基于网络药理学和实验研究槲皮素治疗阿尔兹海默病的机制

目的通过网络药理学和实验验证和探究槲皮素(quercetin)治疗阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)的作用机制。方法通过TCMSP、Swiss Target Prediction和Uniprot数据库筛选槲皮素对应的作用靶点。通过TCMIP V2.0、TCMSP、TTD、DrugBank、CTD和DisGeNET数据库得到与AD发病机制相关的靶点,并与槲皮素作用靶点进行映射,将得到的交集靶点作为槲皮素治疗AD的靶点。通过String数据库、CytoNCA和MCODE插件对槲皮素治疗AD的靶点进行各蛋白之间的相互作用研究,作用强的靶点为槲皮素治疗AD的关键靶点。将槲皮素治疗AD的靶点通过Cytoscape 3.8.2软件的ClueGO插件和DAVID数据库进行GO和KEGG信号通路富集分析。用蛋白印迹法(Western blotting)和实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)对预测的通路进行初步验证。结果筛选出与槲皮素作用的靶点有230个,与442个AD疾病靶点重合的靶点有43个,该靶点涉及多个生物学过程和54条信号通路。通过聚类分析和网络拓扑参数,得到槲皮素治疗AD的6个关键靶点,包括糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK3β)、血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A,VEGFA)、淀粉样βA4蛋白(amyloidβA4 protein,APP)、磷脂酰肌醇3-激酶调节亚单位α(phosphatidylinositol 3-kinase regulatory subunitα,PIK3R1)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、胰岛素样生长因子Ⅱ(insulinlike growth factorⅡ,IGF2)和转化生长因子β1(transforming growth factor beta-1,TGFβ1);细胞实验结果表明,槲皮素可提高AD细胞模型中的蛋白激酶B(protein kinase B,AKT),GSK-3βmRNA水平,与调控AKT/GSK-3β通路的磷酸化有关。结论槲皮素可增强损伤神经细胞的稳定性、改善细胞膜的通透性,从而稳定细胞内环境。该作用可能与槲皮素提高AD细胞模型中的AKT、GSK-3β等mRNA水平,调控AKT/GSK-3β通路的磷酸化有关。

基于网络药理学及分子对接探索金花清感颗粒辅助治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)活性成分研究

目的:通过网络药理学及分子对接探寻金花清感颗粒治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的活性成分及其作用机制。方法:通过TCMSP、TCMID和BATMAN-TCM数据库检索金花清感颗粒中5种中药的成分及其作用靶点。再通过ADME(吸收、分布、代谢和排泄)参数筛选活性成分,并通过PubChem、Chemical Book、ChemDraw软件对成分进行结构确定,进行分子对接配体的构建。2019-nCoV-Mpro和ACE2作为分子对接的受体,用AutoDock软件进行分子对接。同时能与2019-nCoV-Mpro和ACE2结合的活性成分及其作用靶点通过Cytoscape 3.7.1软件构建中药-活性成分-作用靶点网络,通过String数据库对作用靶点进行蛋白相互作用分析,并得到潜在的靶点。此潜在的靶点通过ClueGO插件进行基因功能和DAVID数据进行KEGG信号通路分析。结果:分子对接结果显示金花清感颗粒中山柰酚、黄芩素和千层纸黄素A等主要活性成分与2019-nCoV-Mpro的亲和力与临床推荐化学药相似。中药-活性成分-作用靶点网络包含5个中药、10个活性成分和98个靶点。蛋白相互作用网络中筛选得到69个潜在靶点。GO基因功能分析得到与炎症反应的调节和凋亡信号通路相关基因功能(P≤0.01),KEGG信号通路分析得到PI3K-Akt信号通路和小细胞肺癌等11条信号通路(FDR≤0.01)。结论:金花清感颗粒的山柰酚、黄芩素和千层纸黄素A等活性成分可能通过与ACE2结合作用于PTGS2、BCL2和CASP3等靶点调节多条信号通路,从而可能发挥对COVID-19的治疗作用。

