慕娜娜 廖彬彬 李鎮(zhèn) 李吉品 李伊花 王瑩 陳旭冰
摘要: 基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接技術(shù),研究地膽草治療潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)的分子機(jī)制。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研確定地膽草的化學(xué)成分,利用SwissADME數(shù)據(jù)庫(kù)篩選活性成分、SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)其作用靶點(diǎn)。通過(guò)GeneCards、Disgenet、PharmGKB和TTD數(shù)據(jù)庫(kù)獲取UC的相關(guān)靶點(diǎn),并進(jìn)行拓?fù)浞治觯捎肕etascape數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)候選靶點(diǎn)進(jìn)行GO (gene ontology)功能和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes )生物通路富集分析,最后結(jié)合RCSB PDB數(shù)據(jù)庫(kù)及Chemdraw、PyMoL、AutoDock 4.2.6對(duì)核心成分和關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行分子對(duì)接驗(yàn)證并進(jìn)行可視化分析。從地膽草中篩選出34個(gè)調(diào)控UC的潛在靶點(diǎn),對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)作GO功能和KEGG通路富集分析,顯示地膽草可能通過(guò)對(duì)系統(tǒng)過(guò)程的調(diào)節(jié)、外部刺激反應(yīng)的負(fù)面調(diào)節(jié)、凋亡信號(hào)通路的調(diào)節(jié)以及機(jī)械刺激的反應(yīng)等生物學(xué)過(guò)程調(diào)節(jié)MAPK3、PIK3CA、STAT3和JAK2等關(guān)鍵靶點(diǎn)的表達(dá),從而參與調(diào)控癌癥信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路、幽門(mén)螺旋桿菌感染的上皮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和鈣信號(hào)傳導(dǎo)通路等多個(gè)KEGG信號(hào)通路,從而達(dá)到治療UC的目的。分子對(duì)接結(jié)果顯示,各活性成分與關(guān)鍵靶點(diǎn)的親和力較好。研究認(rèn)為地膽草治療UC的作用機(jī)制可能與抑制 MAPK3、PIK3CA、STAT3 等靶點(diǎn)的表達(dá),緩解結(jié)腸組織炎癥反應(yīng)有關(guān)。
關(guān)鍵詞:地膽草;潰瘍性結(jié)腸炎;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);分子對(duì)接
中圖分類號(hào):P41?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A?? 文章編號(hào):1002-4026(2023)06-0048-08
Investigating the mechanism of action of Elephantopus scaber L.
in the treatment of ulcerative colitis based on network
pharmacology and molecular docking
MU Nana,LIAO Binbin,LI Zhen,LI Jipin,LI Yihua,WANG Ying,CHEN Xubing*
(College of Pharmacy, Dali University, Dali 671000, China)
Abstract∶Investigating the molecular mechanism of Elephantopus scaber L. in the treatment of ulcerative colitis (UC) based on network pharmacology and molecular docking techniques. The chemical composition of Elephantopus scaber L. was determined based on literature research, the active ingredients were screened using the SwissADME database, and the targets were predicted by SwissTargetPrediction database. The GeneCards, Disgenet, PharmGKB, and TTD databases were used to obtain the relevant targets for UC, and the topological analysis was performed. The Metascape database was used to perform Gene Ontology (GO) function and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) was used for biological pathway enrichment analysis on the candidate targets. In addition, the RCSB PDB database and Chemdraw, PyMoL, AutoDock 4.2.6 was used for molecular docking validation and visualization of core components and key targets. 34 potential targets were screened out, and GO function and KEGG pathway enrichment analysis were performed on the key targets. The results showed that Elephantopus scaber L. can regulate systemic processes, negatively regulate the response to external stimuli, and regulate apoptosis signaling pathways. MAPK3, PIK3CA, STAT3, and JAK2 are regulated by biological processes such as responses to mechanical stimuli. Therefore it participates in the regulation of various KEGG signaling pathways, such as cancer signaling pathway, PI3K-Akt signaling pathway, NF-κB signaling pathway, Helicobacter pylori infection epithelial cell signaling pathway, calcium signaling pathway, etc. to treat UC.The molecular docking results showed that each active ingredient had good affinity to the key targets. The mechanism of? Elephantopus scaber L. in treating UC may be related to inhibiting the expression of MAPK3, PIK3CA, STAT3 and other targets, and relieving the inflammatory reaction of colon tissue.
