三七治疗骨关节炎机制:基于UHPLC-QE-MS、网络药理学及分子动力学模拟

背景:课题组前期研究发现三七能够修复骨细胞的形态结构,对于治疗骨关节炎具有良好的应用前景,但目前对于三七的具体作用机制尚不清楚。目的:采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography-Q exactive-mass spectrometry,UHPLC-QE-MS)技术鉴定三七的主要成分,并结合网络药理学、分子对接和分子动力学模拟探究三七治疗骨关节炎的作用机制。方法:利用UHPLC-QE-MS技术鉴定三七的主要成分后,运用TCMSP数据库筛选活性成分,通过TCMSP和Uniprot数据库查找活性成分靶点,通过疾病数据库筛选骨关节炎靶点。在药物靶点与疾病靶点取交集后,导入STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作网络筛选关键靶点,通过“活性成分-作用靶点”网络筛选关键活性成分。再对关键靶点进行富集分析,并对关键活性成分和关键靶点进行分子对接验证,最后选取结合能最低的结果进行分子动力学模拟。结果与结论:①在三七溶液中共鉴定出57种活性成分,成分靶点与疾病靶点交集50个,关键活性成分5个(槲皮素、熊脱氧胆酸、山奈酚、柚皮素和红藻氨酸),关键靶点5个(白细胞介素6、基质金属蛋白酶9、白细胞介素1β、白蛋白和趋化因子配体2);②基因本体功能富集642个条目,其中620个条目代表生物过程,21个条目代表分子功能,1个条目代表细胞成分;京都基因与基因组百科全书通路分析63条通路,主要涉及雌激素信号通路、白细胞介素17信号通路和高糖基化终末产物-高糖基化终末产物受体信号通路;③分子对接显示关键活性成分和关键靶点结合活性良好,分子动力学模拟提示槲皮素和基质金属蛋白酶9间的相互作用稳定;④对三七成分进行了较全面研究,初步阐明了其药效物质基础,预测三七可通过多组分、多靶点、多途径和多通路发挥抗炎、软骨保护和免疫调节作用来治疗骨关节炎。

基于网络药理学的中药复方醒脑治瘫胶囊治疗气虚血瘀型中风的作用机制研究与实验验证

[目的]中药复方醒脑治瘫胶囊在临床上被广泛用于治疗各种气虚血瘀型中风,但其整体药理学的作用机制研究相对较少。本文通过网络药理学、分子对接以及实验验证手段探索醒脑治瘫胶囊的整体药理作用机制。[方法]检索中药系统药理学(TCMSP)数据库和中医药信息数据库(TCM-ID)中醒脑治瘫胶囊各味中药口服生物利用度大于30%,类药性大于0.18的有效化学成分及其对应的作用靶点;在DrugBank、GeneCards、OMIM、TTD等数据库中检索气虚血瘀型中风对应的靶点;使用Cytoscape软件构建醒脑治瘫胶囊中药-活性成分-气虚血瘀型中风潜在靶点网络;使用STRING软件构建蛋白-蛋白相互作用网络;使用DAVID软件进行靶点基因本体(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;使用AutoDock Vina和Discovery Studio Visualizer软件进行分子对接和作用模式分析;评价醒脑治瘫胶囊提取物对氧糖剥夺/复糖复氧(OGD/R)诱导人源性神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)生存率、乳酸脱氢酶(LDH)释放率和网络药理学分析出的部分相关基因的影响。[结果]网络药理学分析显示PTGS2、PTGS1、HSP90AA1、NCOA2、ADRB2、CHRM1等靶点是醒脑治瘫胶囊发挥药效的潜在主要靶点;槲皮素、山柰酚、木犀草素等化合物是醒脑治瘫胶囊发挥药理作用的潜在有效成分。分子对接显示木犀草素与β2-肾上腺素能受体(ADRB2)、槲皮素与环氧合酶-2(PTGS2)、黄芩素与M1受体(CHRM1)、隐丹参酮与环氧合酶-1(PTGS1)具有潜在的结合可能。醒脑治瘫胶囊提取物可剂量依赖性地修复OGD/R对SH-SY5Y细胞的损伤,提高细胞生存率,降低LDH释放率,并能下调OGD/R引起的细胞PTGS2/PTGS1/HSP90AA1基因的mRNA和蛋白的高表达。[结论]网络药理学研究结果、分子对接技术结合实验验证为阐明醒脑治瘫胶囊药效物质基础和整体药理机制提供了新的研究方向。

