徐朝輝,鄒 苑,陳 瑛,梁 彪,趙 卿
(1.上海中醫(yī)藥大學(xué),上海 201203;2.上海市養(yǎng)志康復(fù)醫(yī)院(上海市陽光康復(fù)中心),同濟(jì)大學(xué)附屬養(yǎng)志康復(fù)醫(yī)院,上海 201619)
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一種常見的中老年神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,臨床上以運(yùn)動(dòng)遲緩、靜止性震顫、肌強(qiáng)直、姿勢平衡障礙等運(yùn)動(dòng)癥狀以及睡眠障礙、嗅覺障礙、自主神經(jīng)功能障礙、認(rèn)知和精神障礙等非運(yùn)動(dòng)癥狀為顯著特征[1]。PD主要病理特征為黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元的丟失和由α-突觸核蛋白(α-Synuclein,α-Syn)組成的路易小體的存在,但發(fā)病機(jī)制尚未完全明確。目前我國65歲以上人群中PD發(fā)病率為1.7%,且隨著老齡化程度加劇,據(jù)推測我國PD患病人數(shù)到2030年將達(dá)到500萬人,約占到全球PD患病人數(shù)的一半[2]。目前PD的藥物治療多以左旋多巴制劑為主,雖然能夠在一定程度上改善癥狀,但長期使用存在藥效減退、劑末現(xiàn)象、異動(dòng)癥等運(yùn)動(dòng)并發(fā)癥,且無法從根本上阻止疾病進(jìn)展。
肉蓯蓉,俗稱大蕓,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,列屬上品,味甘、咸,性溫,歸腎、大腸經(jīng),中醫(yī)認(rèn)為其具有補(bǔ)腎陽,益精血,潤腸通便之效。研究表明,肉蓯蓉具有抗凋亡、抗氧化、抗衰老、抗腦缺血再灌注損傷等神經(jīng)保護(hù)作用[3],其化學(xué)成分有苯苷類、環(huán)烯醚萜及其苷類、木脂素及其苷類、多糖以及單萜苷類、生物堿等,其中又以苯乙醇苷類和多糖為主[4],藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉在PD及阿爾茲海默病等神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮的作用顯著[5?6]。據(jù)統(tǒng)計(jì),肉蓯蓉在抗衰老延年類古方中的出現(xiàn)率僅次于人參[7]。目前,肉蓯蓉常被應(yīng)用于PD的臨床治療,但其發(fā)揮療效的具體機(jī)制并不明確,本文主要從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對接的角度,利用相關(guān)數(shù)據(jù)庫篩選肉蓯蓉的主要活性化合物,并將其作用靶點(diǎn)與PD靶點(diǎn)比對,得出關(guān)鍵作用靶點(diǎn),探析其治療PD的物質(zhì)基礎(chǔ)與作用機(jī)制,以期為深入研究提供指導(dǎo)。
本研究使用中藥系統(tǒng)藥理數(shù)據(jù)庫(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform TCMSP,http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)檢索肉蓯蓉成分,口服生物利用度(oral bioavailability,OB)≥30%,類藥性(drug-likeness,DL)≥0.18[8]為閾值,因血腦屏障功能障礙與PD病程有關(guān)[9],故設(shè)定血腦屏障通透性(blood brain barrier,BBB)≥?0.85,通過以上限定條件篩選肉蓯蓉中的活性成分作為有效化合物。
利用PubChem數(shù)據(jù)庫(www.ncbi.nlm.nih.gov/pccompound/)、sea數(shù)據(jù)庫(http://sea.bkslab.org/)獲得肉蓯蓉所有靶點(diǎn)基因名稱。應(yīng)用GeneCard數(shù)據(jù)庫 ( https://www.genecards.org/) 以 “Parkinson’s disease”為檢索詞獲取PD靶點(diǎn)基因名稱。過比對中藥和疾病靶點(diǎn),利用VENNY2.1軟件作交集餅圖得到PD與肉蓯蓉共有靶點(diǎn)基因信息。
將1.1及1.2獲得的中藥、疾病共有基因輸入STRING(https://string-db.org/),選擇“Homo sapiens”,將最小相互作用閾值設(shè)為中等“Highest confidence>0.9”,其余設(shè)置為默認(rèn)值[10],進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。
