侯凱 何淼 郭新星 秦旭平
摘 要:目的 利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探索延胡索(Corydalis Rhizoma)治療心絞痛的主要有效成分和作用靶點(diǎn),為闡明延胡索藥理作用機(jī)制提供參考。方法 利用TCMSP、GeneCards數(shù)據(jù)庫,參考有關(guān)文獻(xiàn)收集延胡索防治心絞痛的活性成分和交叉靶點(diǎn);再利用Cytoscape 3.9.1軟件,建立延胡索有效成分和心絞痛共同作用靶點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖;STRING數(shù)據(jù)庫進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)的生成與分析。采用DAVID數(shù)據(jù)庫進(jìn)行GO分析、KEGG通路富集分析;結(jié)合AutoDockTools軟件和PyMOL軟件進(jìn)行分子對接驗(yàn)證其作用靶點(diǎn)。結(jié)果 共獲得16個延胡索有效成分和141個靶點(diǎn)與治療心絞痛相關(guān),這些靶點(diǎn)包括細(xì)胞外間隙組分、酶體系、HIF-1、腫瘤壞死因子等信號通路等。分子對接表明,所篩選出的延胡索主要有效成分與核心作用靶點(diǎn)均有良好的親和力,結(jié)合能較低。結(jié)論 延胡索多種成分與機(jī)體內(nèi)多個信號通路、多個靶點(diǎn)相互作用是其治療心絞痛的重要作用機(jī)制。
關(guān)鍵詞:延胡索;心絞痛;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);分子對接
中圖分類號:R96
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Exploring on the mechanism of Corydalis Rhizoma against angina pectoris based on network pharmacology
HOU Kai HE Miao GUO Xinxing QIN Xuping
(1. The Centre of Clinical Research of Second Affiliated Hospital, University of South China, Hengyang 421001, China; 2. The Department of Neonatogy, Jincheng Hospital, Jincheng 048000, China; 3. Institute of Pharmacy & Pharmacology, School of Pharmacy, University of South China, Hengyang 421001, China)
Abstract: Objective To explore the main effective components and action targets of Corydalis Rhizoma in the treatment of angina pectoris by network pharmacology, and to provide reference for elucidating pharmacological mechanism of Corydalis Rhizoma. Methods The active components and cross targets of Corydalis Rhizoma for the prevention and treatment of angina pectoris were collected by using TCMSP and GeneCards databases and referring relevant literature. Then, the network diagrams of active components, angina pectoris and common targets of Corydalis Rhizoma were established by used Cytoscape 3.9.1 software. The PPI network was generated and analyzed through STRING database. GO analysis and KEGG pathway enrichment analysis were processed by DAVID database. The molecular docking verification was carried out by combining AutoDockTools software and PyMOL software. Results A total of 16 active components of Corydalis Rhizoma for and 141 targets the treatment of angina pectoris were obtained in the study. These targets including cellular components,enzyme binding, HIF-1 signal pathway, TNF signal pathway, etc. Molecular docking experiments showed that the main effective components of Corydalis Rhizoma had good affinity and low binding energy with the core target. Conclusion The interaction of various components of Corydalis Rhizoma with multiple signal pathways and targets in the body is an important mechanism of its treatment of angina pectoris.