多光谱法研究二氢杨梅素对胰脂肪酶的抑制作用

藤茶中主要黄酮类物质——二氢杨梅素(DMY)具有多种生物活性,而其降血脂机理鲜有报道。采用紫外光谱研究了DMY对胰脂肪酶(PL)的抑制作用,结合荧光光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱及分子对接模拟法研究了二者之间的相互作用及机理。紫外光谱测得DMY对PL的半抑制浓度为2.6×10^(-4)mol·L^(-1),表明其对PL具有较好的抑制作用,采用Lineweaver-Burk方程得出该抑制剂为竞争性作用,其抑制常数为6×10^(-4)mol·L^(-1);通过Stern-Volmer方程和静态猝灭双对数公式对293和310 K两者互作的荧光光谱计算,结果表明DMY能猝灭PL的自发荧光,荧光猝灭方式为静态猝灭,猝灭常数K_(SV)与温度负相关;结合常数K a与温度正相关,结合位点数n约为1,说明DMY与PL结合并形成稳定的配位复合物;采用Van't Hoff方程求出结合过程中的热力学参数ΔS=0.2014 J·mol^(-1)·K^(-1),ΔH=32.311 kJ·mol^(-1),ΔG小于0,表明两者通过疏水作用力自发结合且放热;由F rster非辐射能量转移理论计算出结合距离r=1.475 nm,说明DMY与PL结合生成复合物时发生了非辐射能量转移;同步荧光光谱结果表明,DMY与PL的相互作用对PL的二级构象发生了明显改变,主要作用于色氨酸(Tyr)附近。紫外光谱进一步揭示DMY可使PL发生π→π跃迁,导致其氨基酸残基的微环境变化;三维荧光光谱显示DMY可使PL两个特征峰(peak1,peak2)分别红移10和5 nm,荧光强度分别下降51.38%和41.93%,证实两者发生疏水作用后PL的微环境极性增大,构象改变;分子对接模拟结果表明,DMY结合位点位于PL中由PHE77、PHE215、TYR114、ILE209、PRO180氨基酸形成的疏水口袋内,其A环C5、B环C4′、C环C3、C环C O的-OH分别与氨基酸HIS263、TYR114、SER152、PHE215形成氢键,与氨基酸LRU213、GLU179、ALA178、THR78产生范德华力。实验数据有助于深入解DMY的降血脂分子作用机制,其独特的结构为天然抑制剂的药物合成和筛选提供了理论依据。

甘草苷抑制破骨细胞分化缓解骨丢失

背景:破骨细胞的骨吸收功能相对或绝对活跃是骨质疏松症的诱因之一,因此,如何抑制破骨细胞形成、降低骨吸收活性是预防和治疗骨质疏松症的重点内容。甘草苷来源于传统中药甘草,对临床骨相关疾病具有治疗作用,但目前关于甘草苷在骨质疏松症方面的研究较少且机制不明。目的:通过体内外实验共同验证甘草苷抑制破骨细胞分化和缓解骨丢失的作用。方法:CCK-8实验检测甘草苷对小鼠来源骨髓巨噬单核细胞是否具有毒性或增殖作用,抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察甘草苷抑制破骨细胞分化情况;通过网络药理学验证甘草苷与破骨细胞分化相关蛋白结合的亲和力大小;RT-PCR和Western blot实验检测甘草苷对破骨细胞相关特异性蛋白和基因表达以及相关信号通路的抑制作用;最后通过C57BL/6J小鼠骨质疏松模型验证甘草苷缓解骨丢失的作用。结果与结论:甘草苷在浓度20μmol/L及以下时能够起到抑制破骨细胞形成和分化的作用,同时与破骨细胞相关特异性蛋白如活化T细胞核因子c1、组织蛋白酶K、c-Fos、基质金属蛋白酶9具有较高的亲和力,能够降低上述基因和蛋白的相对表达水平,甘草苷也能够在干预第15,30,45,60分钟时有效降低MAPK信号通路中JNK的磷酸化表达水平,同时在第60分钟时能够挽救核因子κB信号通路中IκB-α的降解现象,体内实验证明甘草苷能够缓解由破骨细胞引起的骨质丢失现象,改善骨小梁相关参数。结果表明:甘草苷能抑制破骨细胞分化和缓解骨丢失,从而起到抗骨质疏松症的作用。

