基于网络药理学探讨桂枝甘草汤(Guizhi Gancao Decoction,GGD)对心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury,MI/RI)大鼠的保护作用及可能的药理机制。首先通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Med...基于网络药理学探讨桂枝甘草汤(Guizhi Gancao Decoction,GGD)对心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury,MI/RI)大鼠的保护作用及可能的药理机制。首先通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、SwissTargetPrediction数据库和文献检索获取GGD抗MI/RI的化学成分及作用靶点,采用STRING数据库和Cytoscape 3.7.2软件对交集靶点进行蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络分析,对核心靶点进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,并构建“药物-核心成分-靶点-通路”网络,采用AutoDock Vina软件对主要活性成分与关键靶点进行分子对接验证。然后构建MI/RI大鼠模型,观察大鼠心肌梗死面积变化,苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)检测心肌细胞病理和超微结构改变,蛋白免疫印迹(Western blot,WB)检测心肌组织相关蛋白表达。从GGD中筛选得到75个活性成分,对应318个治疗MI/RI靶点。PPI筛选得到肿瘤蛋白p53基因(tumor protein p53,TP53)、丝氨酸/苏氨酸激酶3(serine/threonine kinase 1,AKT1)、信号传导及转录激活蛋白(signal transducer and activator of transcription,STAT3)、非受体酪氨酸激酶(non-receptor tyrosine kinase,SRC)、丝裂原活化蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase 1,MAPK1)、丝裂原活化蛋白激酶3(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)等46个核心靶点。GO和KEGG富集分析得知,核心靶点主要影响细胞增殖和迁移、信号转导、细胞凋亡、转录过程,涉及癌症、糖尿病并发症中的高级糖基化终末产物-受体(advanced glycation end products-receptor,AGERAGE)、MAPK等信号通路。分子对接结果显示,GGD核心成分肉桂醛、儿茶素和甘草查尔酮A与MAPK1、MAPK3等核心靶点均具有较好的结合活性。动物实验结果显示,GGD能够显著减少心肌梗死面积,提高MI/RI大鼠超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平,同时降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)、乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LDH)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzymes,CK-MB)水平;HE染色和TEM结果显示,模型组大鼠经GGD预处理后心肌细胞结构恢复正常,病理状态和线粒体超微结构损伤有所改善,且两药合用效果优于单用。WB结果显示GGD可显著下调心肌组织c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、酪氨酸磷酸蛋白激酶(tyrosine phosphoprotein kinase,p38)和上调细胞外调节蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)蛋白的磷酸化水平。结果表明,GGD可能通过桂枝、甘草的协同作用调控MAPK信号通路,发挥抗MI/RI作用。展开更多
文摘基于网络药理学探讨桂枝甘草汤(Guizhi Gancao Decoction,GGD)对心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury,MI/RI)大鼠的保护作用及可能的药理机制。首先通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、SwissTargetPrediction数据库和文献检索获取GGD抗MI/RI的化学成分及作用靶点,采用STRING数据库和Cytoscape 3.7.2软件对交集靶点进行蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络分析,对核心靶点进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,并构建“药物-核心成分-靶点-通路”网络,采用AutoDock Vina软件对主要活性成分与关键靶点进行分子对接验证。然后构建MI/RI大鼠模型,观察大鼠心肌梗死面积变化,苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)检测心肌细胞病理和超微结构改变,蛋白免疫印迹(Western blot,WB)检测心肌组织相关蛋白表达。从GGD中筛选得到75个活性成分,对应318个治疗MI/RI靶点。PPI筛选得到肿瘤蛋白p53基因(tumor protein p53,TP53)、丝氨酸/苏氨酸激酶3(serine/threonine kinase 1,AKT1)、信号传导及转录激活蛋白(signal transducer and activator of transcription,STAT3)、非受体酪氨酸激酶(non-receptor tyrosine kinase,SRC)、丝裂原活化蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase 1,MAPK1)、丝裂原活化蛋白激酶3(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)等46个核心靶点。GO和KEGG富集分析得知,核心靶点主要影响细胞增殖和迁移、信号转导、细胞凋亡、转录过程,涉及癌症、糖尿病并发症中的高级糖基化终末产物-受体(advanced glycation end products-receptor,AGERAGE)、MAPK等信号通路。分子对接结果显示,GGD核心成分肉桂醛、儿茶素和甘草查尔酮A与MAPK1、MAPK3等核心靶点均具有较好的结合活性。动物实验结果显示,GGD能够显著减少心肌梗死面积,提高MI/RI大鼠超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平,同时降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)、乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LDH)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzymes,CK-MB)水平;HE染色和TEM结果显示,模型组大鼠经GGD预处理后心肌细胞结构恢复正常,病理状态和线粒体超微结构损伤有所改善,且两药合用效果优于单用。WB结果显示GGD可显著下调心肌组织c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、酪氨酸磷酸蛋白激酶(tyrosine phosphoprotein kinase,p38)和上调细胞外调节蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)蛋白的磷酸化水平。结果表明,GGD可能通过桂枝、甘草的协同作用调控MAPK信号通路,发挥抗MI/RI作用。
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