基于网络药理学和分子对接技术探讨黄芪干预腹膜纤维化的机制

目的 运用网络药理学方法及分子对接技术探讨黄芪干预腹膜纤维化的可能机制。方法 利用中药系统药理学数据库及分析平台(TCMSP)检索黄芪的主要化学成分及靶点,并补充文献报道相关药理作用的成分作为潜在活性成分。以"peritoneal fibrosis"为关键词分别在OMIM、Genecards获取目前已知的与腹膜纤维化相关的疾病靶点,后取两者的交集靶点;对交集基因通过STRING数据库与Cytoscape 3.7.2软件构建"药物-成分-靶点-疾病"网络及蛋白互作(PPI)网络并筛选核心网络。基于R软件使用Bioconductor生物信息软件对核心靶点进行GO及KEGG富集分析,最终采用AutoDock软件将主要有效成分与核心靶点进行分子对接,得出其结合能力。结果 筛选出20个黄芪活性成分及文献报道有相关药理作用4个, 457药物作用靶点,与674个腹膜纤维化病靶点取交集,得到86个共同靶点。GO功能富集分析提示黄芪拮抗腹膜纤维化主要参与了蛋白激酶B信号转导的调节、细胞对化学的应激反应、炎症反应的调节等通路; KEGG通路富集分析主要涉及调控肿瘤、磷脂酰肌醇-3-羟激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)、晚期糖基化终末产物/晚期糖基化终末产物受体(AGE-RAGE)、人类巨细胞病毒感染、HIF-1信号通路等;分子对接结果显示关键靶点与活性成分具有较好的结合能力。结论 黄芪治疗腹膜纤维化的分子机制,可能与抑制炎症及氧化应激反应、调节多种信号通路等相关。     

基于网络药理学和分子对接技术分析筒鞘蛇菰多糖治疗肝损伤的作用机制及体内实验研究＊

目的 基于网络药理学探讨并分析筒鞘蛇菰（Balanophora involucrata Hook. f.，BIH）治疗肝损伤的作用及分子机制，并通过大鼠体内实验验证相关预测靶点及筒鞘蛇菰提取物-蛇菰多糖（Polysaccharides of Balanophora involucrata Hook. f.，BPS）对实验性肝损伤的保护作用。方法 化学专业数据库、TCMID和TCMSP平台检索筒鞘蛇菰组成的化合物及可能靶点，以肝损伤为关键词检索GeneCards和网站，获得相关靶点，绘制Venn图，选交集靶点，将“化合物-靶点和疾病-靶点”关系导入Cytoscape V3.7.2软件，获得化合物-靶点-疾病的三重网络，对化合物及相关靶点蛋白行分子对接，并用交集靶点绘制蛋白互作网络图及进行GO生物功能和KEGG信号途径富集分析。结果 筒鞘蛇菰主要成分有11个化合物，其中与肝损伤有37个交集靶点，高度关联靶点包括NOS3、ESR1、TNF、MAOA、PTGS2、IL10等，GO和KEGG富集分析发现筒鞘蛇菰治疗肝损伤的分子机制，可能与调节肾上腺素能信号通路、cGMP-PKG信号及神经活性配体-受体交互通路等有关，而且ADRA1B、ADRA2A、ADRA2C、ADRB1/2等基因高度富集于这些通路中。动物体内实验发现BPS灌胃处理可减轻肝组织损伤、调控血清炎症因子肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor， TNF-α）和白细胞介素10（IL-10）水平、提高抗氧化酶超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，并增强肝组织内氧化应激相关蛋白核因子E2相关因子2（NF-E2-related factor 2，NRF2）和醌NADH脱氢酶1（NQO1）的表达，从而抑制大鼠体内氧化应激损伤、减轻炎症反应和细胞凋亡，达到保护实验性肝损伤的作用。结论 本研究初步确定筒鞘蛇菰治疗肝损伤的有效成分、“化合物-蛋白-靶点”关联网络及发挥作用的分子机制，并通过动物体内实验证实蛇菰多糖保护肝损伤的机制与上调NRF2/NQO1通路来减轻氧化应激反应性损伤、减轻肝细胞凋亡有关。     

Mechanism of action of Orthosiphon stamineus against non-alcoholic fatty liver disease: Insights from systems pharmacology and molecular docking approaches