Key words: Corydalis Rhizoma; angina pectoris; network pharmacology; molecular docking technology
心絞痛(angina/angina pectoris)是由于冠狀動脈供血不足導(dǎo)致心肌暫時性缺血缺氧所引起的臨床綜合征,以胸骨部短暫性疼痛和胸部不適為主要癥狀[1]。心絞痛的發(fā)生率一般與年齡呈正相關(guān),最近有研究顯示,因作息方式不佳和工作壓力的不斷增大,導(dǎo)致心血管方面的疾病發(fā)生率不斷攀升[2]。目前,臨床上治療心絞痛首選藥物治療,如舌下含服硝酸甘油,服用硝苯地平等,如果藥物治療不能達(dá)到預(yù)期的效果,可以選擇經(jīng)皮冠狀動脈介入治療或者冠狀動脈旁路移植[3]。植物延胡索(Corydalis Rhizoma)是一種常見的中草藥。延胡索屬于罌粟科紫堇屬,被用于入藥治病已有近千年的歷史,有止痛、活血、利氣的作用[4]。長期以來,對于中藥治療疾病的機(jī)制是按照獨(dú)特樸素中醫(yī)理論來解釋,缺乏可視化現(xiàn)代化醫(yī)學(xué)理論支撐。迄今從延胡索中分離出的化學(xué)成分已達(dá)110余種[5]?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,延胡索具有抑制疼痛、穩(wěn)定情緒、安神、擴(kuò)張冠狀動脈、保護(hù)心肌缺血等多種藥理作用[6],但其分子藥理作用機(jī)制尚不完全清楚。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)融合系統(tǒng)生物學(xué)、生物信息學(xué)、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等學(xué)科,從系統(tǒng)層次和生物網(wǎng)絡(luò)的整體角度出發(fā),解析藥物與治療對象之間的分子關(guān)聯(lián),對揭示中藥物的多成分、多靶點(diǎn)的系統(tǒng)性或整體性治療作用機(jī)制[7]以及正確使用藥物、發(fā)明新藥物等有重要意義[8]。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接技術(shù),探索延胡索治療心絞痛的有效成分和作用靶點(diǎn),為其臨床應(yīng)用及其潛在的作用機(jī)理提供新的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 延胡索有效成分的篩選及對應(yīng)靶點(diǎn)的獲取
通過TCMSP數(shù)據(jù)庫(https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php),獲得延胡索的所有活性化合物,并設(shè)定其過濾條件,即口服生物利用度(oral bioavailability,OB)大于等于30%,類藥性(drug-like properties,DL)≥0.18,并根據(jù)延胡索治療心絞痛的相關(guān)文獻(xiàn),篩選出其全部有效成分信息及對應(yīng)有效成分的靶點(diǎn)。利用UniProt數(shù)據(jù)庫(https://www.uniprot.org/),將延胡索有效成分的靶點(diǎn)進(jìn)行規(guī)范化,然后將有效成分的靶點(diǎn)名稱轉(zhuǎn)換為基因名,將UniProt數(shù)據(jù)庫中無法找到的靶點(diǎn)進(jìn)行剔除,最后對轉(zhuǎn)換后的靶點(diǎn)進(jìn)行去重。
1.2 心絞痛疾病靶點(diǎn)的獲取
借助GeneCards數(shù)據(jù)庫(https://www.genecards.org/),找到與心絞痛疾病相關(guān)的靶點(diǎn),在搜索欄中輸入檢索詞“angina”,導(dǎo)出檢索出的疾病靶點(diǎn)信息。
1.3 延胡索與心絞痛共有靶點(diǎn)的獲取
利用Venny 2.1.0平臺(https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/),找到延胡索有效成分靶點(diǎn)和心絞痛疾病靶點(diǎn)之間的相同靶點(diǎn),即交集靶點(diǎn)。將藥物靶點(diǎn)和疾病靶點(diǎn)分別復(fù)制粘貼到兩個列表中,點(diǎn)擊相交的區(qū)域部分,得到交集靶點(diǎn),繪制并保存Venny圖。
1.4 藥物成分-疾病-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖的建立
結(jié)合延胡索有效成分與心絞痛的交集靶點(diǎn),建立延胡索有效成分、心絞痛疾病及交集靶點(diǎn)數(shù)據(jù)的network文件和type文件,并在Cytoscape 3.9.1軟件中點(diǎn)擊“File”,再按“Import”,分別將上述2個文件導(dǎo)入該軟件中,構(gòu)建出延胡索有效成分、心絞痛疾病及交集靶點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖,并對延胡索有效成分、心絞痛和靶點(diǎn)之間的相互作用關(guān)系進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)可視化。
