基于网络药理学及实验验证探讨薰衣草对皮肤光损伤的防护作用机制

目的 运用网络药理学和分子对接技术预测薰衣草防护皮肤光损伤的活性成分及作用机制,并通过动物实验进一步验证可能的信号通路。方法 通过SwissTargetPrediction,PharmMapper数据库和查阅文献获取薰衣草的活性成分及潜在作用靶点;通过GeneCards、在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）、DrugBank和DisGeNET数据库获取皮肤光损伤相关靶点;筛选获得两者的共同靶标后,采用STRING分析靶点蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,利用Cytoscape 3.8.2软件中“CytoNCA”插件对该PPI网络做拓扑分析和核心靶点筛选,使用DAVID数据库对交集靶点进行基因本体（GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析,选取薰衣草中的活性成分和信号通路上的蛋白通过AutoDock vina 1.1.2软件进行分子对接验证;最后通过UVB辐照小鼠背部裸露皮肤建立光损伤模型,肉眼观察小鼠的皮肤状态,采用苏木素-伊红（HE）和苦味酸-酸性品红法（VG）染色观察小鼠皮肤组织病理学改变,采用蛋白免疫印迹法（Western blot）检测小鼠皮肤组织中蛋白的表达水平,进一步验证关键的信号通路。结果 该研究共筛选出薰衣草活性成分6个,潜在靶点526个,预测疾病相关靶点2 688个,药物-疾病交集靶点258个,PPI网络筛选出核心靶点16个,KEGG通路分析筛选了113条相关信号通路,其中磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路、核转录因子-κB（NF-κB）信号通路可能在薰衣草防护皮肤光损伤中起关键作用,分子对接结果显示,活性成分和信号通路上的蛋白对接良好。动物实验结果表明,薰衣草总黄酮能够明显改善小鼠皮肤外观状态和组织病理学,并显著降低磷酸化（p）-PI3K、p-Akt、B细胞淋巴瘤（Bcl）-2蛋白的相对表达水平（P<0.05、P<0.01）,明显升高Bcl-2相关X蛋白（Bax）的相对表达量（P<0.05）。结论 该结果表明,薰衣草抗皮肤光损伤具有多成分、多靶点、多通路协同作用的特点,为后续深入研究薰衣草抗皮肤光损伤的复杂机制提供依据。     

基于网络药理学和体内实验验证霍山石斛治疗胃溃疡的作用机制

目的 通过网络药理学方法及体内实验研究探讨霍山石斛治疗胃溃疡（GU）的作用机制。方法 从中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）数据库及文献中收集建立霍山石斛的成分库,寻找其主要活性化合物,并通过TCMSP等数据库预测作用靶点。从GeneCards、在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）、DisGeNET等数据库中筛选GU相关基因,将成分靶点与疾病基因交集后构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,并进行基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析。根据预测结果采用苏木素-伊红（HE）染色法、免疫组化、酶联免疫吸附测定法（ELISA）、蛋白免疫印迹法（Western blot）、实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）等实验验证霍山石斛对乙酸诱导GU大鼠模型的影响。结果 筛选出霍山石斛63种有效成分,得到霍山石斛治疗GU的靶基因37个,PPI分析得到多个霍山石斛治疗GU的可能核心靶点,并通过作用于磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）、缺氧诱导因子-1（HIF-1）、肿瘤坏死因子（TNF）、核转录因子-κB（NF-κB）等信号通路和各种生物过程影响GU的发展。体内实验结果显示,霍山石斛可显著降低模型大鼠血清中白细胞介素-1β（IL-1β）,白细胞介素-6（IL-6）及TNF-α等炎性因子的水平（P<0.05,P<0.01）,增加溃疡边缘的胃血流量（GBF）,增加溃疡边缘表皮生长因子（EGF）,表皮生长因子受体（EGFR）的表达（P<0.01）,显著下调GU大鼠胃组织中PI3K,Akt蛋白和mRNA的表达,上调人第10号染色体缺失的磷酸酶（PTEN）蛋白和mRNA的表达（P<0.01）。结论 网络药理学分析及动物实验结果提示,霍山石斛可以通过调节EGFR/PI3K/Akt信号通路抑制组织炎症,增加溃疡边缘的胃微循环血流,促进细胞增殖和受损胃黏膜的修复。     