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is one of the most common complications of a metabolic syndrome caused by excessive accumulation of fat in the liver. Orthosiphon stamineus also known as Orthosiphon aristatus is a medicinal plant with possible potential beneficial effects on various metabolic disorders. This study aims to investigate the in vitro inhibitory effects of O. stamineus on hepatic fat accumulation and to further use the computational systems pharmacology approach to identify the pharmacokinetic properties of the bioactive compounds of O. stamineus and to predict their molecular mechanisms against NAFLD. Methods: The effects of an ethanolic extract of O. stamineus leaves on cytotoxicity, fat accumulation and antioxidant activity were assessed using HepG2 cells. The bioactive compounds of O. stamineus were identified using LC/MS and two bioinformatics databases, namely the Traditional Chinese Medicine Integrated Database (TCMID) and the Bioinformatics Analysis Tool for the Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine (BATMAN-TCM). Pathway enrichment analysis was performed on the predicted targets of the bioactive compounds to provide a systematic overview of the molecular mechanism of action, while molecular docking was used to validate the predicted targets. Results: A total of 27 bioactive compounds corresponding to 50 potential NAFLD-related targets were identified. O. stamineus exerts its anti-NAFLD effects by modulating a variety of cellular processes, including oxidative stress, mitochondrial β-oxidation, inflammatory signalling pathways, insulin signalling, and fatty acid homeostasis pathways. O. stamineus is significantly targeting many oxidative stress regulators, including JNK, mammalian target of rapamycin (mTOR), NFKB1, PPAR, and AKT1. Molecular docking analysis confirmed the expected high affinity for the potential targets, while the in vitro assay indicates the ability of O. stamineus to inhibit hepatic fat accumulation. Conclusion: Using the computational systems pharmacology approach, the potentially beneficial effect of O. stamineus in NAFLD was indicated through the combination of multiple compounds, multiple targets, and multicellular components.     

基于系统药理学分析野生真菌硬皮马勃治疗肿瘤多层次作用机制＊

目的 鉴定当地民间应用普遍的野生药用真菌，并探讨其治疗肿瘤的作用机制。方法 采用形态学和分子生物学方法对一株采自定陶仿山野生药用真菌进行鉴定，确定为硬皮马勃。通过文献检索收集硬皮马勃化学成分，利用PubChem软件和TCMSP、GCS数据库得到化学成分结构信息及其药用动力学参数和相关靶点分析，通过SysDT和WES系统鉴定潜在化学成分靶点，利用CTD数据库获得靶点功能，将潜在化合物和肿瘤相关靶点导入Cytoscape3.8.0软件构建分子-靶标网络。应用DAVID数据库对肿瘤相关靶点进行GO和KEGG富集分析，揭示有关活性成分靶点所涉及的生物学过程和通路，将肿瘤相关靶点和通路导入Cytoscape3.8.0软件构建靶点-通路网络。结果 从文献中获得硬皮马勃的化学成分59个，通过ADME计算系统筛选出5个潜在活性的化合物即活性成分，预测到38个靶点，其中与肿瘤相关靶点16个。这些活性成分主要通过Toll-like receptor、PI3K-AKT、MAPK和NF-kappa B等通路参与免疫应答，抑制肿瘤细胞生长、增殖，促进其凋亡。结论 表明硬皮马勃治疗肿瘤具有多靶点、多途径协同作用的特点，并通过多层次效应达到治疗肿瘤的效果。本研究为更好理解硬皮马勃作用肿瘤的机制和肿瘤药物开发提供理论依据。     

液质联用技术联合网络药理学探讨白鲜皮治疗湿疹的作用机制＊

目的 采用液质联用技术分析白鲜皮中的主要化学成分；基于网络药理学技术研究白鲜皮治疗皮肤湿疹的活性成分、作用靶点及作用机制。方法 利用液质联用技术（LC-MS）对白鲜皮主要成分进行分析，通过质谱数据结合文献资料，对各主要成分进行快速识别；通过利用SwissADME数据库对白鲜皮潜在活性成分进行预测，筛选主要作用靶点。进行KEGG通路富集分析，最终得到白鲜皮成分-靶点-疾病-通路网络图。采用分子对接技术对主要成分和作用靶点进行验证。结果 从白鲜皮中共分析鉴定了12种成分，进一步筛选得到4种潜在活性成分，可作用于48个关键靶点和14条主要通路。结论 采用LC-MS技术结合网络药理学方法，可以快速分析白鲜皮的潜在活性成分，并初步揭示了成分-靶点-通路之间的关系。通过分子对接技术可以做作用靶点进行验证。     