基于网络药理学的血必净注射液干预细胞因子风暴辅助治疗重症新型冠状病毒肺炎的潜在机制研究

2019年12月底于我国湖北省武汉市爆发新型冠状病毒肺炎(COVID-19),截止2020年4月30日,我国共确诊病例8万余,全球已确诊病例300余万,其传染性强,传播迅速广泛,引起了国内外高度关注。重症患者可因“细胞因子风暴”在中低热甚至无明显发热病程中快速进展为急性呼吸窘迫综合征、多器官衰竭等严重并发症。目前在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》中要求加强中西医结合,中西医结合治疗也收到了积极效果。本文运用网络药理学方法探讨血必净注射液辅助治疗重症COVID-19与干预细胞因子风暴密切相关的作用路径和潜在的机制靶点,有望对现有的诊疗方案中药临床应用做有益补充,发挥抗击疫情的重要作用。

寒喘祖帕颗粒治疗毛细支气管炎的活性成分、靶基因筛选和生物学功能分析

目的筛选寒喘祖帕颗粒治疗毛细支气管炎的活性成分、活性成分靶基因,探讨寒喘祖帕颗粒治疗毛细支气管炎靶基因的生物学功能及相关信息通路。方法通过TCMSP数据库收集寒喘祖帕颗粒包含9味共有靶基因药材的成分,通过ADME参数(OB≥30、BBB≥0.3、Caco-2≥-0.4)筛选其可能的活性成分及其靶基因。利用Cytoscape软件构建药材-活性成分-靶基因网络,利用CTD、TTD、DiSGeNET和DrugBank等数据库获取毛细支气管炎发病相关的靶基因,并通过STRING数据库筛选(Score≥0.9)其相关靶基因之间相互作用强大的靶基因作为毛细支气管炎发病相关主要靶基因。将寒喘祖帕颗粒活性成分靶基因与毛细支气管炎发病相关特异性靶基因进行交集,得到寒喘祖帕颗粒及毛细支气管炎共有的潜在靶基因。利用Cytoscape软件构建药材-潜在活性成分-潜在共有靶基因网络,最后对潜在共有靶基因通过DAVID数据库进行基因本体功能(GO)和KEGG信号通路分析。结果寒喘祖帕颗粒9味药材共收集到240个成分,ADME筛选得到β-谷甾醇、槲皮素、木犀草素、柠檬烯、咖啡酸、β-胡萝卜素、山奈酚、茴脑、HEX、Heptan、(L)-alpha-Terpineol、3-methylhexane和齐墩果酸等14个活性成分及197个活性成分靶基因。筛选得到419个毛细支气管炎发病相关靶基因,214个毛细支气管炎发病相关主要靶基因,50个寒喘祖帕颗粒-毛细支气管炎共有的潜在靶基因。50个潜在靶基因相关生物学功能主要参与炎症反应、免疫反应、凋亡过程等10个和主要信号通路有JAK/STAT信号通路、NOD样受体信号通路和TNF信号通路等21条。结论寒喘祖帕颗粒9味药材共收集到14个活性成分β-谷甾醇、槲皮素等及其197个靶基因,寒喘祖帕颗粒-毛细支气管炎共有潜在靶基因50个。药物疾病共有潜在靶基因主要参与炎症反应、免疫反应、凋亡过程等生物学功能,主要信号通路有JAK/STAT信号通路、NOD样受体信号通路和TNF信号通路等。

新疆榅桲抗动脉粥样硬化“多成分-多靶点”作用机制的网络药理学研究

本文通过网络药理学方法研究新疆榅桲活性成分其作用靶点,并构建成分-靶点-通路网络探讨其抗动脉粥样硬化多成分-多靶点-多通路的作用机制。本文从不同数据库收集得到10个与动脉粥样硬化相关的主要活性成分,预测得到10个主要作用靶点,调控了血管平滑肌细胞增殖、白脂肪细胞分化等生物学功能,参与了PPAR等信号通路,体现了新疆榅桲多成分、多靶点、多通路的作用特点,为阐述其抗动脉粥样硬化的作用机制提供科学依据。