1.5 蛋白質(zhì)互作(protein protein interaction, PPI)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
將延胡索與心絞痛的交集靶點(diǎn)復(fù)制粘貼到STRING數(shù)據(jù)庫(https://cn.string-db.org/cgi/input.pl)的列表中,選擇“多種蛋白質(zhì)”,選定物種為“人”,下載并保存TSV文件,通過Cytoscape 3.9.1軟件對該文件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析和處理,構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)圖,并使用“Network Analyzer”插件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)分析,以度(degree)中心性(degree centrality,DC)、接近中心性(closeness centrality,CC)、中介中心性(betweenness centrality,BC)3項(xiàng)指標(biāo)都大于平均數(shù)作為篩選指標(biāo),在篩選出的靶點(diǎn)中選擇前3個靶點(diǎn)作為關(guān)鍵靶點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,利用Cytoscape 3.9.1軟件中的插件MCODE對PPI網(wǎng)絡(luò)中的子模塊進(jìn)行篩選,篩選條件為Max.Depth=100,Degree Cutoff=2,K-Core=2,Node Score Cutoff=0.2。
1.6 基因本體(gene ontology,GO)分析和京都基因與基因組百科(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析
利用DAVID(https://david-d.ncifcrf.gov/)數(shù)據(jù)庫,對交集靶點(diǎn)進(jìn)行GO分析和KEGG通路富集分析,GO分析包含生物過程(biological proless,BP)、分子功能(molecular function,MF)、細(xì)胞組分(cellular component,CC),根據(jù)P值(P<0.05)和錯誤發(fā)現(xiàn)率(false discovery rate,F(xiàn)DR)<0.05對BP、MF、CC和信號通路進(jìn)行篩選和分析。
1.7 分子對接
從TCMSP數(shù)據(jù)庫中下載延胡索有效成分的2D結(jié)構(gòu)信息,并將其作為MOL2文件形式保存,然后在PDB數(shù)據(jù)庫(https://www.rcsb.org/)的檢索欄中輸入核心靶點(diǎn),以物種為“Homo sapiens”,分辨率較低,方法為X-RAY衍射為篩選準(zhǔn)則,同時結(jié)合與心絞痛相關(guān)的分子對接文獻(xiàn),篩選并下載核心靶點(diǎn)的3D晶體結(jié)構(gòu)信息,以PDB格式保存,然后將其導(dǎo)入PyMOL軟件,通過PyMOL軟件對靶蛋白質(zhì)受質(zhì)體進(jìn)行移除水分子和刪除配體等操作,最后采用AutoDockTools軟件來完成分子對接,在軟件中計算出延胡索有效成分與關(guān)鍵核心靶點(diǎn)之間的結(jié)合能,利用PyMOL軟件進(jìn)行結(jié)果的可視化分析和處理。
2 結(jié)果
2.1 延胡索有效成分的篩選及對應(yīng)靶點(diǎn)
將檢索詞“延胡索”輸入在TCMSP數(shù)據(jù)庫中,共獲得77種化學(xué)成分,通過OB≥30%、DL≥0.18的條件篩選,在TCMSP數(shù)據(jù)庫中查找延胡索化學(xué)成分所涉及到的相關(guān)疾病,最終篩選得到15個與心絞痛相關(guān)的延胡索有效成分。另外,根據(jù)文獻(xiàn)中關(guān)于心絞痛和延胡索方面的研究,增加了1個與心絞痛有關(guān)的延胡索有效成分,最后獲得16種延胡索有效成分,包括槲皮素、延胡索乙素、紫堇堿等,如表1所示。 然后在TCMSP數(shù)據(jù)庫中獲取以上16個有效成分的對應(yīng)靶點(diǎn),共得到443個靶點(diǎn),通過UniProt數(shù)據(jù)庫將靶點(diǎn)的蛋白質(zhì)名稱進(jìn)行轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)庫中匹配不到的靶點(diǎn)進(jìn)行刪除后,得到349個靶點(diǎn),最后刪除以上靶點(diǎn)中相同的靶點(diǎn),最終得到延胡索有效成分的靶點(diǎn)161個。
2.2 心絞痛疾病靶點(diǎn)
通過GeneCards數(shù)據(jù)庫,得到與心絞痛疾病相關(guān)的靶點(diǎn)4 241個。
2.3 延胡索與心絞痛共有靶點(diǎn)