金顶侧耳麦角硫因对胰脂肪酶的抑制作用

为探究金顶侧耳麦角硫因的降脂作用机理,采用酶动力学、紫外吸收、内源荧光、同步荧光、三维荧光等多光谱和分子对接技术研究了其与胰脂肪酶之间的相互作用。结果表明:金顶侧耳麦角硫因对胰脂肪酶具有可逆非竞争型抑制作用,其半抑制浓度为15.29 mg/mL。紫外光谱显示随着加样浓度的升高,胰脂肪酶的肽键C=O基团产生π→π*跃迁现象,疏水性减弱,亲水性变强,极性增大。荧光光谱揭示它能改变胰脂肪酶的空间结构,以静态方式有效猝灭其内源荧光,在298 K下结合常数K_(a)达到1.55×10^(3)L/mol,位点数约为1。两者结合的热力学参数焓变ΔH和熵变ΔS分别为-8.57 kJ/mol与2.55 J/(mol·K),主要以氢键与静电作用互作;同步和三维荧光发现,随着样品浓度增加,最大吸收峰分别红移6和3 nm,荧光强度分别下降32.2%和25.6%,进一步证实两者结合使胰脂肪酶分子微环境疏水性减弱,极性增强。分子对接表明,麦角硫因分子可在酶催化活性中心外以氢键、电荷吸引及范德华力结合在残基位点上,从而抑制该酶活性。本研究有助于从分子水平上深入了解金顶侧耳麦角硫因的胰脂肪酶抑制作用,为后续该类食品资源加工提供基础。

木毒蛾钙黏蛋白基因的克隆及其表达与结构特点分析

【目的】探究木毒蛾钙黏蛋白(LxCad)的分子特征、表达量及其与Cry1Ac毒素的分子互作机制,为深入研究Cry毒素受体蛋白提供参考。【方法】以木毒蛾4龄幼虫cDNA为模板,通过RT-PCR技术对LxCad基因进行克隆并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术分析该基因在木毒蛾幼虫不同龄期及不同组织(头、中肠、表皮)中的表达模式;通过毒力测定获得Cry1Ac毒素对木毒蛾2龄幼虫的致死中浓度(LC_(50)),并利用qRT-PCR分析经LC_(50)的Cry1Ac胁迫后LxCad的表达量;对LxCad进行同源建模,并从PDB数据库中下载Cry1Ac 3D模型,利用计算机模拟蛋白-蛋白对接,预测蛋白-蛋白相互作用的氨基酸残基。【结果】克隆获得木毒蛾中肠LxCad基因(GenBank ID:MN380035.1)开放阅读框(ORF)全长序列,全长为5172 bp,编码1723个氨基酸,理论分子质量为194 ku,等电点为4.24;推断出的氨基酸序列包括1个信号肽(SIG)、1个前蛋白区(PRO)、12个Cad重复区(CR)、1个近膜区(MPR)、1个跨膜区(TM)以及1个胞质区(CYT);序列比对和进化树分析表明,LxCad与舞毒蛾的LdCad的一致性最高。qRT-PCR结果表明,LxCad主要分布于木毒蛾幼虫肠道,在5龄幼虫中的表达量最高,在6龄幼虫中次之,低龄幼虫表达量较低;使用Cry1Ac毒素对木毒蛾2龄幼虫进行胁迫后,发现LxCad的表达量相比于对照组显著上调。蛋白-蛋白分子对接分析结果表明,Cry1Ac毒素和LxCad受体中分别有多个氨基酸残基通过氢键相互作用,这些氨基酸残基分别位于PRO、CR8以及CR9中。【结论】木毒蛾LxCad可能是Cry1Ac的潜在受体蛋白。