苓桂术甘汤含药血清通过PI3K/Akt信号通路保护H2O2诱导的H9c2细胞损伤

目的 研究苓桂术甘汤含药血清对H₂O₂诱导的H9c2细胞损伤的保护作用及与磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路的关系。方法 采用血清药理学方法,制备空白血清及苓桂术甘汤含药血清。体外培养H9c2细胞,分为空白组、H₂O₂组、20%空白血清组、20%苓桂术甘汤含药血清组,给予相应药物处理12 h,再加入100 μmol·L^-1 H₂O₂继续培养6 h后进行检测。采用细胞增殖与活性检测-8（CCK-8）法检测20%苓桂术甘汤含药血清对H₂O₂诱导的H9c2细胞增殖活性的影响,荧光探针法检测线粒体活性氧（ROS）水平,比色法检测氧化应激标志物丙二醛（MDA）、乳酸脱氢酶（LDH）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）水平,蛋白免疫印迹法（Western blot）检测磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶（p-PI3K）、蛋白激酶B（Akt）、磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）的蛋白表达,实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测PI3K、Akt mRNA水平,流式细胞术检测细胞凋亡率。加入PI3K抑制剂LY294002后对线粒体ROS、LDH、GSH-Px水平,PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt蛋白表达及细胞凋亡率进行检测。结果 与空白组比较,H₂O₂诱导后细胞活力显著降低（P<0.01）,线粒体ROS、MDA及LDH水平显著增加（P<0.01）,CAT、GSH-Px水平则显著下降（P<0.01）,PI3K、Akt蛋白的磷酸化及mRNA水平明显降低（P<0.05,P<0.01）,细胞凋亡率显著升高（P<0.01）。与H₂O₂组比较,苓桂术甘汤含药血清能够提高H9c2细胞活力,显著降低线粒体ROS、MDA及LDH水平（P<0.01）,并显著提高CAT、GSH-Px水平（P<0.01）,促进PI3K、Akt的磷酸化及mRNA的表达（P<0.05,P<0.01）,显著减少细胞凋亡率（P<0.01）。苓桂术甘汤含药血清与抑制剂LY294002联用后,逆转了苓桂术甘汤含药血清对H9c2细胞的上述作用（P<0.05,P<0.01）。结论 苓桂术甘汤含药血清保护H₂O₂诱导的H9c2细胞损伤可能与调控PI3K/Akt信号通路减轻氧化应激及细胞凋亡有关。     

基于PI3K/Akt信号通路探讨小金丹对巨噬细胞极化的调控作用及机制

目的 探讨小金丹提取物（XJD）对巨噬细胞极化的调控作用及作用机制。方法 以脂多糖（LPS）、白细胞介素-4（IL-4）刺激RAW264.7细胞诱导M1型和M2型极化。采用细胞增殖活性检测（CCK-8）法检测10~80 mg·L^-1对RAW264.7细胞增殖活性的影响;采用Griess法检测一氧化氮（NO）的释放;采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测细胞因子白细胞介素-6（IL-6）释放;采用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测M1型和M2型巨噬细胞标志物的mRNA表达;采用流式细胞分析法检测CD206表达;蛋白免疫印迹法（Western blot）检测磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路关键蛋白的活化。结果 10~80 mg·L^-1 XJD对0.5 mg·L^-1 LPS和20 μg·L^-1 IL-4诱导的RAW264.7细胞增殖未见明显影响。与空白组比较,LPS诱导组M1型巨噬细胞标志物表达升高,主要包括显著增加NO、IL-6释放（P<0.01）,明显上调M1型基因白细胞介素-1β（IL-1β）、一氧化氮合酶（iNOS）、前列腺素氧化环化酶-2（COX-2）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）mRNA表达（P<0.01）。同LPS诱导组比较,20~80 mg·L^-1 XJD能浓度依赖性显著抑制NO、IL-6的释放（P<0.01）;10~80 mg·L^-1 XJD能浓度依赖性下调M1型基因IL-1β、iNOS、COX-2和TNF-α mRNA表达（P<0.01）。与空白组比较,IL-4诱导组M2型巨噬细胞标志物表达升高,主要包括CD206⁺巨噬细胞比例显著升高（P<0.01）,显著上调M2型基因精氨酸-1（Arg-1）、白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素-13（IL-13）和转化生长因子-β₁（TGF-β₁）mRNA表达（P<0.01）。同IL-4诱导组比较,10~80 mg·L^-1 XJD能浓度依赖性显著降低CD206⁺ M2型巨噬细胞比例（P<0.01）;显著下调Arg-1、IL-10、IL-13和TGF-β₁ mRNA表达（P<0.01）。Western blot结果显示,与空白组比较,LPS和IL-4诱导组磷脂酰肌醇3-激酶p110（PI3K-p110）和磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）表达均显著上调（P<0.01）;同LPS或IL-4诱导组比较,XJD能明显降低PI3K p110蛋白表达和p-Akt水平（P<0.05,P<0.01）。结论 小金丹提取物能抑制LPS和IL-4诱导RAW264.7细胞的M1型极化和M2型极化,机制与降低PI3K/Akt通路的活化水平有关。     

