“杜仲—牛膝”药对治疗腰痛机制的网络药理学探讨

目的 '杜仲—牛膝'是临床治疗腰痛的经典配伍药对,本研究采用网络药理学的技术和方法,筛选其治疗腰痛的作用靶点及探讨其相关的作用机制。方法通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)等数据库收集杜仲、牛膝的化学成分,筛选有效活性成分并预测其作用靶点。通过GeneCards、OMIM、TTD数据库收集腰痛相关基因,采用Cytoscape软件绘制药物—靶点和疾病—靶点可视化网络图。将获得的关键靶点基因上传至在线STRING数据库进行分析,构建PPI网络图,并进一步对关键靶点蛋白进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。结果共获得杜仲主要化学成分147个、牛膝176个。筛选去重汇总后共得到45个有效活性成分和药物靶点蛋白200个,腰痛疾病相关基因5 248个,药物与疾病共有靶点179个。蛋白互作网络发现JUN、MAPK1、AKT1、RELA、CXCL8、IL6等可能是'杜仲—牛膝'治疗腰痛的关键靶点。GO富集分析确定了183个GO条目,涉及到受体活性、转录因子活性、细胞因子活性、生物合成过程的调控、细胞周期调控等方面。KEGG通路富集分析确定了154条相关信号通路,涉及到炎症、细胞凋亡、细胞衰老等,其中包括AGE-RAGE、IL-17、TNF、MAPK、VEGF、Wnt等经典信号通路。结论 '杜仲—牛膝'药对治疗腰痛具有多途径、多靶点作用的特点,初步揭示了其作用的关键靶点及涉及的生物学过程和信号通路,为今后进一步分子生物学验证提供了参考和依据。

单味中药治疗骨质疏松症及骨关节炎研究进展

骨碎补、牛膝、当归、丹参、杜仲是常用于治疗骨质疏松症和骨关节炎的单味中药。骨碎补中柚皮苷有促进成骨细胞合成及抑制破骨细胞生成的双重调节作用,从而缓解骨质疏松的进展;而骨碎补总黄酮可抑制骨关节炎模型的炎性介导因子,进而阻止关节软骨的破坏。当归中有效提取物可有效地缓解炎性介质对软骨和骨的破坏。牛膝提取物中雌激素类似物对骨与软骨均有保护作用,牛膝总皂苷对破骨细胞的抑制发挥了其在抗骨质疏松治疗中的作用。丹参中的丹酚酸B对成骨细胞有促进作用,同时对关节软骨也有一定的保护作用;丹参酮可抑制破骨细胞分化,也可延缓关节软骨退变。杜仲提取物可有效地调节骨代谢,提高了骨的生物力学质量。中药治疗骨质疏松症和骨关节炎的作用机理是通过全身性、多环节、多通路的调节来实现的。今后,应在中医理论的指导下,运用现代药理学在细胞分子基因水平上对中药治疗该病的作用机理进行多方位、多靶点、多环节的研究。

基于网络药理学探讨杜仲-牛膝治疗股骨头坏死的分子机制

目的:探讨“杜仲-牛膝”药对治疗股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)潜在有效成分和作用分子机制。方法:利用中药系统药理学数据库(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)完成对“杜仲-牛膝”药对的活性成分和药物活性成分靶点的收集、筛选和预测;通过疾病数据库收集股骨头坏死相关的作用靶点;将获得的关键靶点基因上传至STRING数据库进行分析,并通过可视化软件构建分析蛋白相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)对关键靶点蛋白进行富集分析。结果:共获得杜仲、牛膝共同主要有效活性成分45个、140个药物靶点蛋白和1159个股骨头坏死相关基因;药物与疾病共有靶点47个;PPI网络分析IL-6、TNF、TP53、MAPK1、VEGFA、EGF、JUN、EGFR、NOS3、CCL2等可能是“杜仲-牛膝”治疗ONFH的潜在关键靶点;其通过参与成骨成血管、细胞的分化与凋亡、炎症反应及全身应激反应等主要作用通路以调控ONFH疾病的治疗过程。结论:“杜仲-牛膝”药对治疗股骨头坏死的作用具有多成分、多靶点、多功能、多调控通路的特点。初步揭示了其作用的关键靶点、主要信号通路和涉及的生物学过程,为机制的后续研究及实验验证提供了明确的依据与方向。

基于网络药理学探讨杜仲-牛膝治疗骨质疏松症分子机制

目的:运用网络药理学研究杜仲-牛膝有效成分治疗骨质疏松症(Osteoporosis,OP)的分子作用机制。方法:运用相关数据库,分别筛选出骨质疏松症的疾病靶标及杜仲-牛膝的中药活性成分与相应的靶标,通过两组预测靶点相互映射,获得中药-疾病共同靶标并构建中药-疾病-靶标调控网络。然后通过构建共同靶标的蛋白互作网络,筛选核心靶点基因。最后将核心靶点进行基因本体生物学过程(Gene Ontology-biological Process,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)功能富集分析。结果:在中药系统药理学数据库和分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)中检索杜仲-牛膝,通过药物的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)参数筛选和PubMed数据库验证,最终获得杜仲-牛膝活性成分34种,利用靶基因预测技术获得靶基因193个。通过疾病数据库获取与OP相关的靶基因336个。将两组基因相互映射,获得杜仲-牛膝作用于OP的关键靶基因14个,核心靶点9个。基因富集结果显示,杜仲-牛膝干预OP主要通过癌症信号通路、缺氧诱导因子1(HIF-1)信号通路、Toll样受体信号通路、胰岛素抵抗信号通路、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路等。结论:杜仲-牛膝干预OP具有多组分、多靶点、协同作用的特点,通过以PI3K-Akt、AMPK、HIF-1等为主的众多信号通路下的关键靶基因对骨代谢产生双向调控作用,促进成骨作用;同时激活大量间接靶点,通过调节人体内分泌、改变离子通道状态、影响骨周围组织代谢等途径对骨代谢产生综合影响。

杜仲-牛膝药对调控软骨细胞凋亡和炎症反应治疗骨关节炎的分子机制

目的探讨杜仲-牛膝药对调控软骨细胞凋亡和炎症反应治疗骨关节炎的分子机制。方法选取30只SPF级SD大鼠,随机分为空白对照组、模型组、杜仲-牛膝低剂量组、杜仲-牛膝中剂量组、杜仲-牛膝高剂量组,每组6只。除空白对照组外,其余4组大鼠进行骨关节炎造模。造模成功后,空白对照组和模型组予以生理盐水灌胃,杜仲-牛膝低、中、高剂量组分别予以相应体积的杜仲-牛膝水煎液灌胃,1次/d,共灌胃4周。治疗结束后,进行腹主动脉采血以及收集膝关节和软骨组织,HE染色观察膝关节形态变化,RT-qPCR和Western Blot检测BCL2-Associated X的蛋白质(Bax)和B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)的表达水平,ELISA检测肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-1β(IL-1β)的血清浓度。结果与空白对照组比较,模型组中的软骨表现出明显退变,细胞数量明显减少,经杜仲-牛膝药对处理后,软骨排列较完整,细胞数量也略微减少;与空白对照组比较,模型组中Bax表达水平升高,TNF-α和IL-1β的血清浓度升高,Bcl-2的表达水平降低,杜仲-牛膝灌胃处理后,上述基因表达水平出现相反结果,并呈剂量依赖性变化。结论杜仲-牛膝通过抑制Bax、TNF-α和IL-1β的表达,同时促进Bax的表达,抑制软骨细胞凋亡和炎症反应,起到延缓骨关节炎的作用。