三种芸香糖苷酶的底物特异性和酶学特征

芸香糖苷类黄酮化合物的水解产物槲皮素、柚皮素、橙皮素具有丰富的生物活性和应用前景。为了探讨不同芸香糖苷酶水解制备槲皮素、柚皮素和橙皮素的特性,选择了Aspergillus niger CBS 513.88的芸香糖苷酶AnRut,Acremonium sp. DSM 24697的αRβD Ⅰ和αRβD Ⅱ进行底物特异性和酶学性质的比较研究。结果表明,三种芸香糖苷酶均只能水解α-1,6连接的芸香糖苷类黄酮化合物,对α-1,2连接的新橙皮糖苷类黄酮化合物无作用。AnRut偏好水解3-O连接的芦丁,αRβD Ⅰ偏好水解7-O连接的芸香柚皮苷和橙皮苷,αRβD Ⅱ对两种类型底物都具有良好的水解活性。分子对接结果表明三种酶与芦丁、芸香柚皮苷和橙皮苷的结合模式不同,三种酶与底物的苷元结构的相互作用差异影响了底物特异性。AnRut最适温度50℃,最适pH4.0,10 mmol/L的β-ME和DTT对AnRut酶活有明显促进作用,相对酶活是未处理酶的223%和242%。αRβD Ⅰ最适温度70℃,最适pH4.0,在酸性条件下对芸香柚皮苷和橙皮苷具有良好的水解活性。αRβD Ⅱ最适温度40℃,最适pH6.0,较适用于中性条件下对三种底物的水解。本研究为应用不同芸香糖苷酶制备槲皮素、柚皮素、橙皮素以及芸香糖苷酶构效关系的后续研究提供了实验和理论依据。

基于网络药理学及动物实验探讨心脉佳制剂抑制高血压心肌肥大的作用机制

目的:通过网络药理学及动物实验探讨心脉佳制剂(XinMaiJia,XMJ)抑制高血压心肌肥大的作用机制。方法:通过检索TCMSP数据库及相关文献报道收集XMJ有效成分及作用靶点;利用Gene Cards、OMIM、Drug Bank数据库筛选高血压心肌肥大靶点;构建中药-活性成分-潜在靶点网络和蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络;使用DAVID软件进行靶点基因本体(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;使用AutoDock软件进行分子对接。建立高血压大鼠(SHR)模型,采用HE染色检测心肌组织形态及细胞肥大情况,Masson染色检测心肌组织胶原沉积表达,蛋白免疫印迹法(Westernblot)检测心肌组织中热休克蛋白(HSP90AA1)、哺乳动物雷帕霉素(mTOR)、过氧化物酶体增殖因子活化受体γ(PPARG)、肿瘤坏死因子(TNF-α)表达情况。结果:共检索到XMJ中潜在活性成分56个,获得高血压心肌肥大相关靶点5492个,核心网络中的靶点按照Degree值进行排名,筛选到4个主要靶点:HSP90AA1、mTOR、PPARG、TNF-α。HE染色结果显示,与正常组比较,SHR组大鼠心肌细胞平均面积显著增加(P<0.05),XMJ组心肌细胞平均面积无显著变化,SHR+XMJ组心肌肥大显著缓解(P<0.05)。Masson染色结果显示,与正常组比较,SHR组大鼠间质纤维化、血管旁纤维化水平明显上升(P<0.01),XMJ则可明显降低SHR组大鼠纤维化水平(P<0.01)。Western blot结果显示,相较于正常组大鼠,SHR组大鼠心肌组织HSP90AA1、PPARG表达下调,mTOR磷酸化下调,TNF-α显著上调(P<0.01);SHR+XMJ组大鼠心肌组织HSP90AA1、PPARG、TNF-α表达恢复至正常水平,mTOR磷酸化恢复正常水平;而XMJ组,相较于正常组大鼠上述指标无明显变化。结论:XMJ抑制高血压心肌肥大的作用机制可能通过多成分-多靶点-多通路的综合作用实现。

Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥促进胫骨大段骨缺损的对接点愈合

背景:Ilizarov骨搬移治疗开放性胫骨大段骨缺损十分有效,但仍有并发症,其中对接点愈合困难是治疗难点之一。目的:探讨Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥对开放性胫骨大段骨缺损术后对接点愈合的影响。方法:选择2010年8月至2022年1月滨州医学院附属医院收治的开放性胫骨大段(骨缺损> 4 cm)骨缺损患者51例,其中28例接受单纯Ilizarov骨搬移治疗(对照组),23例接受Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗(试验组)。统计比较两组患者外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数、骨搬移过程中的目测类比评分、末次随访时的骨缺损肢体功能、对接点愈合及并发症发生情况。结果与结论:(1)51例患者均获得完整随访,平均随访(22.53±5.77)个月,试验组患者外固定时间、骨愈合时间、骨愈合指数、术后感染率及对接点未愈合率均少于对照组(P <0.05),两组二期手术后6个月的目测类比评分、末次随访时的骨缺损肢体功能优良率比较差异无显著性意义(P> 0.05);(2)结果表明,相较于单纯的Ilizarov骨搬移治疗,Ilizarov骨搬移联合抗生素骨水泥治疗可促进开放性胫骨骨折对接点的愈合,提高骨愈合率。

食叶草蛋白的提取工艺及其性质研究

食叶草是一种潜在的优质植物蛋白质来源,该研究旨在优化食叶草蛋白的提取工艺,实现食叶草的高值化利用。本研究采用乙醇预处理结合碱溶酸沉法提取食叶草蛋白,并采用响应面试验对提取工艺进行优化。优化后的最佳工艺条件为:碱溶温度81.12℃,加碱量10.57 g/L,料液比1∶34.04(g∶mL),pH 3.5。在此条件下,食叶草蛋白得率为(63.26±1.01)%,纯度为(81.63±2.35)%。对食叶草蛋白结构特征进行分析,圆二色谱结果显示食叶草蛋白的α-螺旋和无规卷曲含量较高,分别为36.1%和52.5%,这可能表明其表面疏水性较高;荧光光谱显示食叶草蛋白在345 nm出现最大荧光吸收峰,表明其色氨酸残基微环境非极性较强;扫描电镜结果显示食叶草蛋白较为聚集,呈堆积状。通过考察食叶草蛋白的功能性质,发现其在碱性条件下具有良好的溶解性和乳化性,但起泡性较差。该研究将为食叶草蛋白在后续食品工业生产中的应用提供数据支撑。

基于网络药理学和实验验证探讨槲皮素通过p53信号通路抗结直肠癌的作用机制

基于网络药理学、分子对接和体外实验探讨槲皮素通过p53信号通路抗结直肠癌的分子作用机制。借助TCMSP和GeneCards数据库分别获取槲皮素的药物靶点和结直肠癌的疾病靶点,并通过Venn图映射出药物靶点与疾病靶点的共同靶点;借助String数据库及Cytoscape_v3.7.2软件构建PPI网络图,同时进行GO和KEGG富集分析、分子对接及核心靶点的表达量及生存分析;最后通过细胞实验检测细胞的增殖活性、细胞凋亡水平和细胞周期阻滞变化、用药前后核心靶点及p53通路关键蛋白的表达变化。网络药理学结果提示AKT1、TP53为槲皮素抗结直肠癌的核心靶点;GO和KEGG分析筛选出槲皮素主要参与PI3K/Akt、p53信号通路;分子对接表明槲皮素与核心靶点AKT1、TP53具有较强的结合活性,TP53既在结直肠癌组织中高表达,又可影响结肠癌患者的生存预后;细胞实验结果表明槲皮素能抑制HCT-116细胞的增殖,诱导HCT-116细胞发生G 0/G 1期阻滞,促进细胞凋亡。该机制可能调控TP53、AKT1等核心靶点,激活p53信号通路,参与HCT-116细胞的增殖与凋亡,进而起到抗结直肠癌的作用。