篩選關(guān)鍵靶基因(大于2倍degree),將篩選出的靶基因?qū)隓AVID6.8數(shù)據(jù)庫(https://david.ncifcrf.gov/summary.jsp),限定物種為“Homo Sapiens”,以P<0.05為閾值,選擇其中BP、CC、MF 3對關(guān)鍵靶基因進(jìn)行GO功能富集分析,篩選具有顯著差異的生物過程及可靠的靶點(diǎn)通路,按照P值從小到大排序,前20個(gè)作為重要通路用Omicshare (http://www.omicshare.com/) 制作成可視化氣泡圖。通過KEGG通路富集分析靶點(diǎn)信號通路,以P<0.05為閾值,依據(jù)count值排序,選取前20條信號通路選用Omicshare ( http://www.omicshare.com/) 制作成可視化氣泡圖。
選取前20條KEGG信號通路上的基因作為治療靶基因,將篩選的治療靶基因?qū)?yīng)的化合物和中藥導(dǎo)入到cytoscape軟件中,構(gòu)建“肉蓯蓉-化合物-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)圖。
選取網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選出的肉蓯蓉有效化合物與帕金森病的關(guān)鍵靶點(diǎn),利用AutoDock Vina工具進(jìn)行分子對接,了解靶點(diǎn)蛋白質(zhì)與活性成分的結(jié)合方式。
使用TCMSP網(wǎng)站篩選出肉蓯蓉中藥共6個(gè)有效化合物,分別 為beta-sitosterol(β-谷甾醇)、arachidonate(花生四烯酸)、suchilactone(脫水內(nèi)酯)、Yangambin(丁香樹脂二甲醚)、quercetin(槲皮素)、Marckine(楓馬京)。見表1。根據(jù)有效成分篩選出435個(gè)靶點(diǎn)基因名稱。
表1 肉蓯蓉有效成分Table 1 Effective components of Cistanches Herba
檢索GeneCard數(shù)據(jù)庫(https://www.genecards.org/)得到PD相關(guān)基因,共計(jì)7846個(gè),如LRRK2、SNCA、PRKN、PARK7、GBA、PINK1、MAPT等。
通過TCMSP收集肉蓯蓉6個(gè)活性化合物對應(yīng)靶點(diǎn),去重得到435個(gè)蛋白靶標(biāo),與GeneCard數(shù)據(jù)庫去重所得7846個(gè)蛋白靶標(biāo)進(jìn)行比對取交集,運(yùn)用VENNY2.1軟件對疾 病靶點(diǎn)與藥物靶點(diǎn)整理后得到308個(gè)交集靶點(diǎn),見圖1。藍(lán)色代表PD靶點(diǎn),黃色代表肉蓯蓉靶點(diǎn),重疊部分為共同靶點(diǎn)。
圖1 帕金森病-肉蓯蓉靶點(diǎn)交集韋恩圖Fig.1 Wayne diagram of target intersection of Parkinson’s disease-Cistanches Herba
將上述篩選出的靶基因?qū)隨TRING(https://string-db.org/)數(shù)據(jù)庫,物種選“Homo sapiens”進(jìn)行PPI分析,得到肉蓯蓉作用于PD的PPI網(wǎng)絡(luò)圖,見圖2。共得到283個(gè)節(jié)點(diǎn),3509條邊。
圖2 靶點(diǎn)蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖Fig.2 Protein-protein interaction network
篩選關(guān)鍵靶基因(大于2倍degree),將篩選出的靶基因?qū)隓AVID6.8數(shù)據(jù)庫,限定物種為“Homo Sapiens”,對38個(gè)靶基因進(jìn)行GO富集分析。結(jié)果包括生物過程(biologica process,BP)305條、細(xì)胞成分(cellular component,CC)25條、分子功能(molecular function,MF) 69條,按照P值從小到大排序,前20個(gè)重要通路用Omicshare作氣泡圖進(jìn)行可視化分析,如圖3。圖中氣泡越大富集基因個(gè)數(shù)越多,氣泡顏色越紅,P值越小,顯著性越高。圖3A中BP包括RNA聚合酶II啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄負(fù)調(diào)控、以DNA作為模板轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞增殖、凋亡過程的正調(diào)控、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等;圖3B可見CC分析中包括膜筏、神經(jīng)元突觸、細(xì)胞膜、細(xì)胞核膜、蛋白質(zhì)復(fù)合物、線粒體等;圖3C可見MF富集結(jié)果主要為腺嘌呤核苷三磷酸結(jié)合、蛋白異源二聚體活性、蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)合、蛋白質(zhì)酪氨酸激酶活性等。
圖3 GO功能富集分析Fig.3 Gene ontology function enrichment analysis