將延胡索有效成分的161個靶點(diǎn)和心絞痛疾病的4 241個靶點(diǎn)輸入到Venny 2.1.0平臺中,對以上靶點(diǎn)進(jìn)行取交集操作,最終獲得相同的靶點(diǎn)141個,見圖1。圖中延胡索有效成分靶點(diǎn)和心絞痛疾病靶點(diǎn)相交的部分即為交集靶點(diǎn)。
2.4 藥物成分-疾病-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)建
利用Cytoscape 3.9.1軟件,對16個延胡索有效成分和141個交集靶點(diǎn)建立延胡索有效成分、心絞痛疾病和靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖(圖2)。該圖包括159個節(jié)點(diǎn)(1個藥物,1個疾病,16個有效成分,141個交集靶點(diǎn))和462個邊,其中交集靶點(diǎn)為菱形,延胡索有效成分為圓形,疾病為三角形,藥物為箭頭。在網(wǎng)絡(luò)圖中,Degree值越高,節(jié)點(diǎn)就越大,根據(jù)Degree值篩選出排名前5的延胡索有效成分,從圖2中可以看出,排名前5位的延胡索主要有效成分分別是槲皮素(quercetin)、延胡索乙素(tetrahydropalmatine)、紫堇堿(capaurine)、異托林(isotoline)、諾格拉辛(norglaucing),說明以上5種成分在治療心絞痛的過程中發(fā)揮重要作用。
2.5 PPI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
將141個交集靶點(diǎn)輸入到STRING數(shù)據(jù)庫中,進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)分析,去除網(wǎng)絡(luò)中游離的節(jié)點(diǎn),設(shè)置最大置信度為0.900,用TSV格式文件輸出分析結(jié)果,利用Cytoscape 3.9.1軟件對TSV文件進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)可視化分析。結(jié)果如圖3所示,該網(wǎng)絡(luò)由118個節(jié)點(diǎn)和446條邊組成,每一個節(jié)點(diǎn)都是一個交集靶點(diǎn),每一條邊表示靶點(diǎn)之間的相互作用關(guān)系。節(jié)點(diǎn)的圓圈大小和顏色的深淺,與靶點(diǎn)的Degree值呈正比;邊線條越粗,顏色越深,則表示靶點(diǎn)之間的相互作用關(guān)系越強(qiáng)烈。接著,利用“Network Analyzer”插件對該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了拓?fù)鋮?shù)分析,并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,計算得出該網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的DC平均數(shù)為7.559,BC平均數(shù)為0.018,CC平均數(shù)為0.349。在網(wǎng)絡(luò)中,DC、BC、CC均大于平均數(shù)的排名前3位靶點(diǎn)依次是JUN、MAPK1、AKT1(表2)。另外,利用Cytoscape 3.9.1軟件中的插件MCODE對PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,得出了起核心作用的2個主要的子模塊(圖4,表3)。
2.6 GO分析和KEGG通路富集分析
2.6.1 GO分析
用DAVID數(shù)據(jù)庫對141個交集靶點(diǎn)進(jìn)行GO分析,根據(jù)P<0.05,F(xiàn)DR<0.05進(jìn)行篩選,結(jié)果顯示,得到的生物過程有238個,細(xì)胞組分有29個,分子功能有48個。選取3個類別中P值最低的評分前10條(圖5)。從圖中可以看出,延胡索對心絞痛的作用主要涉及對藥物的反應(yīng)、正調(diào)控RNA聚合酶II啟動子的轉(zhuǎn)錄、DNA模板等生物過程;包含細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞外間隙、膜筏等細(xì)胞組分;參與RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄因子活性、酶結(jié)合、蛋白質(zhì)結(jié)合等分子功能。這些結(jié)果提示,延胡索可能通過多種作用途徑治療心絞痛,對心絞痛的治療有一定的影響。
2.6.2 KEGG通路富集分析
采用DAVID數(shù)據(jù)庫,對141個交集靶點(diǎn)進(jìn)行KEGG通路富集分析,根據(jù)P<0.05,F(xiàn)DR<0.05進(jìn)行篩選,結(jié)果顯示共有111條通路,對信號通路按順序排列,選擇P值最低的排名前20條信號通路制作條形圖(圖6)。從圖中可以看出,延胡索對心絞痛的治療主要包括VEGF信號通路、HIF-1信號通路、PI3K-AKT信號通路、腫瘤壞死因子信號通路,且與非小細(xì)胞肺癌、膀胱癌、乙型肝炎相關(guān)的信號通路有關(guān)。這表明延胡索治療心絞痛是通過多條信號通路發(fā)揮藥理作用的。
