基于代谢组学和生物信息学的西洋参三七丹参颗粒抗衰老作用及分子机制研究

该研究基于代谢组学、网络药理学和分子对接技术探讨西洋参三七丹参颗粒抗衰老的作用机制。采用腹腔注射D-半乳糖(D-gal)诱导衰老小鼠模型,将小鼠随机分为对照组(control组),模型组(model组),阳性药组(褪黑素组,MT组),西洋参三七丹参颗粒低、中、高剂量组(XSD-L、XSD-M、XSD-H组)。进行旷场实验,免疫荧光检测细胞周期阻滞蛋白(p16)和磷酸化组蛋白H2A变异体(phosphorylated histone family 2A variant,γH2AX)在脑组织中的表达,酶联免疫吸附法(ELISA)测定小鼠脑组织中炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)表达水平。对control组、model组、XSD-H组的小鼠血清进行代谢组学分析得到代谢过程及代谢物;通过网络药理学预测西洋参三七丹参颗粒有效化学成分和潜在靶点,构建“药物-有效化学成分-关键靶点”网络图,进行基因本体论(Gene Ontology,GO)分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析以及蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络构建,阐明西洋参三七丹参颗粒抗衰老的作用机制。结果表明,西洋参三七丹参颗粒能明显改善D-gal小鼠衰老程度,显著改善D-gal小鼠总运动距离和平均运动速度,减少休息时间;显著降低D-gal小鼠IL-6和IL-1β的蛋白水平;明显降低p16和γH2AX的表达;与model组相比,XSD-H组显著上调了66个差异代谢物(differential metabolites,DMs),下调了91个DMs;筛选出4条关键代谢途径(色氨酸代谢、甘油磷脂代谢、嘧啶代谢、赖氨酸降解)和16种潜在生物标志物(赖氨酸、色氨酸、吲哚乙醛、磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、3-羟基邻氨基苯甲酸、褪黑素等);网络药理学方法筛选出西洋参三七丹参颗粒的主要活性成分58个,关键靶点62个;GO功能富集分析发现与基因表达的正向调控、药物反应等;KEGG通路富集筛选到涉及糖尿病并发症相关的AGE-RAGE信号通路、缺氧诱导因子-1信号通路等;并通过PPI网络以及分子对接筛选出STAT3、MAPK1、MAPK14、EGFR、FOS、STAT1等6个潜在核心靶点。