通過KEGG通路富集分析靶點(diǎn)信號通路,以P<0.05為閾值,依據(jù)count值排序,選取前20條信號通路,其中主要包括PI3K/AKT信號通路、miRNAs調(diào)控、HIF-1、TNF、FOXO信號通路等,依據(jù)結(jié)果繪制氣泡圖,見圖4。圖中氣泡越大富集基因個(gè)數(shù)越多,氣泡顏色越紅,P值越小,顯著性越高。選取前20條KEGG信號通路上的基因作為治療靶基因,將91個(gè)治療靶基因?qū)?yīng)的化合物和中藥導(dǎo)入到cytoscape軟件中,構(gòu)建中藥-化合物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖,見圖5。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)表示靶標(biāo)或化合物,而邊則表示活性成分與PD靶標(biāo)之間的相互作用,顏色越深,degree值越高。
圖4 KEGG信號通路富集分析Fig.4 Enrichment analysis of Kyoto encyclopedia of genes and geomes signal pathway
圖5 “肉蓯蓉-化合物-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)圖Fig.5 Network diagram of “Cistanches Herba-compound-target”
從中藥-化合物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中將基因靶點(diǎn)以degree值高低進(jìn)行排序,選擇前5個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn),分別為絲裂原活化蛋白激酶8(mitogen-activated protein kinase 8,MAPK8)、雌激素受體1(estrogen receptor alpha 1,ESR1)、類固醇受體輔助活化因子(steroid receptor coactivator,SRC)、蛋白酪氨酸激酶2(janus kinase signal transducers 2,JAK2)、絲氨酸/蘇氨酸激酶1(serine/threonine kinases 1,AKT1)。利用Auto-Dock Vina[11]分別與肉蓯蓉的6個(gè)活性成分(β-谷甾醇、花生四烯酸、脫水內(nèi)酯、丁香樹脂二甲醚、槲皮素和楓馬京)進(jìn)行分子對接。結(jié)合能4.25 kcal/mol提示配體小分子與受體蛋白之間有一定的結(jié)合活性;結(jié)合能5.0 kcal/mol表明二者之間有較好的結(jié)合活性;結(jié)合能7.0 kcal/mol表示配體與受體具有強(qiáng)烈的結(jié)合活性[12]。分子對接結(jié)果見表2,β-谷甾醇、花生四烯酸、脫水內(nèi)酯、丁香樹脂二甲醚、槲皮素和楓馬京6種化合物與關(guān)鍵作用靶點(diǎn)MAPK8、ESR1、SRC、JAK2和AKT1的結(jié)合能均小于?5 kcal/mol,說明藥物與靶點(diǎn)的結(jié)合活性較好[10]。其中β-谷甾醇、脫水內(nèi)酯和丁香樹脂二甲醚與JAK2、MAPK8和SRC,以及槲皮素和楓馬京與ESR1、JAK2、MAPK8和SRC的結(jié)合能均小于?7 kcal/mol,說明藥物與靶點(diǎn)之間具有較強(qiáng)的結(jié)合活性。隨后利用PyMol(www.pymol.org)對6個(gè)肉蓯蓉有效成分與其結(jié)合活性最高靶點(diǎn)的分子對接結(jié)果進(jìn)行可視化分析,如圖6所示。其中β-谷甾醇與活性位點(diǎn)附近的ASN-397形成氫鍵結(jié)合到SRC,花生四烯酸與活性位點(diǎn)附近的ARG-394形成氫鍵結(jié)合到ESR1,脫水內(nèi)酯與活性位點(diǎn)附近的SER-936和ARG-980形成氫鍵結(jié)合到JAK2,丁香樹脂二甲醚與活性位點(diǎn)附近的ARG-980形成氫鍵結(jié)合到JAK2,槲皮素與活性位點(diǎn)附近的THR-338、GLU-339、MET-341和ASP-404形成氫鍵結(jié)合到SRC,楓馬京與活性位點(diǎn)附近的PRO-361、GLN-362、GLU517、PHE520和SER-522形成氫鍵結(jié)合到SRC。
表2 肉蓯蓉有效活性成分與對應(yīng)核心靶點(diǎn)的分子對接Table 2 Molecular docking of effective active components of Cistanches Herba with corresponding core targets
圖6 分子對接模式圖Fig.6 Molecular docking mode
研究表明肉蓯蓉主要成分苯乙醇苷可通過抑制Caspase-3的活性,對抗1-甲基-4-苯基吡啶離子 (1-methyl-4- phylpyridiniumion,MPP+) 導(dǎo)致的多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞凋亡[13]。研究也發(fā)現(xiàn)松果菊苷作為肉蓯蓉活性成分之一,能抑制PD小鼠黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的減少,且通過GFRa1/AKT信號通路上調(diào)膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(glial cell-derived neurotrophic factor,GDNF)表達(dá)[14],通過ROS/ATF3/CHOP通路抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡[15],增加紋狀體多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)含量,改善PD小鼠的行為學(xué)異常,表現(xiàn)出良好的神經(jīng)保護(hù)和修復(fù)作用[16]。但關(guān)于肉蓯蓉其他有效成分在治療PD中的作用機(jī)制仍未探究。
