜色及不同红外波段吸收的影响,运用R 4.1.0和SPSS 21.0对所得数据进行主成分分析和聚类分析,观察样品表皮颜色和红外吸收特征变化规律。采用高效液相色谱法(HPLC),以三七皂苷R1,人参皂苷Rg1,人参皂苷Rb1,人参皂苷Re,20(S)-人参皂苷Rg3,20(R)-人参皂苷Rg3为指标,观察6个指标成分在三七蒸制前后的变化规律,流动相乙腈(A)-水(B)梯度洗脱(0~30 min,19%A;30~60 min,19%~44%A;60~78 min,44%~74%A;78~80 min,74%~100%A;80~86 min,100%A;86~87 min,100%~19%A;87~95 min,19%A),检测波长203 nm。结果:在三七蒸制过程中,随着蒸制温度和时间的增加,样品粉末b(黄蓝色值),L(明亮度)和△E(综合色差值)整体呈下降趋势,a(红绿色值)呈上升趋势,颜色逐渐加深,由灰色向褐色、暗黑色过度。生三七、熟三七样品粉末在低、中波段的红外吸收并无明显差异,而在红外高波段吸收差异表现明显,尤其是在9600~10000 cm-1波段。HPLC显示,三七经过蒸制后,原有成分三七皂苷R1和人参皂苷Rg1,Re,Rb1含量降低,新生成20(S)-人参皂苷Rg3和20(R)-人参皂苷Rg3;6个指标成分含量占比在蒸制温度130~136℃和蒸制时长1 h时达到最佳。结论:样品颜色、红外吸收均受蒸制过程中化学成分动态变化的影响,而成分变化是蒸制温度和时间共同影响的结果。该文通过对样品表观颜色指标、近红外吸收特征变化规律及指标性成分的多维度分析,整体性评价了熟三七的不同蒸制工艺参数,初步揭示其炮制过程质量传递规律,可为熟三七的炮制工艺优化及质量评价提供科学依据。