Key words∶ Elephantopus scaber L.; ulcerative colitis; network pharmacology; molecular docking
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種慢性腸道炎癥性疾病,以反復(fù)發(fā)作的腹瀉、黏液膿血便、里急后重、腹痛為主要癥狀,其病程長(zhǎng)、易反復(fù)、預(yù)后差,甚至有癌變風(fēng)險(xiǎn)[1],可發(fā)生在任何年齡段,多見(jiàn)于20~40歲[2]。作為消化科的疑難病,我國(guó)近年來(lái)UC的發(fā)病率持續(xù)增長(zhǎng),復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)9.4%,且中重度患者占比高達(dá)83.61%,形勢(shì)嚴(yán)峻[3]。目前臨床多采用腎上腺皮質(zhì)激素、氨基水楊酸類、生物制劑、免疫抑制劑等藥物治療UC[4],但都存在用藥周期長(zhǎng)、不良反應(yīng)嚴(yán)重,且停藥后易復(fù)發(fā)的局限性[5-6]。UC在嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量的同時(shí),高昂的治療費(fèi)用也給患者造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在歐洲,與UC相關(guān)的年度直接和間接治療費(fèi)用估值高達(dá)12.5億~291億歐元,在美國(guó)則高達(dá)8.1億~149億美元[7]。因此,UC藥物的研發(fā)已成為研究者亟待解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)民族藥在治療慢性病方面有著重要作用,故本文選擇民族藥地膽草,探究其對(duì)UC的作用機(jī)制。
彝族藥地膽草(Elephantopus scaber L.)是菊科地膽草屬多年生直立草本植物,俗稱苦雞姆,別名地膽頭、草鞋底、鐵燈盞、地苦膽等,生長(zhǎng)于我國(guó)西南及華南地區(qū)的開(kāi)曠山坡、山谷林緣、具有一定植被覆蓋度的潮潤(rùn)地[8]。曾被1977版《中國(guó)藥典》收錄[9],現(xiàn)收錄于2010版《廣東省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》第二冊(cè)[10]。地膽草全草入藥,性寒,味苦辛,在民間應(yīng)用廣泛。據(jù)《中國(guó)民族藥志》記載,少數(shù)民族如苗族、傣族、瑤族、布依族、黎族、壯族、侗族等根據(jù)經(jīng)驗(yàn)方,用于牙痛、痢疾等病癥的治療?!吨袊?guó)植物志》中記載,地膽草主治感冒、菌痢、胃腸炎、腎炎水腫、癤腫等癥[11]。但是目前關(guān)于地膽草在藥理活性方面的研究局限于粗提物或體外實(shí)驗(yàn),其作用機(jī)制尚不明確,故本文基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法探討地膽草對(duì)UC的藥理作用,以期為后續(xù)的研究提供參考。
1 材料和方法
1.1 地膽草的潛在作用靶點(diǎn)篩選
基于知網(wǎng) (https://www.cnki.net/), Pubmed (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/), 百度學(xué)術(shù)(https://xueshu.baidu.com),Science Direct (https://www.sciencedirect.com)等查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知,目前已經(jīng)從地膽草中分離得到64種化合物[12]。從化源網(wǎng) (https://www.chemsrc.com)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得各個(gè)成分的CAS號(hào),在PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找地膽草的Canonical Smiles號(hào),將其導(dǎo)入SwissADME數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.swissadme.ch)(搜不到CAS號(hào)的成分,可直接利用其畫(huà)圖功能在線畫(huà)圖),篩選有效成分,確認(rèn)為有效成分之后再利用成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)SwissTargetPrediction (http://www.swisstargetprediction.ch/)獲得地膽草的潛在作用靶點(diǎn)。