基于ADME和“Lipinski规则”的金叶败毒颗粒辅助治疗新型冠状病毒肺炎的活性成分研究

利用中药网络药理学与分子对接初步探究金叶败毒颗粒的活性成分及其靶点与新型冠状病毒肺炎(COVID-19)之间的关联。开放数据库检索的金叶败毒颗粒成分,通过ADME和Lipinski规则筛选得到47个活性成分及其对应的128个靶点,并与GeneCards数据库获取的251个COVID-19相关基因进行交集,得到20个潜在靶点,20个潜在靶点用DAVID数据库分析得到256条基因功能信息和67条信号通路(FDR≤0.01)。用Cytoscape3.7.1软件分析及可视化,得到PTGS2、PTGS1、NOS3、PPARG和NOS2等核心靶点。5个核心靶点与47个活性成分通过AutoDock软件进行对接,并预测了山奈酚、甘草酚和靛玉红等药效物质基础,期待本结果能为进一步确证金叶败毒颗粒抗COVID-19有效成分和作用机制提供帮助。

新疆祖卡木颗粒活性成分防治新型冠状病毒肺炎的整合药理学和网络药理学研究

基于中医药整合药理学、网络药理学及分子对接技术探寻祖卡木颗粒的活性成分防治新型冠状病毒肺炎(COVID-19),探讨其治疗COVID-19的可能的机制。祖卡木颗粒的10味中药借助于开放的4大数据库进行检索,并通过ADMET水平筛选得到48个候选成分。将候选成分通过预处理,作为做分子对接的配体。2019-nCoV-Mpro和ACE2作为做分子对接的受体,用AutoDock软件进行分子对接。能与2019-nCoV-Mpro和ACE2受体之间具有较好结合活性的成分有16个,其中木犀草素、毛纲草酚、大黄酸、芒丙花素、山奈甲黄素、半甘草异黄酮B、异鼠李素、洋芫荽黄素、山奈酚和槲皮素等10个活性成分满足score≥0.8的要求,并获取PIK3CG、AKT1和CDK6等91个核心靶标。核心靶标涉及226个GO和53条信号通路。祖卡木颗粒通过多成分,“神经-内分泌-免疫”多层面,多通路发挥对COVID-19的作用,为中医药-民族药进一步的药效物质基础和作用机理研究以及临床应用提供了理论依据。

新疆祖卡木颗粒干预新冠肺炎细胞因子风暴机制的网络药理学研究

目的通过网络药理学研究祖卡木颗粒成分、靶点、通路和生物学功能,初探其抗新型冠状病毒的作用机制。方法运用在线数据库获取祖卡木颗粒的主要活性成分及对应靶点,并利用CTD和DiSGeNET数据库获取新冠肺炎的疾病靶点。药物与疾病靶点去映射,用Cytoscape软件草药-成分-靶点多维网络,并用其ClueGO插件对映射的靶点进行基因功能富集和信号通路分析。结果筛选得到槲皮素、山柰酚、木犀草素、芦荟大黄素、甘草查尔酮A和异鼠李素等98个活性成分及其白介素、丝裂原活化蛋白激酶、趋化因子、γ-干扰素以及肿瘤坏死因子等222个靶点。疾病靶点有621个,药物与疾病靶点取交集得到88个潜在靶点。GO生物学功能富集得653个和KEGG通路富集得110条与COVID-19相关(P<0.005),涉及癌症和病毒相关的信号通路以及Toll样受体信号通路、细胞凋亡、IL-17信号通路和VEGF信号通路等炎症反应和免疫系统。结论从多维可视化网络角度分析来看,新疆祖卡木颗粒通过其多成分-多靶点来调控机体的病毒感染和免疫炎症反应。祖卡木颗粒针对新冠肺炎的病毒复制和细胞因子风暴具有显著的调节作用。本研究从一个方面阐明了以新疆祖卡木颗粒抗新冠病毒的作用机制,并为后期研究提供了理论依据。

