摘要:目的运用网络药理学的方法探讨黄芪治疗肾病综合征(NS)的分子作用机制。方法通过TCMSP数据库和文献挖掘获取黄芪主要活性成分,利用PharmMapper服务器、GeneCards和CoolGeN数据库预测和筛选黄芪活性成分的作用靶点。采用String数据库和Cytoscape软件绘制蛋白相互作用网络,通过SystemsDockWebSite对成分与靶点进行分子对接验证。借助DAVID数据库对靶点进行GO分析和KEGG通路分析,采用Cytoscape软件构建成分-靶点-通路-疾病网络。结果筛选得到黄芪25个活性成分,涉及47个作用靶点。网络分析结果表明,靶点主要涉及氧化应激、足细胞凋亡和脂质代谢等生物过程,通过调节Ras、Rap1、MAPK、PI3K-Akt和AGE-RAGE等信号通路来发挥治疗NS的作用。结论黄芪中黄酮类、皂苷类等活性成分可能是其治疗NS的物质基础,其作用机制涉及抗细胞凋亡、抗氧化应激和调节脂质代谢等。
肾病综合征(NS)是儿童和成人中最常见的肾脏疾病之一,其临床特征主要是大量蛋白尿、低蛋白血症、高脂血症和全身性水肿[1]。NS发病机制非常复杂,主要与足细胞损伤与凋亡、脂质代谢紊乱和氧化应激等有关[2-4]。目前NS的治疗仍以化学药物为主,但化学药会引起严重的毒副作用以及并发症[5-6]。而中医注重整体调节,毒副作用较小,研究发现防己黄芪汤、当归补血汤和参芪地黄汤等复方皆以黄芪AstragaliRadix为君药,在治疗肾病方面疗效显著[7-10]。黄芪始载于东汉末年的《神农本草经》,为豆科多年生草本植物,基原有蒙古黄芪和膜荚黄芪,是一味重要的传统中药,其用药历史迄今已有多年,其味甘、性温,具有补气固表、利水消肿、托毒生肌等功效,是中医治疗“肾病水肿”的常用药物[11-13]。近年来研究发现[14-15],单味药黄芪可以减少尿蛋白而减轻肾脏的损伤。临床研究发现[16],NS患者的氧化应激增强,而黄芪具有一定的抗氧化作用。虽然黄芪干预NS的疗效比较明确,但存在分子机制不明确的问题,仍需要进一步研究探索。因此,本研究以人类常见疾病靶标为研究对象,基于反向分子对接技术研究黄芪治疗NS的作用机制。
由于中药多成分、多途径和多靶点的特点,很难明确药效物质基础及作用机制。许多学者尝试用现代医学解释中药的作用机制。网络药理学[17]这一概念于年由英国药理学家Hopkins率先提出,基于系统生物学和多向药理学等多学科理论,从多维度视角理解药物干预疾病的分子机制。已有研究表明,通过网络药理学的方法研究中药的作用机制符合中医药的整体作用特点,方法准确可靠。如已有学者利用网络药理学方法研究脑震宁颗粒干预脑外伤的作用机制[18]、柴胡的抗抑郁作用机制[19]、款冬花止咳化痰的作用机制[20]。本研究以黄芪的25个成分为基础,运用网络药理学方法构建成分-靶点-通路-疾病网络,探讨其多成分、多靶点、多通路的作用机制,为黄芪治疗NS作用机制深入研究奠定基础。
1材料和方法
1.1黄芪化学成分的收集及筛选