1.2 UC的相關(guān)靶點(diǎn)預(yù)測(cè)
在GeneCards (https://www.genecards.org/)數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入“Ulcerative Colitis”,求得基因得分中位數(shù),取中位數(shù)之前的基因。在Disgenet (http://www.disgenet.org), PharmGKB (https://www.pharmgkb.org/)和TTD ( http://db.idrblab.net/ttd/)中輸入“Ulcerative Colitis”獲取基因,合并4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的靶點(diǎn)信息并去除重復(fù)值。
1.3 地膽草和UC交集靶點(diǎn)獲取
利用微生信 (https://www.bioinformatics.com.cn)對(duì)獲得的藥物靶點(diǎn)和疾病靶點(diǎn)取交集,即為地膽草治療UC的潛在靶點(diǎn)。
1.4 疾病與藥物的差異基因分析
將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中,限定物種為 Homo sapiens,構(gòu)建蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(protein-protein interaction, PPI)網(wǎng)絡(luò),將結(jié)果保存為tsv文件。導(dǎo)入Cytoscape 3.7.2軟件,篩選該網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)。
1.5 基因本體和京都基因與基因組百科全書(shū)通路富集分析
將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入Metascape數(shù)據(jù)庫(kù)中,限定物種為Homo sapiens ,并按照P值大小進(jìn)行排序。將選取的結(jié)果用微生信在線工具進(jìn)行基因本體(gene ontology ,GO)、京都基因與基因組百科全書(shū)(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集分析結(jié)果的可視化。
1.6 分子對(duì)接
將PPI網(wǎng)絡(luò)圖中的核心基因和KEGG富集分析得到的前3條通路中的基因取交集,篩選出11個(gè)基因,選用度值較大的10個(gè)成分進(jìn)行分子對(duì)接分析。在PDB (https://www.rcsb.org/)、PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取活性成分和核心靶點(diǎn)的2D結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu),利用Chem3D軟件將其格式轉(zhuǎn)化為3D結(jié)構(gòu),并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,PyMol軟件對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,最后使用AutoDock 4.2.6進(jìn)行分子對(duì)接,計(jì)算結(jié)合能。
2 結(jié)果
2.1 地膽草有效成分及靶點(diǎn)的篩選
通過(guò)SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù),結(jié)合藥代動(dòng)力學(xué)篩選到34個(gè)有效成分,1 804個(gè)靶點(diǎn),去除重復(fù)值之后得到555個(gè)靶點(diǎn),部分活性成分信息見(jiàn)表1,全表見(jiàn)OSID科學(xué)數(shù)據(jù)與內(nèi)容附表1。
2.2 ?UC潛在靶點(diǎn)的篩選
在GeneCards、DisGenet、PharmGKB和TTD數(shù)據(jù)庫(kù)分別以 “Ulcerative Colitis”為關(guān)鍵詞,搜索與UC相關(guān)的靶點(diǎn),去重后共得到1 837個(gè)疾病靶點(diǎn)。
2.3 核心靶點(diǎn)的獲取
將獲得的藥物靶點(diǎn)與疾病靶點(diǎn)上傳至微生信在線繪制網(wǎng)站,共獲得200個(gè)潛在靶點(diǎn),韋恩圖見(jiàn)OSID科學(xué)數(shù)據(jù)與內(nèi)容附圖1。