本研究通過篩選發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉的有效活性成分一共6種,分別是beta-sitosterol(β-谷甾醇)、arachidonate(花生四烯酸)、suchilactone(脫水內(nèi)酯)、Yangambin(丁香樹脂二甲醚)、quercetin(槲皮素)、Marckine(楓馬京)。研究發(fā)現(xiàn)β-谷甾醇具有抗氧化、抑制細(xì)胞凋亡等作用[17],而氧化應(yīng)激損傷是PD發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一[18],推測β-谷甾醇可能通過抗氧化應(yīng)激治療PD?;ㄉ南┧峥梢酝ㄟ^激活過氧化物酶增殖體激活受體(peroxisome proliferatorsactivated receptors,PPAR)及促進(jìn)新蛋白合成來增強(qiáng)神經(jīng)組織內(nèi)部的抗氧化系統(tǒng),發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的作用,保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞[19]。有研究發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠通過抑制AGEs/RAGE/NF-κB炎癥通路,從而降低腦組織炎性因子的生成[20]。而另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)中藥提取物可通過抑制晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs),阻斷晚期糖基化終產(chǎn)物受體(receptor of advanced glycation endproducts,RAGE)表達(dá),從而抑制人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞(human neuroblastoma cells,SH-SY5Y)中 甲 基 乙 二 醛(methylglyoxal,MGO)觸發(fā)的核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)激活和易位,而已知MGO是一種二羰基代謝物,與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展有關(guān),提示可通過調(diào)節(jié)AGEs/RAGE/NF-κB通路減輕反應(yīng)性二羰基化合物的神經(jīng)毒性[21]。此外,另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)具有高氧化還原活性的鐵可催化大腦氧化反應(yīng),還參與產(chǎn)生高毒性自由基(Fenton反應(yīng)),從而對細(xì)胞造成氧化應(yīng)激損傷,最終導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元死亡,而槲皮素可充當(dāng)強(qiáng)有力的鐵螯合劑發(fā)揮抗氧化作用,表現(xiàn)出一定的神經(jīng)保護(hù)作用[22]。
GO功能富集分析表明肉蓯蓉具有促進(jìn)ATP合成、保護(hù)線粒體呼吸鏈的功能完整的作用,而線粒體功能障礙是引起多巴胺能神經(jīng)元變性、死亡機(jī)制之一[23]。肉蓯蓉還可以調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的合成、折疊、降解等活動(dòng),維持“蛋白質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)”。而研究表明蛋白質(zhì)構(gòu)象異?;蜻^度沉積可抑制突觸功能,干擾細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo),導(dǎo)致由泛素蛋白酶體系統(tǒng)介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解功能紊亂,最終導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞死亡[24]。
