基于生信分析与实验验证探讨黄芩素改善癫痫后认知障碍的分子机制

目的:采用网络药理学与实验验证研究黄芩素(Baicalein)对癫痫后认知障碍小鼠模型谷氨酸代谢水平的影响,探讨其防治癫痫后认知障碍的作用机制。方法:基于文献检索与网络药理学分析,应用STRING、DAVID在线平台与Cytoscape 3.8.2软件构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,京都基因和基因组百科全书(KEGG)信号通路和基因本体论(GO)功能富集分析。利用分子对接技术预测Baicalein与GRIA2、SLC1A1和SLC1A2基因之间的结合力。体内实验:40只雄性C57BL/6J小鼠随机分为Model组、Baicalein组、VPA组和Baicalein+VPA组,每组10只。给予相应干预后检测小鼠海马组织的炎性浸润情况与SLC1A1、SLC1A2的表达水平变化。体外实验:CHO-GRIA2细胞灌注不同剂量的Baicalein,观察其电流变化。结果:PPI网络中发现兴奋性氨基酸载体1(SLC1A1)、兴奋性氨基酸转运体2(SLC1A2)等40个靶点。KEGG与GO富集分析发现谷氨酸能突触、尼古丁成瘾、离子型谷氨酸受体信号通路、AMPA谷氨酸受体活性、突触后致密膜等与谷氨酸强相关的信号通路。分子对接结果表明,Baicalein与GRIA2、SLC1A1、SLC1A2基因具有较强的结合亲和力。给药后,与Model组比较,Baicalein组与Baicalein+VPA组海马组织炎性浸润率显著降低,各给药组SLC1A1与SLC1A2水平显著升高。CHO-GRIA2灌注1、5、10、20、50μmol/L不同剂量的Baicalein后,其抑制作用逐渐增强,IC50为9.353μmol/L。结论:Baicalein可通过上调谷氨酸转运体SLC1A1和SLC1A2的表达,降低GRIA2受体的表达,改善癫痫后认知障碍的海马炎性浸润情况。

基于网络药理学和实验验证探究胆南星对癫痫的作用机制

本研究采用网络药理学方法和膜片钳技术探究胆南星(Arisaema cum Bile)对癫痫(epilepsy)的作用机制。采用TCMSP数据库和文献挖掘获得胆南星的成分及靶点,通过GeneCards和OMIM数据库检索癫痫疾病靶点。应用STRING、DAVID在线平台进行蛋白互作(protein-protein interaction)、KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信号通路和GO (Gene Ontology)基因功能富集分析。利用Cytoscape 3.7.2软件构建“中药-成分-靶点-通路-疾病”拓扑分析网络。动物实验已获得河北医科大学实验动物福利伦理委员会批准。网络药理学结果发现鹅去氧胆酸(chenodeoxycholic acid, CDCA)、去氧胆酸(deoxycholic acid)和β-谷甾醇(β-sitosterol)等9个有效成分,及其相应的5-羟色胺转运体(5-hydroxytryptamine transporter)、GABA_(A)受体α2亚型(gamma-aminobutyric acid receptor type A subunit alpha2)和乙酰胆碱受体α-7亚型(neuronal acetylcholine receptor subunit alpha-7)等22个关键靶点。信号通路和基因功能富集分析结果涉及5-羟色胺能突触(serotonergic synapse)、GABA能突触(GABAergic synapse)和离子跨膜转运(ion transmembrane transport)等神经元兴奋性调节相关的通路。脑片电生理实验结果证明, β-谷甾醇和CDCA可抑制小鼠海马CA1锥体神经元动作电位(action potential),影响动作电位的基强度(rheobase)、发放延迟(delay)和去极化时程(depolarization duration),联合应用的抑制作用更加显著。本研究从网络药理学的角度结合电生理实验初步探讨了胆南星治疗癫痫的多成分、多靶点和多途径机制,为胆南星的进一步研究提供了思路。