2.4 藥物-成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)建
利用Cytoscape 3.7.2構(gòu)建地膽草藥物-成分-靶點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖,見(jiàn)OSID科學(xué)數(shù)據(jù)與內(nèi)容附圖2,中央紅色節(jié)點(diǎn)代表藥材地膽草,下方綠色菱形節(jié)點(diǎn)為地膽草的活性成分,外周藍(lán)色三角形節(jié)點(diǎn)為藥物-疾病交集靶點(diǎn),節(jié)點(diǎn)的大小與其所連接的靶點(diǎn)數(shù)目成正比,連線表示藥物與靶點(diǎn)之間的相互作用關(guān)系。篩選出排名靠前的活性成分依次是香葉木素、木犀草素、苜蓿素、(Z)-8,11,12-三羥基-9-十八碳烯酸、大黃素甲醚、3-甲氧基-4-羥基-桂皮醛、異地膽草種內(nèi)酯、去氧地膽草內(nèi)酯、阿魏酸和異去氧地膽草內(nèi)酯以及地膽草種內(nèi)酯。排名前10位的靶點(diǎn)蛋白分別是CA2、ESR2、MMP1、PTGS2、MMP9、MMP2、ALOX5、TERT、EGFR、ESR1等,說(shuō)明其在疾病治療過(guò)程中可能發(fā)揮重要作用。
2.5 疾病與藥物的差異基因分析
將200個(gè)潛在靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫(kù),隱藏?zé)o相互作用的節(jié)點(diǎn),構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖,保存初始的tsv文件,將其導(dǎo)入Cytoscape 3.7.2中進(jìn)一步優(yōu)化,計(jì)算該網(wǎng)絡(luò)中degree的中位數(shù)為6,先根據(jù)degree的二倍中位數(shù)篩選一次得到43個(gè)核心靶點(diǎn),再利用Cyto NCA插件分析。計(jì)算其degree、betweenness、closeness centrality、information、LAC的中位數(shù)作為篩選條件,即 degree>19、betweenness >13.71、closeness centrality >0.42、information >7.87 、LAC>8.4,最終篩選出16個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn),并進(jìn)行可視化處理。得到的網(wǎng)絡(luò)圖中的面積越大、顏色越接近綠色,代表degree越高,而degree越高,說(shuō)明該靶點(diǎn)與其他靶點(diǎn)的相關(guān)性越明顯,見(jiàn)OSID科學(xué)數(shù)據(jù)與內(nèi)容附圖3。最終篩選的靶點(diǎn)拓?fù)鋵W(xué)參數(shù)見(jiàn)表2,推測(cè)其可能是地膽草治療UC的關(guān)鍵靶點(diǎn)。
2.6 GO和KEGG的富集分析
將Metascape數(shù)據(jù)庫(kù)中的富集結(jié)果用微生信平臺(tái)進(jìn)行可視化處理,以P值為篩選條件分別選取生物過(guò)程(biological process,BP)、細(xì)胞組分(cell component,CC)、分子功能(molecular function,MF)前5個(gè)條目,選取KEGG分析中前20條通路進(jìn)行可視化分析,結(jié)果見(jiàn)OSID科學(xué)數(shù)據(jù)與內(nèi)容附圖4、圖5。可見(jiàn)交集靶點(diǎn)主要參與對(duì)系統(tǒng)過(guò)程的調(diào)節(jié)、對(duì)外部刺激反應(yīng)的負(fù)面調(diào)節(jié)、對(duì)凋亡信號(hào)通路的調(diào)節(jié)以及對(duì)機(jī)械刺激的反應(yīng)等多個(gè)GO生物學(xué)過(guò)程;并參與調(diào)控癌癥信號(hào)通路、脂質(zhì)和動(dòng)脈硬化通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路、p53信號(hào)通路、幽門(mén)螺旋桿菌感染的上皮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和鈣信號(hào)傳導(dǎo)通路等多個(gè)KEGG信號(hào)通路。由富集分析可知,地膽草對(duì) UC 的治療作用涉及生物過(guò)程、分子功能和細(xì)胞組分以及通路過(guò)程,可能是一個(gè)多成分、多靶點(diǎn)、多通路的一個(gè)復(fù)雜生化過(guò)程。
2.7 分子對(duì)接
