补阳还五汤干预脑缺血大鼠视束损伤的作用及关键药理途径的生物信息学分析

目的 观察补阳还五汤干预脑缺血大鼠视束损伤的作用,并探讨补阳还五汤干预脑缺血视束损伤的有效成分、核心靶点及调控机制。方法 采用线栓法制备右侧大脑中动脉栓塞致脑缺血的大鼠模型。将24只SD雄性大鼠随机分为假手术组、模型组和补阳还五汤组(16.1 g/kg),每组各8只,连续灌胃30 d。采用横向弛豫时间定量成像(T2 mapping)检测视束损伤,弥散张量成像(DTI)结合弥散张量纤维束成像(DTT)分析视束微结构的改变。采用TCMSP、PubMed和中国知网数据库获取补阳还五汤有效成分及对应靶点,基于GeneCards、OMIM、DisGeNET、DrugBank数据库筛选缺血性视束神经损伤相关靶点,导入Cytoscape软件绘制活性成分-治疗靶点网络,运用STRING数据库构建蛋白互作网络(PPI),并进行蛋白簇聚类分析,基于Metascape数据库对核心蛋白簇进行KEGG通路分析。结果 T2 mapping显示,与假手术组相比,模型组大鼠视束区域rT2值升高(P<0.01);与模型组相比,补阳还五汤组大鼠视束区域rT2值降低(P<0.01)。DTI结果显示,与假手术组比较,模型组大鼠及补阳还五汤组大鼠视束区域rFA值降低(P<0.01),rAD、rRD值增高(P<0.01);与模型组比较,补阳还五汤组大鼠视束区域rFA值升高(P<0.01),rAD、rRD值降低(P<0.01)。DTT结果显示,与假手术组比较,模型组与补阳还五汤组大鼠视束区域神经纤维的相对平均纤维束长度和密度均降低(P<0.05,P<0.01);与模型组相比较,补阳还五汤组大鼠视束区域神经纤维相对平均纤维束长度和密度均增加(P<0.05,P<0.01)。从补阳还五汤中筛选到与缺血性视束损伤相关的56个活性成分和400个潜在有效靶点,主要活性成分为黄芪甲苷Ⅳ、芍药苷和阿魏酸等,PPI核心基因为AKT1、TNF、TP53、CASP3、JUN等,PPI核心蛋白簇通过KEGG通路功能富集得到9条相关信号通路,在神经元、星型胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞中调控多种生物过程和分子功能,主要涉及磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)信号通路、Toll样受体信号通路等,涉及细胞凋亡、能量代谢及炎性因子激活等重要生理生物过程。结论 补阳还五汤可减轻脑缺血大鼠视束神经损伤,促进视束超微结构损伤后的重塑,其干预缺血性视束损伤的作用可能是通过调控PI3K-Akt、丝裂原活化蛋白激酶、肿瘤坏死因子等多条信号通路影响神经元及胶质细胞功能来实现的。