鳖蛋黄血管紧张素转化酶抑制肽分离纯化及活性分析

为从鳖蛋黄酶解物中筛选具有血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制活性的肽段,以ACE抑制活性为评价指标,采用超滤和凝胶过滤色谱技术进行分离纯化。采用液相色谱-串联质谱技术对活性组分进行肽段鉴定,借助生物信息学工具进行活性评估。优选预测活性较高的肽段进行合成和活性验证,并用分子对接工具分析活性肽与ACE的相互作用。结果表明,鳖蛋黄菠萝蛋白酶酶解物的水解度为(17.70±0.34)%,抑制ACE的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))值为(0.210±0.019)mg/mL。对酶解产物进行分离纯化,从活性组分F3中鉴定出36条肽段,选择6条活性评分较高的肽段进行合成,其中肽段YNGIWPRD和ASDILPKK的IC_(50)值分别为(0.019 00±0.000 36)、(0.170 0±0.001 3)mg/mL。分子对接结果表明,二者均通过多条氢键与ACE紧密结合。综上,从鳖蛋黄中筛选出2条新的ACE抑制活性肽。

海洋中药治疗骨质疏松的用药规律及作用机制

背景:海洋中药为治疗骨质疏松提供了一种潜在有效且不易产生不良反应的方法。目的:应用数据挖掘和网络药理学方法分析并探讨中医临床治疗骨质疏松的用药规律及作用机制。方法:采用数据挖掘和网络药理学方法,对国家知识产权局批准的治疗骨质疏松的海洋中药专利处方进行用药模式和作用机制研究,并特别关注这些处方中的核心中药成分,利用超高效液相色谱串联质谱对牡蛎-续断-淫羊藿组成的复方药组核心成分进行全面的鉴定分析。结果与结论:①从国家知识产权局(SIPO)网站建立到2024-04-01,检索发现381项骨质疏松治疗的授权专利,共鉴定出48首含有海洋中药的中成药处方,这些处方包含183味中药,其中13种海洋中药用药频次共574次,单首专利组方中用药味数2-41种不等;②牡蛎是最常用的海洋中药,续断、淫羊藿、地黄、杜仲是最常用的非海洋中药;关联规则分析确定了牡蛎、续断和淫羊藿为核心药物群;网络药理学分析显示该核心药组治疗骨质疏松的核心靶点包括ALB、AKT1、TP53、PPARG和SRC;核心药组发挥疗效的核心成分为谷甾醇、甘草素、臭山羊碱、木犀草素、山奈酚;③GO与KEGG富集分析显示,Rap1/丝裂原活化蛋白激酶信号通路在核心药物组的骨质疏松作用机制中起着重要作用;④分子对接结果显示核心成分与核心靶点之间存在良好的相互作用;⑤超高效液相色谱串联质谱检测复方药组核心成分为木犀草素、谷甾醇、山奈酚等,与网络药理学鉴定的药物成分相符合;对复方药组成分进行定量分析得出,黄酮类化合物、萜类化合物以及生物碱这3类物质在药物成分占比中较大。

裙带菜蛋白黄嘌呤氧化酶抑制肽的酶法制备及作用机制

食源性黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XO)抑制肽通过抑制XO的催化活力,可降低尿酸生成,缓解高尿酸血症。目前研究聚焦于XO抑制肽的制备,但XO抑制肽的活性有待提高,且其作用机制尚未明确。采用不同蛋白酶水解裙带菜蛋白,经色谱分离和肽段鉴定,筛选出XO抑制肽,并探究其作用机制。裙带菜蛋白经木瓜蛋白酶与黑曲霉酸性蛋白酶(AnproA1)复配水解后,所得水解物的XO抑制率(92.1%)最高。从该水解物中筛选出5条新型XO抑制肽:YLGY、VYW、VVSW、TVVW、KVFAW,其中VYW(IC 50=4.3 mmol/L)和TVVW(IC 50=2.5 mmol/L)具有较高的XO抑制活性。VYW和TVVW的色氨酸残基与XO活性中心及以外位点形成了P i-Pi堆积和P i-Alkyl相互作用,分别表现出非竞争型和竞争型抑制作用。利用木瓜蛋白酶和AnproA1复配水解裙带菜蛋白制备XO抑制肽,将为降尿酸功能性食品配料的开发奠定理论基础。