根據(jù)蛋白核心網(wǎng)絡(luò)和通路富集篩選出的核心靶點(diǎn),與度值排名靠前的化合物作分子對(duì)接,選取的化合物即香葉木素、木犀草素、苜蓿素、大黃素甲醚、3-甲氧基-4-羥基-桂皮醛、異地膽草種內(nèi)酯、去氧地膽草內(nèi)酯、阿魏酸和異去氧地膽草內(nèi)酯以及地膽草種內(nèi)酯,靶點(diǎn)蛋白分別為JUN(PDBID:6OSN)、MAPK1(PDBID:4ZZN)、AKT1(PDBID:1UNQ)、PIK3R1(PDBID:5GJI)、CTNNB1(PDBID:5IVN)、RELA(PDBID:2CE2)、STAT3(PDBID:6DLG)、EGFR(PDBID:6ICG)、PIK3CA(PDBID:6I1S)和JAK2(PDBID:5WA5)以及MAPK3(PDBID:4QTB)。對(duì)接的結(jié)果用熱圖表示(圖1)。
熱圖中,綠色越深,其結(jié)合能越小,表明其結(jié)合情況較好,圖中的數(shù)據(jù)顯示,各成分與蛋白之間的結(jié)合能均小于-20.92 kJ/mol,證明了篩選的活性成分與靶點(diǎn)蛋白之間結(jié)合較好。其中MAPK3、PIK3CA、STAT3和JAK2蛋白與各成分結(jié)合較佳,尤其MAPK3與大黃素甲醚、地膽草種內(nèi)酯、木犀草素、苜蓿素的結(jié)合能小于-39.748 kJ/mol,因此,推測(cè)所選取的化合物為地膽草治療UC的主要活性成分。最后,選取對(duì)接結(jié)合能量最低的構(gòu)象用于分析對(duì)接結(jié)合模型,見(jiàn)圖2,其中藍(lán)色表示受體,彩色表示小分子配體,黃色虛線表示形成的氫鍵,紫色表示氨基酸殘基。
3 討論與結(jié)論
UC發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前尚無(wú)明確定論,可能與遺傳、免疫、感染及精神等多因素交互作用有關(guān),其中炎癥因子平衡起重要作用,如炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)和炎癥介質(zhì)的異常表達(dá),抗炎因子與促炎因子調(diào)控失衡,以及其平衡失調(diào)引起免疫反應(yīng),均可導(dǎo)致結(jié)腸免疫功能失衡及紊亂,損傷結(jié)腸黏膜從而導(dǎo)致 UC 的發(fā)生發(fā)展,最終導(dǎo)致慢性炎癥[13]。
地膽草的民間藥用歷史悠久,在中國(guó)南方多用作食材,被廣泛用作煲湯原料,其臨床療效也頗為顯著[14]。民間有用于治療痢疾的經(jīng)驗(yàn),也廣泛用于咽炎、扁桃體炎等多種感染性疾病的治療[15],且目前已有研究證明其在炎癥和抗氧化方面具有良好的活性[16-17]。何昌國(guó)等[18]研究表明,地膽草全草提取物具有明顯的體外抗菌作用,能顯著抑制實(shí)驗(yàn)小鼠和大鼠的各期炎癥反應(yīng),抗炎強(qiáng)度優(yōu)于阿斯匹林組(P<0.05)。陳昌剛[19]從地膽草中提取的咖啡酸乙酯抑制T細(xì)胞免疫反應(yīng) ,推測(cè)下調(diào) Th1細(xì)胞因子可能是其免疫抑制效應(yīng)的機(jī)制之一, 咖啡酸乙酯對(duì)膠原誘導(dǎo)性小鼠關(guān)節(jié)炎具有抑制作用,下調(diào)高致病性Th17表達(dá),調(diào)控Th17細(xì)胞/Treg 平衡,可能是其治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的機(jī)制之一。本研究通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)地膽草可能通過(guò)調(diào)節(jié)MAPK3、PIK3CA、STAT3和JAK2等靶點(diǎn),從而進(jìn)一步調(diào)控癌癥信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路、p53信號(hào)通路、幽門(mén)螺旋桿菌感染的上皮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和鈣信號(hào)傳導(dǎo)通路,以達(dá)到治療UC的作用,進(jìn)一步說(shuō)明了其對(duì)UC患者的作用是多靶點(diǎn)、多通路的特點(diǎn)。