通過KEGG富集得到活性成分與PD靶標(biāo)之間相互作用的主要信號通路,包括PI3K/AKT信號通路、miRNAs調(diào)控、HIF-1、TNF及FOXO信號通路等,表明肉蓯蓉通過多條通路作用于PD發(fā)病的調(diào)控過程。AKT,又名蛋白激酶B,是一種促進(jìn)細(xì)胞存活的激酶,其存在于磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase,PI3K)信號途徑中。PI3K激活后的產(chǎn)物與AKT的PH結(jié)構(gòu)域相結(jié)合,使其Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化,從而激活A(yù)KT。研究發(fā)現(xiàn)PD患者黑質(zhì)致密部(substantia nigra compacta,SNc)中總AKT水平及活性磷酸化AKT水平均顯著降低[25]。林瑤等[26]發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉可使PD大鼠黑質(zhì)紋狀體中PI3K、ATK的表達(dá)升高及其下游凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2表達(dá)升高、Bax表達(dá)降低,提示肉蓯蓉通過激活PI3K/AKT通路,從而升高Bcl-2/Bax比值,減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)活性增高,誘導(dǎo)多巴胺能神經(jīng)元凋亡,而研究發(fā)現(xiàn)載有堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)的脂質(zhì)體通過激活PI3K/AKT通路增加GSK-3β的磷酸化,從而抑制GSK-3β活性保護(hù)神經(jīng)元[27]。此外,哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)作為PI3K/AKT下游信號分子,是自噬過程的主要調(diào)節(jié)因子,而α-Syn的聚集是PD發(fā)病機(jī)制的核心之一,激活PI3K/ATK/mTOR通路誘發(fā)自噬途徑使聚集的α-Syn降解,從而發(fā)揮治療PD的作用[28]。由此可見肉蓯蓉有效成分可能通過激活PI3K/AKT信號通路促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞存活發(fā)揮治療PD的作用。同樣涉及α-Syn聚集導(dǎo)致PD的發(fā)病機(jī)制,Pino等[29]發(fā)現(xiàn)叉形頭轉(zhuǎn)錄因子O亞型(forkhead box O,F(xiàn)OXO)家族重要的自噬調(diào)控因子FOXO3有效地減少可溶性α-Syn含量,且FOXO3控制神經(jīng)元細(xì)胞中的自噬流量。由此可以推測,肉蓯蓉有效成分可能通過FOXO信號通路減少α-Syn的積累保護(hù)多巴胺神經(jīng)元。
miRNAs作為一簇微小的內(nèi)源性非編碼小RNA分子,能夠通過序列特異性的方式來調(diào)節(jié)靶基因表達(dá),參與調(diào)控多巴胺神經(jīng)元增殖、凋亡及自噬等生物過程[30]。研究發(fā)現(xiàn)α-Syn(其編碼基因?yàn)镾NCA)的異常表達(dá)會(huì)誘導(dǎo)多巴胺神經(jīng)元凋亡,而miRNA-7及miRNA-153可降低PD模型中SNCA的表達(dá)水平,改善PD癥狀[31];同時(shí)miR-425可以恢復(fù)功能失調(diào)的多巴胺能神經(jīng)院并改善PD小鼠行為缺陷[32]。這些也驗(yàn)證了肉蓯蓉通過調(diào)控miRNA影響PD發(fā)病過程,但具體機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。
缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一種對氧敏感的轉(zhuǎn)錄激活因子,由組成型表達(dá)的β亞基和低氧誘導(dǎo)型的α亞基構(gòu)成,參與血管生成、鐵代謝、葡萄糖能量代謝和細(xì)胞增殖及存活的基因轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)[33]。有研究發(fā)現(xiàn)魚藤酮或MPP+處理的PD模型SH-SY5Y細(xì)胞中HIF-1α的蛋白質(zhì)水平降低,鐵鐵螯合劑去鐵胺可引HIF-1α的積累,伴隨著SH-SY5Y細(xì)胞中自噬的增強(qiáng);當(dāng)HIF-1α基因被抑制時(shí),去鐵胺誘導(dǎo)的自噬也相應(yīng)受到抑制,表明去鐵胺在魚藤酮誘導(dǎo)的PD細(xì)胞凋亡中的保護(hù)作用可能是通過HIF-1α積累以及HIF-1α介導(dǎo)的自噬誘導(dǎo)[34]。食欲素A(Orexin-A)是下丘腦神經(jīng)元分泌的一種神經(jīng)肽,可在神經(jīng)病變中發(fā)揮保護(hù)作用。有研究發(fā)現(xiàn)Orexin-A作用于經(jīng)MPP+處理SH-SY5Y細(xì)胞后,不僅誘導(dǎo)HIF-1α的產(chǎn)生,同時(shí)激活HIF-1下游靶標(biāo)如血管內(nèi)皮生長因子,減輕細(xì)胞損傷,起到神經(jīng)保護(hù)作用[35]??梢?,肉蓯蓉有效成分可能通過增加HIF-1靶基因的表達(dá)激活誘導(dǎo)受損細(xì)胞自噬,減輕細(xì)胞損傷。