Antioxidant and lipoxygenase inhibitory properties of a novel flavonoid from Pistacia chinensis Bunge and its molecular docking analysis

Background:Pistacia chinensis Bunge has been traditionally used to manage various conditions,including asthma,pain,inflammation,hepatoprotection,and diabetes.The study was conducted to investigate the antioxidant and anti-lipoxygenase(LOX)properties of the isolated compound 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxy-4H-chromen-4-one from Pistacia chinensis.Methods:LOX assay and antioxidant activity using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)assay were performed.Molecular docking studies were conducted using a molecular operating environment.Results:The LOX assay revealed significant inhibitory effects at 0.2µM concentration,with an IC50 value of 37.80µM.The antioxidant effect demonstrated dose-dependency across 5 to 100µg/mL concentrations,reaching 93.09%at 100µg/mL,comparable to ascorbic acid’s 95.43%effect.Molecular docking studies highlighted strong interactions with the lipoxygenase enzyme,presenting an excellent docking score of-10.98 kcal/mol.Conclusion:These findings provide valuable insights into Pistacia chinensis’chemical components and biological effects,reinforcing its traditional medicinal applications.

乌头汤及其配伍对抗类风湿性关节炎的机制

利用网络药理学和分子对接技术研究乌头汤配伍3种中药对抗类风湿性关节炎(RA)的机制,并通过细胞实验对通路和靶点进行验证.结果表明:PI3K-Akt信号通路和NF-κB信号通路是关键通路;AKT1,EGFR,HIF1A和NFKB1等靶标在乌头共煎汤对抗类风湿性关节炎中起重要作用.研究结果揭示了对抗RA的关键通路,阐述了乌头汤和3种中药配伍的相关机制,为传统中草药配伍机制的研究提供了一个新方向.

基于生物信息学结合网络药理学探讨党参改善低氧适应的作用机制

[目的]采用机器学习结合网络药理学筛选的方法,预测中药党参促进机体低氧适应的潜在药效成分与作用机制。[方法]收集党参活性成分及潜在作用靶点;从GEO数据库中获取低氧下差异表达基因,整合GeneCards数据库中低氧适应相关的基因,获取低氧适应和活性成分共同的靶点,构建蛋白-蛋白互作网络。随后结合2种机器学习方法筛选得到核心靶点,利用外部数据集及iHypoxia数据库进行验证,分子对接预测党参主要活性成分与核心靶点之间的结合能力。[结果]筛选得到19个党参活性成分,有效成分作用靶点338个,低氧适应关键靶点1642个,共同靶点66个。核心靶点主要涉及细胞周期蛋白依赖激酶1(CDK1)、缺氧诱导因子1α(HIF1A)、激酶插入域受体(KDR)、白细胞介素-6(IL-6)、趋化因子受体(CXCR4)、基质金属蛋白酶2(MMP2)、胎盘生长因子(PGF)等。GO分析得到的生物学过程主要涉及对缺氧的反应、血管生成、内皮细胞增殖、分化等方面;KEGG信号通路分析,主要包括低氧诱导因子-1(HIF-1)和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)信号通路。分子对接显示党参炔苷、黄豆黄素、紫丁香苷、党参碱和党参苷Ⅰ等活性成分和关键靶点之间具有较好的结合活性。[结论]党参具有提高机体低氧适应能力的作用,并可能与调控HIF-1信号通路及HIF1A、KDR和CKD1等靶点相关。

钢筋螺旋肋灌浆套筒连接性能试验分析

传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高且灌浆质量难以保证,限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展,本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术,采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体灌浆料”,钢筋与灌浆料、灌浆料与套筒之间形成了更加紧密的机械锁合,显著提高了构件连接后的承载力。该技术具有成本低廉、施工简便、灌浆质量易于保证等优点。为了探究该连接体系下钢筋的最小锚固长度及钢筋对中对接与偏置对接在连接性能上的差异,通过对34个接头试件进行单向拉伸试验,分析了试件的破坏模式及各项结构性能指标。研究结果表明:钢筋在套筒内部偏置对接与对中对接在连接性能上差别不大;滚压套筒内的内凸肋显著增强了对灌浆料滑移的阻抗作用,可提供足够的黏结锚固以达到连接性能要求。初步结果显示,在该连接方式下钢筋的最小锚固长度可采用10倍钢筋直径,并采用偏置对接方式。