基于网络药理学和实验验证研究柴胡疏肝散治疗慢性萎缩性胃炎的作用机制＊

目的 通过网络药理学的方法进行预测，再深一步进行动物实验验证来研究柴胡疏肝散治疗CAG的作用机制。方法 首先在TCMSP数据库中检索柴胡疏肝散的所有活性成分与药物靶点；通过收集PharmGkb、OMIM、GeneCards和DrugBank数据库中收录的慢性萎缩性胃炎的相关靶点。将药物靶点与疾病靶点进行映射筛选出交集靶点，将得到的交集靶点构建PPI网络与活性成分-共同靶点网络，并对其进行GO和KEGG富集分析。最后利用Vina软件进行分子对接实验验证，并通过免疫印迹法验证柴胡疏肝散对两种受体蛋白EGFR和STAT1的影响。结果 最终筛选得到柴胡疏肝散活性成分104个，潜在靶点238个，与慢性萎缩性胃炎的交集靶点52个；GO与KEGG富集分析分别得到2166条目和148条目，主要涉及到JAK-STAT信号通路、TNF信号通路、HIF-1信号通路等；分子对接结果显示EGFR、STAT1两个靶点能够与核心活性成分能够自发结合成较为稳定的构像；免疫印迹法实验证明柴胡疏肝散能够降低大鼠胃黏膜组织EGFR和STAT1蛋白表达。结论 通过网络药理学和实验验证，发现柴胡疏肝散可能通过调节EGFR和STAT1蛋白表达来共同调控胃黏膜细胞增殖与凋亡，进而发挥着治疗慢性萎缩性胃炎的效果，为深入进行柴胡疏肝散治疗慢性萎缩性胃炎的作用机制研究提供新思路和新方法。     

王琦教授新冠肺炎预防方预防新型冠状病毒肺炎机制的网络药理学探讨＊

目的 借助网络药理学的方法，探究两组王琦教授新冠肺炎预防方（简称预防方）预防新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的分子靶点和机制。方法 通过TCMSP数据库检索并筛选其活性成分及其作用靶点，通过Uniprot数据库进行蛋白标准化处理。从Genecards数据库中以“Novel coronavirus pneumonia”为关键词搜索获取COVID-19的靶标，构建相交靶点韦恩图。通过cytoscape3.7.2构建PPI蛋白互作网络，寻找富集数目最多的靶点。通过R语言对预防方治疗COVID-19的靶点进行GO和KEGG富集分析，并绘制气泡图。结果 预防方与新冠肺炎相关靶点涉IL-6、TNF、CXCL8、VEGFA、MMP9；GO功能富集分析分别获得53、57条通路；27、29条KEGG相关信号通路。结论 王琦教授新冠肺炎预防方中的主要活性成分为槲皮素、山奈酚、木犀草素、β-谷甾醇、植物甾醇等，可能通过作用于IL-6、TNF、CXCL8、VEGFA、MMP9、CXCL8、IL10、CCL2、IL1B等靶点和介导TNF信号通路、T细胞受体信号通路、Toll样受体信号通路等发挥作用，从而促进免疫反应、炎症反应及细菌防御反应，预防COVID-19。     