2.7 分子對接結(jié)果
分子間的對接使用AutoDockTools軟件來進(jìn)行操作。在PDB數(shù)據(jù)庫中篩選出關(guān)鍵核心靶點(diǎn),JUN受體蛋白的PDB編號為5D7F,MAPK1受體蛋白的PDB編號為4ZZN,AKT1受體蛋白的PDB id為6NPZ。通過對3個核心靶點(diǎn)和延胡索的5個有效成分進(jìn)行分子對接,計算出了有效成分與受體蛋白JUN、MAPK1、AKT1之間的最低結(jié)合能,對接結(jié)果見表4。如果結(jié)合能小于零,則表示有效成分能與受體蛋白自發(fā)地結(jié)合,而且它們之間的結(jié)合能愈小,表示其對接結(jié)果愈佳,受體與配體間的親和力越大,結(jié)合構(gòu)象越穩(wěn)定。從表格中可以看出,槲皮素、延胡索乙素、紫堇堿、異托林、諾格拉辛與JUN、MAPK1、AKT1的結(jié)合能均為負(fù)值,所以,延胡索的5個有效成分與3個關(guān)鍵核心靶點(diǎn)的結(jié)合能都比較好,均有較優(yōu)良的結(jié)合活性,其中,JUN與槲皮素、延胡索乙素、紫堇堿和諾格拉辛的結(jié)合構(gòu)象更穩(wěn)定,對它們進(jìn)行可視化處理,見圖7。
3 討論
心絞痛是一種急性心臟疾病,中醫(yī)治療常采用“活血化瘀”法、“芳香溫通”法和“祛痰通絡(luò)”法[9]。延胡索具有治療血中氣滯、氣中血滯、氣血不暢等功效,對身體各個部位的氣滯血瘀均有較好的治療效果,其中,延胡索的止痛作用更是被歷代醫(yī)學(xué)家稱贊。WANG等[10]的研究表明,延胡索的提取物具有良好的抑制疼痛作用,特別是治療急性傷害性疼痛、急性炎癥和神經(jīng)性疼痛。迄今為止,從延胡索中提取到的化合物已達(dá)100余種,延胡索的主要活性成分為生物堿,包括叔胺堿和季胺堿[11],本研究利用TCMSP數(shù)據(jù)庫對其進(jìn)行分析,共篩選獲得了77種延胡索的化學(xué)成分。通過TCMSP數(shù)據(jù)庫篩選和文獻(xiàn)查閱,最后獲得16種延胡索有效成分與心絞痛相關(guān),包括槲皮素(quercetin)、延胡索乙素(tetrahydropalmatine)、紫堇堿(capaurine)、異托林(isotoline)、諾格拉辛(norglaucing)等。16種延胡索有效成分與心絞痛相關(guān)靶點(diǎn)有141個。并利用Cytoscape 3.9.1軟件,使成分與疾病交集靶點(diǎn)進(jìn)一步可視化。這些結(jié)果進(jìn)一步解釋了他人的研究成果,比如對槲皮素對心血管作用[12-16],延胡索乙素的抗心律失常、保護(hù)心肌等心血管功能[17-19]。另外,本文還預(yù)測了紫堇堿、異托林、諾格拉辛等對心絞痛也可能具有良好的療效,這有待于今后研究證實(shí)。
通過對交集靶點(diǎn)進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析,并根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道,歸納出了延胡索在抗心絞痛方面作用最顯著的幾個核心靶點(diǎn),包括JUN、MAPK1、AKT1等。并通過相關(guān)指標(biāo)顯示出靶點(diǎn)之間相互作用關(guān)系的強(qiáng)弱。其他學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),原癌基因編碼的蛋白質(zhì)JUN和FOS是激活蛋白-1(AP-1)的主要組成部分,AP-1在細(xì)胞的增殖、存活、凋亡、分化以及炎癥等多種細(xì)胞過程中有關(guān)鍵影響[20]。AP-1可以調(diào)節(jié)血管粥樣硬化的形成并減輕病變的進(jìn)展過程,還能使血管粥樣硬化的斑塊保持穩(wěn)定。MAPKs是一類絲裂原活化蛋白激酶,是一種能夠?qū)⒓?xì)胞表面的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞核里面的關(guān)鍵因子。目前,在哺乳動物中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了12種MAPK,MAPK通路是促進(jìn)細(xì)胞生長、產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞轉(zhuǎn)化和凋亡等信號通路的共同作用的通路之一。MAPK通路參與了JUN和FOS的基因轉(zhuǎn)錄和激活A(yù)P-1[21]。AKT1是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,屬于蛋白激酶B家族。它是PI3K/AKT信號通路的關(guān)鍵因子,參與細(xì)胞的增殖、生長和凋亡的重要分子[22],該通路也參與了冠心病的病理形成過程[23]。REINARTZ 等[24]研究發(fā)現(xiàn),AKT在部分磷酸酯蛋白的作用下會與激發(fā)-收縮偶聯(lián)連接,從而影響心肌細(xì)胞的新陳代謝、生長和存活。