蒲地蓝消炎口服液活性成分作用机制的网络药理学研究

目的通过网络药理学方法研究蒲地蓝消炎口服液的潜在成分、作用靶点及其作用机制,探讨其多成分-多靶点-多通路的作用机制。方法利用已公开的数据库中收集蒲地蓝消炎口服液的潜在成分,并预测和筛选潜在成分的潜在靶点,并构建"草药-潜在成分-潜在靶点"。然后对潜在靶点进行基因功能富集分析、通路分析及其相关疾病分析,并构建"潜在靶点-通路-疾病"网络结构来阐明蒲地蓝消炎口服液治疗多种疾病的作用机制。结果与结论筛选出了蒲地蓝消炎口服液的22个潜在成分,经过草药-成分-靶点网络分析,发现22个潜在成分通过12条主要信号通路作用于RXRA、AR、NCOA2和HSP90AA1等15个潜在靶点。从而发挥治疗感染、银屑病、手足口病和癌症的作用。体现了蒲地蓝消炎口服液多成分、多靶点的作用特点,为阐述其治疗疾病的作用机制提供科学依据。

基于网络药理学探析复方麦孜彼子口服液治疗慢性非细菌性前列腺炎的作用机制

目的基于网络药理学研究方法,探析麦孜彼子口服液对慢性非细菌性前列腺炎的治疗机制,系统的阐述麦孜彼子口服液多成分-多靶点-多通路的作用。方法首先,拆分麦孜彼子口服液复方,采用ADME方法筛选复方包含的4味草药的活性成分及相应的候选靶蛋白。其次,用CTD数据库筛选与前列腺炎相关的潜在靶蛋白及将潜在靶蛋白通过Uniprot数据库进行基因转换。再次,将潜在的基因上传到GeneMANIA数据库分析各基因之间的关系,然后GO和DAVID 6.8数据库进行通路分析。最后,利用Cytoscape3.6.0软件构建了复方-成分-靶点-通路网络。结果与结论复方麦孜彼子口服液治疗慢性非细菌性前列腺炎的活性涉及槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、β-胡罗卜素、维生素E、花青素、异欧前胡素、藏花酸、豆甾醇和桑色素等10个活性成分,VCAM1、BCL2、PTGS2、PPARG和CASP3等57个潜在靶点和与人体识别病原体、神经、内分泌和人体的代谢密切相关的18个主要信号通路,从而构成"多成分-多靶点-多通路"的网络结构。本研究从网络角度系统的概述复方麦孜彼子治疗慢性非细菌性前列腺炎的作用机制,并为今后传统医药中其他复方制剂的研究提供了一个范例。

黄连解毒汤抗新型冠状病毒肺炎的“中药-成分-靶点”调控网络研究

目的利用中药网络药理学和分子对接技术探寻黄连解毒汤辅助治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的活性成分及其作用机制。方法基于在线数据库检索黄连解毒汤的黄连、黄芩、黄柏和栀子4味药材的化学成分及其对应的靶点。再通过ADME参数筛选其活性成分,并对成分进行3D结构确证,建立分子对接的配体。以3C样蛋白酶(3CLpro)和血管紧张素转化酶Ⅱ(ACE2)作为分子对接的受体,用AutoDock软件进行分子对接。并将能与3CLpro结合的成分及其对应的靶点通过Cytoscape 3.7.1软件构建“中药-活性成分-潜在靶点”多维网络。最终运用DAVID 6.8数据库进行基因本体分析(GO)和京都基因和基因组百科全书信号通路(KEGG)功能富集分析。结果筛选出71个活性成分,其中山柰酚、黄芩素和千层纸黄素A等11个活性成分与3CLpro和ACE2具有一定的结合能力。“中药-活性成分-潜在靶点”网络包含11个活性成分和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚单位γ亚型(PIK3CG)、α-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)等202个靶点。GO功能富集分析得到651条目生物过程、144条目分子功能、71条目细胞组分。KEGG功能富集分析得到130条信号通路[错误发现率(FDR)≤0.01],其中有病毒最为相关的磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路和病毒天然免疫应答相关的信号通路(Toll样受体信号通路)以及肺部最为相关的小细胞肺癌和非小细胞肺癌。结论黄连解毒汤活性成分可能通过与ACE2结合作用于PIK3CG和Akt1等靶点,减轻氧化应激和炎症作用,调节多种信号通路,从而起到抵抗新型冠状病毒的作用。