越來越多證據(jù)支持神經(jīng)炎癥反應(yīng)參與PD的發(fā)病機(jī)制[36],而腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)通路作為重要的炎癥反應(yīng)通路,介導(dǎo)激活炎性小體,進(jìn)而激活小膠質(zhì)細(xì)胞,活化的小膠質(zhì)細(xì)胞通過增殖和分泌炎癥因子可損傷多巴胺能神經(jīng)元[37]。Liang等[38]用肉蓯蓉提取物松果菊苷處理亞急性PD小鼠模型后發(fā)現(xiàn),松果菊苷可減少小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化,降低炎癥因子TNF-α水平,上調(diào)GDNF表達(dá),改善PD小鼠行為學(xué)癥狀。
通過構(gòu)建中藥-化合物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖,根據(jù)degree值高低進(jìn)行排序,選擇前5個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn),分別為MAPK8、ESR1、SRC、JAK2、AKT1。Liu等[39]發(fā)現(xiàn)中藥提取物可以通過激活絲裂原活化蛋白激酶8(mitogen-activated protein kinase 8,MAPK8),從而促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2 磷酸化,進(jìn)而清除受損線粒體,間接抑制細(xì)胞凋亡,最終通過調(diào)節(jié)自噬、凋亡再平衡而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用,可能也是肉蓯蓉的作用機(jī)制之一。Chakrabarti等[40]發(fā)現(xiàn)雌激素受體(estrogen receptor alpha,ESR)激動(dòng)劑可通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活性減輕炎癥反應(yīng)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用;而另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)雌激素作用于ESR抑制NADPH氧化酶(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase)活性,減少神經(jīng)炎癥標(biāo)志物,從而減輕神經(jīng)損傷[41]。由此可以得出肉蓯蓉有效成分可能作用于ESR1靶點(diǎn)減輕神經(jīng)炎癥反應(yīng)治療PD。與ESR相反,類固醇受體輔助活化因子(steroid receptor coactivator,SRC)作為促炎因子會(huì)造成PD小鼠多巴胺能神經(jīng)元損傷[42]。絲氨酸/蘇氨酸激酶1(AKT1)屬于AKT家族,是參與細(xì)胞存活和凋亡調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的中心分子,磷酸化時(shí)完全激活[43]。有研究顯示在PD中,維持AKT1中半胱氨酸296和310的硫醇狀態(tài)對于AKT1激酶活性和防止其被蛋白酶體降解至關(guān)重要[44]??梢?,上述四個(gè)分子均可能是肉蓯蓉保護(hù)效應(yīng)的靶點(diǎn)。再利用AutoDock Vina將以上5個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)與肉蓯蓉的6個(gè)活性成分(β-谷甾醇、花生四烯酸、脫水內(nèi)酯、丁香樹脂二甲醚、槲皮素和楓馬京)分別進(jìn)行分子對接,均成功對接,結(jié)合能均小于?5 kcal/mol,提示藥物與靶點(diǎn)的結(jié)合活性較好。其中槲皮素和SRC具有強(qiáng)烈的結(jié)合活性,結(jié)合能為?9.2 kcal/mol,可從抗神經(jīng)炎癥、抗凋亡角度進(jìn)一步深入研究肉蓯蓉的作用機(jī)制。
綜上,本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接探討了臨床常用于治療PD的有效藥物肉蓯蓉作用靶點(diǎn),發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉通過多組分、多通路、多靶點(diǎn)的協(xié)同作用發(fā)揮其在PD中的療效,為進(jìn)一步研究肉蓯蓉神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)理和深入探討PD發(fā)病機(jī)制提供了依據(jù)。另外,本研究的篩選標(biāo)準(zhǔn)與中藥各組分的口服吸收度及生物利用度均有一定關(guān)系,所以并非對所有有效成分都能進(jìn)行充分分析,這對我們天然藥物的開發(fā)也有一定啟示作用,即應(yīng)結(jié)合中藥成分的吸收、代謝等特點(diǎn),同時(shí)考慮不同給藥途徑及不同個(gè)體或組織器官的分布情況進(jìn)行深入研究。