AKT1基因的缺失則會導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cells,ECs)的功能紊亂,從而引起血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)在血管中的遷移和存活的變化,同時也對冠狀動脈阻塞和動脈粥樣硬化有促進(jìn)作用,還會導(dǎo)致斑塊的脫落,對心血管疾病產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響[25]。除此之外,通過對PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聚類分析,得到了2個得分較高的子模塊,其中,得分最高即作用最顯著的子模塊1包含MMP3、VEGFA、IL6、CXCL10等,而這些基因與炎癥,細(xì)胞凋亡有關(guān),從而進(jìn)一步表明,延胡索抗心絞痛的作用機(jī)制可能是通過調(diào)控細(xì)胞的凋亡與炎癥反應(yīng)來達(dá)到治療效果的,這些結(jié)果符合本研究預(yù)測結(jié)果。
通過KEGG通路富集分析發(fā)現(xiàn),延胡索對心絞痛的治療作用涉及VEGF信號通路、TNF信號通路、PI3K-AKT信號通路、HIF-1信號通路等。PI3K-AKT信號通路[26]可以通過直接減少下游調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和存活的靶點(diǎn),從而保護(hù)心肌細(xì)胞,抑制凋亡,并通過磷酸化FoxO蛋白亞型,使其轉(zhuǎn)錄活性降低,間接阻止細(xì)胞的凋亡[27]。VEGF是血管內(nèi)皮生長因子,參與血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移以及血管的形成,它可以通過調(diào)節(jié)VEGF信號通路來防止斑塊形成,從而維持斑塊的穩(wěn)定[28],WANG等[29]通過研究發(fā)現(xiàn),哺乳類動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的過表達(dá),可以誘導(dǎo)AP-1升高VEGF,進(jìn)而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖,促進(jìn)血管的生成。腫瘤壞死因子(TNF-α)是一種具有多種作用效果的細(xì)胞因子,它可以通過多條信號通路來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡。TNF信號通路被激活后,可導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞受損,從而對斑塊的穩(wěn)定性造成損害,TNF信號通路還參與動脈粥樣硬化的產(chǎn)生和發(fā)展[30]。YANG等[31]的研究表明,TNF-α可以激活腫瘤壞死因子受體1(TNFR1),進(jìn)而激活PI3K/AKT的活性,提高AP-1啟動子的活性。HIF-1信號通路也參與了心血管疾病的產(chǎn)生和進(jìn)展,HIF-1是一個異二聚體,由α和β兩個亞基構(gòu)成,其中HIF-1α亞基起重要作用。HIF-1α在細(xì)胞輕度缺氧狀態(tài)下,通過對細(xì)胞凋亡的抑制來保護(hù)心肌細(xì)胞;HIF-1α在細(xì)胞嚴(yán)重且長時間缺氧的情況下,可通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的方式來降低其對周圍心肌細(xì)胞帶來的損傷[32]。以上結(jié)果表明,延胡索對心絞痛的治療作用與多種信號途徑有關(guān),如炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞凋亡代謝等。
本研究對3個關(guān)鍵核心靶點(diǎn)與5個延胡索有效成分進(jìn)行了分子對接驗(yàn)證,結(jié)果表明,在有效成分與關(guān)鍵核心靶點(diǎn)的對接中,JUN與紫堇堿、諾格拉辛、槲皮素、延胡索乙素均存在較強(qiáng)的結(jié)合作用,它們之間的結(jié)合能均小于0,這說明它們之間的分子對接結(jié)合構(gòu)象相比其他成分與靶蛋白的分子對接構(gòu)象更穩(wěn)定。由此可知,盡管目前缺乏相關(guān)文獻(xiàn)報道,但進(jìn)一步研究紫堇堿、諾格拉辛對心絞痛治療效果實(shí)屬必要。
綜上所述,本研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法,證明延胡索是通過多種有效成分、多個作用靶點(diǎn)、多條信號通路的方式來治療心絞痛,涉及到炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡代謝等一系列生物過程。延胡索的5個潛在有效成分(槲皮素、延胡索乙素、紫堇堿、異托林、諾格拉辛)與心絞痛的3個重要靶點(diǎn)(JUN、MAPK1、AKT1)相互作用是延胡索抗心絞痛的主要作用機(jī)制,以上分析結(jié)果可為解釋延胡索抗心絞痛藥理作用提供了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論依據(jù)。
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