祖卡木颗粒活性成分作用机制的网络药理学研究

目的通过网络药理学研究复方祖卡木颗粒活性成分,作用靶点及其作用机制。方法已报道的文献及数据库中收集祖卡木颗粒活性成分,并预测和筛选活性成分的作用靶点,对靶点进行蛋白相互作用分析、功能富集分析以及通路分析,构建"成分-靶点""靶点-通路"和"通路-疾病"网络结构来研究祖卡木颗粒对疾病的作用机制。结果筛选出了祖卡木颗粒的13个活性成分,经过成分-靶点-通路网络分析,发现13个活性成分通过38条主要信号通路作用于44个核心靶点,而作用于中枢神经系统疾病、哮喘、流感和头疼等。

基于网络药理学探讨新疆罗勒治疗阿尔兹海默症的作用机制

目的通过网络药理学探究罗勒(Ocimum basilicum L.)活性成分其作用靶点,并探讨其治疗阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)的作用机制。方法按照本课题组前期研究结果,收集罗勒的活性成分及其作用靶点,与AD发病机制相关的靶点进行交集,并进行蛋白-蛋白相互作用分析、基因功能和信号通路富集分析。最终,通过以Aβ25-35诱导海马神经元细胞HT22建立阿尔兹海默病体外模型,对罗勒活性成分进行实验验证。结果罗勒收集槲皮素和杨梅苷等15个活性成分及其528个作用靶点,与575个AD发病机制相关的靶点进行交集得到118个靶点。蛋白-蛋白相互作用得到31个潜在靶点,潜在靶点参与257条基因功能与100条信号通路。结论罗勒的活性成分可能作用于PI3K-Akt信号通路、阿尔兹海默症信号通路和TNF信号通路等,改善细胞损伤、细胞膜的通透性以及抑制细胞凋亡,从而达到治疗AD的目的,体现了新疆罗勒多成分、多靶点、多通路的作用特点,为阐述其治疗AD的作用机制提供科学依据。

响应面法优化喀什小檗果实花色苷的超声辅助提取工艺

目的通过响应面法优化喀什小檗果实花色苷的超声辅助提取工艺。方法在单因素实验的基础上,选择乙醇体积分数、料液比、超声时间及盐酸体积分数为自变量,以喀什小檗果实花色苷的提取含量为响应值,采用Box-Behnken设计实验及响应面法优化喀什小檗果实花色苷的超声提取工艺。结果最佳提取工艺为:乙醇体积分数为55%,料液比为1∶20,超声时间为55 min,超声温度为40℃,超声功率为500 W,盐酸体积分数为0.7%,在此条件下喀什小檗果实花色苷的提取含量为7.654 mg·g^-1,与理论值7.569 mg·g^-1接近。结论响应面法优化所得提取工艺参数科学合理、切实可行,可用于喀什小檗果实花色苷的提取。

基于分子对接及网络药理学初探马齿苋抗骨质疏松症“多成分-多靶点”的分子机制

目的通过网络药理学及分子对接探讨马齿苋抗骨质疏松症(OP)的分子机制。方法首先,通过文献检索和在线数据库获取马齿苋成分,并通过ADME参数筛选其活性成分及其作用靶点;其次,通过疾病靶点数据库获取OP疾病靶点,将药物与疾病靶点进行映射得到潜在靶点。潜在靶点DAVID数据库进行基因功能和信号通路富集分析。然后,利用AutoDock软件对活性成分与潜在靶点进行初步的分子对接验证。最终,利用Cytoscape软件构建“草药-成分-靶点-信号通路”多维网络图。结果通过ADME筛选得到槲皮素、山柰酚和β-谷甾醇等8个活性成分及其前列腺素G/H合酶2(PTGS2)和前列腺素G/H合酶1(PTGS1)等208个作用靶点。筛选得到的OP疾病靶点195个,与马齿苋靶点进行映射得到32个潜在靶点。32个潜在靶点共涉及到19个生物学过程和破骨细胞分化信号通路、甲状腺激素信号通路以及Toll样受体信号通路等11条信号通路(FDR≤0.01)。结论经多维网络分析,马齿苋可能通过多成分-多靶点调控NO产生的炎症反应,直接或间接参与雄激素受体(AR)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG)和孕酮受体(PGR)信号通路来调控破骨细胞分化,为马齿苋抗OP的机制研究提供新思路。