根據(jù)PPI網(wǎng)絡(luò)和分子對(duì)接分析,篩選出的4種潛在靶點(diǎn)可參與或控制多條信號(hào)通路和生物學(xué)途徑,以此來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫狀態(tài),及時(shí)對(duì)藥物和炎癥分子刺激做出應(yīng)答反應(yīng)。楊麗萍[20]發(fā)現(xiàn)MAPK和STAT3共同調(diào)節(jié)引起TNF-α啟動(dòng)子活性的增加,從而影響炎癥反應(yīng)。有研究表明ERK-MAPK通路的過(guò)度表達(dá)和激活在結(jié)腸癌的進(jìn)展中起著重要作用[21]。 PIK3CA與細(xì)胞增殖、黏附、分化和遷移等過(guò)程有密切聯(lián)系[22] ,PIK3CA基因突變,會(huì)引起PI3K酶處于持續(xù)激活狀態(tài)導(dǎo)致信號(hào)通路的紊亂。根據(jù) PIK3CA基因在結(jié)直腸癌中高頻突變, 并激活 PI3K/AKT信號(hào)傳導(dǎo)通路,說(shuō)明阻斷該信號(hào)通路激活對(duì) AKT的磷酸化可能成為治療結(jié)直腸癌的一條有效途徑[23] 。因此,抑制PIK3CA基因的突變是非常有必要的。STAT3為細(xì)胞因子和受體相互作用的載體,調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、生化、炎癥和免疫反應(yīng)[24]。目前公認(rèn) STAT3 參與活化 IL-10 受體,進(jìn)而調(diào)控其表達(dá)和分泌。IL-10 可減弱 T 淋巴細(xì)胞活性,同時(shí)還可以抑制被激活的過(guò)度免疫功能,通過(guò)抑制炎性因子的合成和釋放,強(qiáng)烈抑制促炎因子轉(zhuǎn)錄水平,從而起到抗炎的作用,尤其在腸道黏膜免疫中起到了重要作用[25]。JAK2 能識(shí)別細(xì)胞外信號(hào),發(fā)生磷酸化,激活后能夠使下游 STAT3 發(fā)生磷酸化;而 p-STAT3 具有轉(zhuǎn)錄激活活性,可以調(diào)節(jié)下游多種基因表達(dá),從而參與凋亡和炎癥的調(diào)控[26]。JAK2、STAT3 蛋白的磷酸化水平降低,導(dǎo)致進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)調(diào)控下游基因轉(zhuǎn)錄的 p-STAT3 減少,隨之引起細(xì)胞中促凋亡蛋白 Bax水平升高、抗凋亡蛋白Bcl-2水平下降[27]。因此推測(cè)地膽草可通過(guò)上述靶點(diǎn),干預(yù)UC 炎癥、抗氧化及促凋亡的發(fā)生發(fā)展,達(dá)到治療目的。
通過(guò)KEGG富集分析,預(yù)測(cè)得到幾條重要信號(hào)通路。其中涉及到癌癥信號(hào)通路,很多癌癥細(xì)胞都是由炎癥的正常細(xì)胞發(fā)展生成的[28], Dvorak[29]報(bào)道,癌癥和炎癥具有類似的信號(hào)通路,如細(xì)胞增殖、存活、遷移和血管生成改變,這些信號(hào)通路受生長(zhǎng)因子、促炎細(xì)胞因子和促血管生成因子的調(diào)節(jié)。PI3K/AKT通路的異常激活在UC的發(fā)病機(jī)制中起到了重要作用。蔣寅[30]研究表明,黃芩苷能減輕大鼠潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng),抑制PI3K磷酸化,下調(diào)Akt的活化,從而抑制 TNF-α、 IL-6等炎癥因子的分泌,進(jìn)而發(fā)揮其抗炎效應(yīng)。Li 等[31]報(bào)道,LRH黃酮類化合物通過(guò)減輕腸道炎癥和氧化應(yīng)激,恢復(fù)上皮細(xì)胞屏障功能,并通過(guò)調(diào)節(jié)PI3K/AKT途徑改善腸道微環(huán)境,對(duì)DSS引起的小鼠UC表現(xiàn)出多方面的保護(hù)作用。Chen等[32]研究表明,氧化苦參堿可以通過(guò)PI3K/AKT途徑抗炎、促凋亡、下調(diào)Th1和Th17細(xì)胞的分化來(lái)顯著改善UC癥狀,這一結(jié)果表明,參與UC發(fā)病機(jī)制的PI3K/AKT信號(hào)通路可能是一個(gè)有吸引力的治療靶點(diǎn)。Rahmani等 [33]發(fā)現(xiàn),在結(jié)腸炎小鼠模型中,RGS能顯著減輕結(jié)腸炎的癥狀,其保護(hù)作用是由PI3K/AKT和NF-kB信號(hào)通路的失活所介導(dǎo)的。
綜上所述,本研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對(duì)接方法,分析了地膽草多成分、多靶點(diǎn)、多通路治療UC的復(fù)雜機(jī)制過(guò)程。結(jié)果表明,地膽草活性成分可能通過(guò)調(diào)控癌癥通路、PI3K/AKT信號(hào)通路和NF-κB信號(hào)通路等,發(fā)揮抗炎、抗氧化和抑制免疫反應(yīng)的作用,從而緩解UC的臨床癥狀,為地膽草治療UC的深入研究提供了參考依據(jù)。
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