基于网络药理学和分子对接探讨加味桃红四物汤治疗糖尿病周围神经病变作用机制

目的借助网络药理学方法和分子对接技术分析加味桃红四物汤治疗糖尿病周围神经病变(DPN)潜在作用机制。方法检索TCMSP数据库筛选加味桃红四物汤组成药物活性成分和对应靶点,通过UniProt数据库注释靶点基因;借助GeneCards数据库搜集DPN疾病靶点,利用Venny图筛选潜在核心靶点;通过STRING11.0数据库绘制蛋白相互作用(PPI)网络,利用Cytoscape3.7.1软件中CentiScape2.2插件进一步分析PPI核心靶点,筛选得到关键靶点,通过微生信平台进行GO功能和KEGG通路富集分析,通过AutoDockTools1.5.6软件进行分子对接验证。结果共纳入活性成分72个,潜在作用靶点272个。GO富集分析结果显示,加味桃红四物汤治疗DPN可能涉及基因表达的正调控、细胞凋亡过程的负调控等265条生物过程,KEGG通路富集分析结果显示,参与调控的途径包括癌症通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化、糖尿病并发症中的晚期糖基化终末产物信号通路等141条通路。分子对接结果显示,豆甾醇结合能力最强,与CASP3、AKT1、TNF、IL6靶点的结合能均小于-5 kcal/mol。结论加味桃红四物汤治疗DPN可能通过槲皮素、豆甾醇、β‐谷甾醇、山柰酚、木犀草素等活性成分作用于CASP3、AKT1、TNF、IL6等关键靶点,及癌症通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化、脂质与动脉粥样硬化等相关通路,改善氧化应激、血管损害、神经营养因子缺乏实现。

基于网络药理学和实验验证研究黄芪-党参药对干预动脉粥样硬化的作用机制

基于网络药理学、分子对接及实验验证探究中药药对黄芪-党参(Astragali Radix-Codonopsis Radix,AR-CR)治疗动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的分子作用机制。首先通过检索TCMSP、PubChem、SwissTargetPrediction、UniProt、GeneCards等数据库,获取中药药对AR-CR的活性成分,预测该药对的作用靶点,筛选动脉粥样硬化的相关靶点基因,然后利用Venny平台、STRING数据库、Cytoscape(Version 3.8.2)软件进行拓扑分析获取AR-CR治疗动脉粥样硬化的关键靶点,使用DAVID数据库对所获得的关键靶点进行GO和KEGG富集分析,并借助Auto Dock tools、Auto Dock cina对核心蛋白与活性成分完成分子对接,最后,利用氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)诱导人脐静脉内皮细胞,建立AS细胞模型进行体外生物学验证。AR-CR共检索到34个活性化合物,并预测潜在化合物靶点426个,通过与875个AS靶点进行交际映射,获得AR-CR治疗AS关键靶点69个,筛选出3,9-二邻甲基苯胺、7-甲氧基-2-甲基异黄酮、5α-豆甾烷-3,6-二酮、木犀草素4个主要活性化合物,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(serine/threonine-protein kinase,AKT1)、肿瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)、丝裂原激活蛋白激酶3(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)等25个核心靶点。KEGG通路富集分析得到关键通路为糖基化终末产物(advanced glycation end-product,AGE)/糖基化终末产物受体(receptor for advanced glycation endproduct,RAGE)信号通路和脂质与动脉粥样硬化信号通路等。分子对接结果显示4个主要活性化合物与核心靶点蛋白均能连接,其中与TP53的结合活性最强。体外实验结果表明低、中、高剂量的AR-CR能够促进动脉粥样硬化模型细胞增殖,抑制其凋亡,并促进TP53 mRNA及TP53蛋白表达。综上,该研究初步揭示AR-CR治疗AS的作用机制,与网络药理学及分子对接预测的TP53因子相关,通过调控TP53因子促进AS模型细胞增殖,抑制其凋亡,为临床治疗AS提供了理论基础。