基于网络药理学探讨哮喘宁颗粒治疗支气管哮喘的作用机制及PI3K/Akt信号通路验证

目的 基于网络药理学预测哮喘宁颗粒治疗支气管哮喘的潜在分子机制,并采用卵蛋白（OVA）致敏诱发的支气管哮喘大鼠模型对关键信号通路之一磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）进行实验验证。方法 利用传统中药系统药理学数据库和分析平台（TCMSP）和中药分子机制生物信息学分析网络（BATMAN-TCM）筛选哮喘宁颗粒的主要有效成分和作用靶点。通过人类基因数据库（GeneCards）、人类孟德尔遗传靶点数据库（OMIM）等5个疾病数据库获取支气管哮喘相关的疾病靶点。筛选并通过韦恩图获得两者的共同靶标,使用蛋白相互作用数据库（STRING）构建化合物-疾病的蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPI）,并用Cytoscape 3.8.0建立“哮喘宁关键活性成分-核心靶基因”网络。通过基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。制备OVA刺激诱导的支气管哮喘大鼠模型,通过苏木素-伊红（HE）染色观察支气管与肺组织炎症情况,蛋白免疫印迹法（Western blot）实验验证网络药理学富集分析结果。结果 该实验分别获取哮喘宁活性成分232个,相关靶点4 687个,收集哮喘宁与支气管哮喘的共同靶点233个,包括嗜酸性粒细胞衍生神经毒素1（EDN1）、环磷腺苷效应元件结合蛋白1（CREB1）、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A（CDKN1A）、表皮生长因子受体（EGFR）、丝裂原活化蛋白激酶14（MAPK14）、Akt1等。KEGG通路分析筛选了186条相关信号通路,显示PI3K/Akt信号通路可能在哮喘宁治疗支气管哮喘的过程中起关键作用。动物实验表明,与哮喘模型组比较,哮喘宁组可明显减轻大鼠气道炎症反应和平滑肌增生,并明显下调PI3K、Akt蛋白表达（P<0.05）。结论 哮喘宁治疗哮喘具有多成分、多靶点、多通路协同作用的特点,其中哮喘宁可能通过调控PI3K/Akt信号通路相关基因的表达,进一步发挥抗炎症的药理效应,为后续深入研究哮喘宁治疗支气管哮喘的复杂机制提供了理论依据。     

PI3K/Akt信号通路串扰在心肌缺血再灌注损伤中的作用及中医药防治进展

心肌缺血再灌注损伤(MIRI)是指由于一些原因导致心肌细胞缺血性损伤,然而在恢复血液供应后心肌细胞损伤进一步加重,从而引发再灌注性心律失常、心肌顿抑、微循环障碍和血液无复流等现象,是临床治疗中亟待解决的问题。因此,探索如何改善MIRI具有重要的临床意义。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路被认为是预防MIRI的重要级联信号通路,串扰在氧化应激、钙超载、自噬、炎症、内质网应激和线粒体障碍等多种机制中,并处于核心位点,与MIRI的严重程度密切相关。同时,中医药凭借其多靶点、多通路和毒副作用小的优势以及中医的辨证治疗、整体观念等特点,使其在防治MIRI方面有着独特的优势。大量研究已证实,该通路是众多中药复方、中药单体以及中药提取物常见的作用机制。因此,本文将阐述PI3K/Akt信号通路串扰在MIRI机制中的作用,重点对PI3K/Akt信号通路关键靶标与MIRI的关系进行综述,以便深刻理解其中错综复杂的关系,促进针对PI3K/Akt信号通路的新型药物的研发。最后总结中医药对该通路已有的研究成果,为MIRI的治疗及药物研发提供参考依据。     