基于网络药理学探讨搜风愈喘方拆方“祛宿痰方”调控儿童哮喘的作用机制＊

目的 基于“伏风暗瘀宿痰”小儿哮喘病机新说，采用网络药理学及实验验证的方法，探索搜风愈喘方拆方“祛宿痰方”治疗儿童哮喘的作用机制，验证中医“宿痰”病机与西医细胞外基质改变病理之间的交通性。方法 通过TCMSP数据库建立“祛宿痰方”的有效成分和靶点数据集，利用OMIM、GeneCards、DrugBank、TTD疾病数据库建立哮喘疾病靶点数据集，利用Cytoscape软件取交集并构建“祛宿痰方”与哮喘的蛋白质互作网络，筛选关键靶点蛋白。利用Metascape数据库进行基因本体（Gene ontology，GO）分析以及京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富集分析。复制卵蛋白（OVA）诱导的哮喘大鼠模型，对核心通路及关键靶点进行实验验证。结果 共得到“祛宿痰方”治疗哮喘的靶点98个，包括IL-13、TP53、TGF-β1、VEGF-A、MMP9等，KEGG得到与哮喘相关的通路287条（P＜0.05），包括NF-κB信号通路、PI3K-AKT信号通路、IL-17信号通路等。GO结果显示与哮喘相关生物进程包括炎症反应、细胞外基质调控、氧化应激、血管生成等。动物实验证实“祛宿痰方”可下调大鼠肺组织中p-NF-κB-P65磷酸化水平，抑制NF-κB信号通路的激活，降低IL-13、TGF-β1 mRNA表达量（P<0.05），减少哮喘大鼠肺组织中炎症细胞浸润、黏液产生，从而延缓哮喘的进程。结论 “祛宿痰方”可抑制NF-κB信号通路的激活，降低肺组织中IL-13、TGF-β1 mRNA表达量，可能通过抑制炎症反应、调控细胞外基质等途径作用于哮喘，中医“宿痰”病机与西医细胞外基质改变病理之间存在一定的的交通性。     

温经汤治疗原发性痛经的网络药理学作用机制＊

目的 本文将通过网络药理学结合分子对接对温经汤治疗原发性痛经作用机制进行预测。方法 利用TCMSP、TCMID及BATMAN-TCM数据库，收集温经汤活性成分并预测其作用靶标。通过GeneCards数据库、OMIM数据库筛选原发性痛经的靶标，并运用R软件获取疾病交集靶标，绘制韦恩图。运用Cytoscape软件构建温经汤治疗原发性痛经的成分-靶标网络图，通过STRING数据库构建PPI靶标蛋白互作网络，并进行核心靶标的GO功能富集分析及KEGG通路富集分析。通过Autodock Vina软件对药物活性成分与疾病核心靶标进行分子对接验证。结果 筛选得到温经汤治疗原发性痛经的124个活性成分和31个药物-疾病共同靶标，并推断其作用机制可能与介导HIF-1、TNF、PI3K-Akt等105条信号通路相关。槲皮素、山柰酚、豆甾醇等活性成分与PTGS1、ESR1、PGR等核心靶标对接结果良好。结论 温经汤活性成分可能通过发挥镇痛、抗炎、调节激素水平、缓解平滑肌痉挛和改善缺氧状态等药理作用来治疗原发性痛经。     

基于网络药理学和分子对接技术研究黄芪-赤芍治疗COPD的作用机制＊

目的 基于网络药理学和分子对接技术探究黄芪-赤芍配伍对治疗慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）的作用机制。方法 利用TCMSP，Pharmmaper数据库，筛选黄芪-赤芍治疗COPD的活性成分和潜在靶点；结合Genecards数据库挖掘的COPD相关靶点，对黄芪-赤芍药对与COPD靶点进行PPI网络构建，交互处理得到黄芪-赤芍药对治疗COPD的关键靶点，并进行GO分析和KEGG通路富集分析；并采用分子对接技术将主要活性成分与TNF-α（肿瘤坏死因子），IL-6（白细胞介素6）等进行分子对接；最后利用A549炎症细胞与人脐静脉内皮细胞缺氧损伤模型进行体外细胞实验对结果加以验证。结果 黄芪-赤芍药对中44个有效成分作用于COPD，核心成分为：槲皮素、山奈酚、丁子香萜、芍药苷、（2R，3R）-4-methoxyl-distylin、二氢异黄酮；黄芪-赤芍药对通过IL6、PTGS2、TNF等113个靶蛋白，调控Ras、PI3KAkt、IL-17等多条信号通路治疗COPD，且分子对接结果显示槲皮素、山奈酚、丁子香萜、芍药苷与IL-6、PTGS2、TNF大分子蛋白有良好的结合性，体外细胞试验证实，槲皮素与山奈酚均能减少IL-8，MMP-9炎症因子的分泌，具有不同程度的抗炎效果；芍药苷有明显的扩血管、抗血栓之效。结论 黄芪-赤芍药对治疗COPD具有多成分、多靶点、多通路、整体调节的作用特点。初步揭示了黄芪-赤芍药对通过抑制炎症反应、调节上皮细胞生长增强保护屏障等预测出黄芪-赤芍药对治疗COPD的潜在作用机制，以期为其活性成分的药效物质基础提供理论研究和思路。