基于整合药理学研究参麦注射液治疗心力衰竭的生物作用机制

本文利用中医药整合药理学研究平台(TCMIP V2.0)视角,探索参麦注射液治疗心衰的作用机制,借助于本平台的分析功能,构建参麦注射液治疗心衰的"中药-化学成分-核心靶标-关键通路"多维网络,从不同的角度探索参麦注射液干预心衰的潜在分子机制。在TCMIP V2.0分析参麦注射液治疗心衰的分子机制研究结果表明,参麦注射液干预心衰的化学成分主要集中在人参皂苷和麦冬皂苷类化合物。药物与疾病的共有核心靶标包括钠/钾离子转运ATP酶α1肽(ATP1A1)、肿瘤坏死因子(TNF)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚单位,γ亚型(PIK3CG)。涉及cAMP信号通路、雌激素信号通路、TNF信号通路和心肌细胞肾上腺素能信号转导。

基于网络药理学预测新疆榅桲主要活性成分对非小细胞肺癌的治疗作用及作用靶点

目的:通过网络药理学方法预测新疆榅桲主要活性成分对非小细胞肺癌的治疗作用及多成分-多靶点-多通路的作用机制。方法:从不同开源数据库收集新疆榅桲的活性成分,预测和筛选其作用靶点及信号通路,构建成分-靶点-通路网络以预测新疆榅桲活性成分治疗非小细胞肺癌的作用及作用机制。结果:从新疆榅桲中筛选出11个主要活性成分,预测得到CYP1A1,CYP1A2,CYP1B1和PTGS2等主要作用靶点,GO功能富集分析得到调控花生四烯酸代谢和不饱和脂肪酸代谢等主要生物过程,KEGG功能富集分析得到芳香烃受体信号通路等主要信号通路。结论:新疆榅桲活性成分可能通过作用于CYP1A1,CYP1A2,CYP1B1和PTGS2靶点,调控花生四烯酸代谢和不饱和脂肪酸代谢,并通过调节芳香烃受体信号通路而发挥作用,从而对非小细胞肺癌有治疗作用。

马齿苋治疗细菌性痢疾作用机制的网络药理学研究

目的基于网络药理学方法对马齿苋治疗细菌性痢疾的活性成分及作用机制进行分析,探讨多成分-多靶点-多通路的网络关系。方法从TCMSP、TCMID、BATMAN-TCM数据库获取马齿苋的成分,并通过TCMSP数据库的药物动力学参数筛选其活性成分及获取其作用靶点的信息。通过CTD、TTD、DiSGeNET和DrugBank这4大数据库获取细菌性痢疾相关靶点,并通过String数据库筛选其细菌性痢疾特异性主要靶点。将马齿苋靶点与细菌性痢疾靶点进行映射,得到马齿苋作用于细菌性痢疾的预测靶点。预测的共有靶点利用Cytoscape3.7.1软件构建网络,并通过DAVID数据进行GO基因功能和KEGG信号通路分析。结果马齿苋的山奈酚、槲皮素、木犀草素、β-胡萝卜素和β-谷甾醇等成分主要通过肿瘤坏死因子(TNF)信号通路作用于TNF、环加氧酶2(PTGS2)和白细胞介素-1β(IL-1β)等潜在靶点而发挥治疗细菌性痢疾的作用。结论马齿苋可能通过减轻肠黏膜损伤和抑制肠道炎性反应而发挥治疗细菌性痢疾的作用。