基于PI3K/Akt信号通路探讨华良姜素抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制

目的 观察华良姜素的体外抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制。方法 噻唑蓝（MTT）比色法检测华良姜素（0、5、10、25、50、100、150、300 μmol·L^-1）对HepG2细胞不同时间（24、48、72 h）的增殖抑制作用;异硫氰酸荧光素/碘化丙啶（Annexin V-FITC/PI）凋亡试剂盒检测华良姜素（0、3、15、75 μmol·L^-1）对HepG2细胞的凋亡作用;蛋白免疫印迹法（Western blot）检测华良姜素对HepG2细胞中B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）表达的影响;转录组学分析华良姜素（15 μmol·L^-1）对HepG2细胞处理后基因差异表达与信号通路改变情况;实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）验证差异基因［TEK、血小板源性生长因子α受体（PDGFRA）、脾酪氨酸激酶（SYK）、磷酸肌醇-3-激酶催化亚基G肽（PIK3CG）、Janus激酶3（JAK3）、膜相关鸟苷酸激酶转化蛋白2（MAGI2）］mRNA相对表达。结果 与空白组比较,华良姜素组HepG2细胞的增殖降低（P<0.05,P<0.01）;凋亡率升高（P<0.01）;Bax蛋白表达水平升高（P<0.05,P<0.01）,Bcl-2的蛋白表达水平降低（P<0.01）;转录测序得到59 000个受调控的表达基因,受调控显著差异表达基因125个,其中表达上调差异基因47个,表达下调差异基因74个,京都基因和基因组数据库（KEGG）分析显示,加华良姜素后磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路中与凋亡相关的差异基因变化较大。与空白组比较,华良姜素组（15 μmol·L^-1）TEK、PDGFRA、SYK、PIK3CG、JAK3、MAGI2的mRNA 表达水平降低（P<0.01）。结论 采用体外细胞学实验研究华良姜素能抑制HepG2细胞增殖,初步验证其凋亡,可能是影响了PI3K/Akt信号通路中部分差异基因的表达。为后续华良姜素抗肿瘤提供实验基础,同时有助于促进黄酮类化合物的开发利用及潜在的应用价值。     

中医药调控PI3K/Akt信号通路防治精神分裂症的研究进展

精神分裂症作为临床中最难治愈的神经精神障碍性疾病之一,主要表现为行为异常及多维度认知功能障碍,本病复发率与致残率逐年攀升,严重影响患者社会功能及生活质量,甚至威胁周围人群的身心健康。目前,临床中精神分裂症的治疗以抗精神病药物联合心理技术治疗为主,存在着长期治疗效果有限且复发率高等问题,中医药治疗本病具有多靶点、多途径、多环节、多层次等特色优势,在精神分裂症的防治及预后过程中起到至关重要的作用。磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）广泛存在于细胞且参与调控蛋白合成及组织凋亡等重要过程,蛋白激酶B（Akt）的不同亚型在细胞生长、氧化应激、神经元发育等过程中意义突出。近年来大量研究发现,PI3K/Akt信号通路与精神分裂症密切相关。中药单体及中药复方通过调控PI3K/Akt信号通路主要影响哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、糖原合成酶激酶（GSK）、葡萄糖摄取与转运主要依赖于葡萄糖转运体（GLUT）、核因子E₂相关因子2（Nrf2）等关键信号分子,组织细胞内中枢网络并调节神经元突触形成和可塑性,同时调控神经细胞增殖、迁移、凋亡等过程在减轻精神分裂症中发挥着重要作用,具有多靶点、全方位、低毒性等优势。该文梳理并分析阐释中医药干预PI3K/Akt信号通路抗精神分裂症的作用机制,以期为中医药防治精神分裂症提供一定的理论依据与参考。     

中药单体调控PI3K/Akt信号通路抑制膀胱癌的研究进展

膀胱癌是我国泌尿系发病率最高的恶性肿瘤,西医治疗疗效显著,包括长期、定期的内窥镜检查,膀胱内化疗,免疫治疗和膀胱根治术等,但其高复发率仍困扰着医患双方。在膀胱癌的形成、发展过程伴随着许多经典信号通路的参与,其中磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路是重要的调控通路之一。中医药治疗是有效的的补充治疗方法,现代药理研究表明中药及其单体成分在肿瘤治疗中可以减轻患者的不适症状、延长患者生存时间以及提高生活质量。通过检索近10年的文献发现,多种天然药物来源的黄酮类、萜类、多糖、藤黄酸类、联苄类和生物碱类的研究证实了许多单体成分均具有抗膀胱癌活性,中药单体可以通过调控PI3K/Akt信号通路对膀胱癌细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移、逆转耐药和自噬等过程发挥着不可或缺的作用。尽管部分中药单体在膀胱癌治疗方面的一些作用靶点及潜在机制已经明确,但这些中药单体的相关研究也仅停留在体外细胞实验及动物体内研究层面,研究者们面临着“中药单体转化于临床应用中”这一巨大挑战。基于国内外目前的研究,笔者归纳总结了近年来中药单体通过调控PI3K/Akt信号通路干预膀胱癌的研究进展,希望为膀胱癌药物治疗研究开拓新的思路,同时也为后续更深入的机制研究提供有益参考。