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目的:采用网络药理学并结合体内外实验研究,探讨槐花散对溃疡性结肠炎的治疗作用,明确其作用机制。
方法:1.网络药理学分析。通过TCMSP数据库检索HHS所含四味药槐花、侧柏叶、荆芥穗及枳壳中的化合物,根据药物相似性(DL)和口服生物利用度(OB )两个指标对化合物进行了评估和筛选;使用PharmMapper数据库收集化合物的潜在靶点,并通过GeneCards数据库收集并筛选UC所影响的靶点,整合后获得HHS中化合物治疗UC所涉及到的潜在靶点;借助KOBAS3.0数据库进行GO分析和KEGG通路分析;使用Cytoscape3.6.1软件和STRING10.5数据库构建复杂的“化合物-靶点-通路”拓扑网络和蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)。通过分子虚拟对接预测活性化合物与关键靶点蛋白的结合能力。2.体外实验研究。采用脂多糖(LPS)诱导构建RAW264.7的炎症细胞模型,ELISA试剂盒检测造模细胞中相关炎性因子IL-6和TNF-α含量,确定HHS对结肠炎症的治疗作用,并检测活性成分芦丁、槲皮素、槲皮苷、山奈酚对IL-6和TNF-α的影响,验证其抗炎作用。体外作用机制初步研究,采用免疫印迹法探究HHS对于结肠炎症反应中EGFR/PI3K/AKT/HIF-1通路关键蛋白的表达情况的影响。3.体内验证试验。使用5%DSS溶液诱导UC小鼠模型,通过DAI评分,H&E染色,以及检测髓过氧化物酶(MPO)活性以及炎症因子IL-6、TNF-α、IL-1β的含量,评价HHS的药效。进一步使用免疫印迹法研究HHS对EGFR/PI3K/AKT/HIF-1/VEGF通路轴的作用,分析其作用机制。
结果:1.网络药理学研究,从HHS中筛选出23种化合物,共获得239个化合物靶点,450个UC靶点。其中有97个共有靶点。构建“化合物-靶点-通路”拓扑网络,根据Degree值筛选排名前十的潜在靶点:PLA2G2A、PIK3R1、EGFR、KDR、GSK3B、ODC1、BACE1、SRC、CA2、CA1。在蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)中,AKT1、KDR、ALB、EGFR、PIK3R1、MAPK1交联度较高。整合分析靶点信息,最终获得的关键靶点为EGFR、KDR、PIK3R1。KEGG通路富集共得到185条途径,按设定值(P<0.05,计数>8)筛选得到58条通路。排名前三位的信号通路为HIF-1、PI3K/AKT以及VEGF信号通路。GO富集分析得到843个GO条目,主要包括蛋白质转运、脂肪酸代谢、活性氧代谢、肽基酪氨酸自磷酸化等多种生物学过程。分子对接结果表明,活性化合物和关键靶点EGFR、KDR、PIK3R1的对接分数大于阈值,山奈酚,槲皮素,槲皮苷,芦丁对接分数较高。2.体外抗炎作用研究,以10μg/mL浓度的LPS诱导RAW264.7细胞能形成稳定的细胞炎症模型,分别以终浓度0.5、1、2、4mg/mLHHS处理细胞24h后,ELISA试剂盒检测炎性因子含量,结果发现不同浓度的HHS均显著降低炎症细胞因子IL-6和TNF-α的含量。同时,使用活性成分芦丁、槲皮素、山奈酚、槲皮苷分别处理RAW264.7炎性细胞,IL-6和TNF-α的含量显著降低。体外作用机制研究显示,HHS抑制了EGFR、P-PI3K、P-AKT和HIF-1α的表达,且呈现剂量依赖性。3.体内验证实验结果表明,低(0.52g/kg)、中(1.04g/kg)、高(2.08g/kg)剂量的HHS均可以降低DAI评分,增加UC小鼠结肠长度,并显著降低UC小鼠的结肠组织MPO活性以及炎症因子IL-6,TNF-α,IL-1β的含量。体内WesternBlot实验表明,HHS可以抑制EGFR,P-PI3K,P-AKT,HIF-1α以及VEGFR-2的表达。
结论:HHS及其活性成分可以降低炎症状态下RAW264.7细胞中炎性细胞因子IL-6和TNF-α的含量,可以抑制EGFR/PI3K/AKT/HIF-1/VEGF信号通路,并对UC小鼠具有治疗作用。HHS治疗UC可能与EGFR,KDR,PIK3R1等关键靶点及其共表达蛋白密切相关。
方法:1.网络药理学分析。通过TCMSP数据库检索HHS所含四味药槐花、侧柏叶、荆芥穗及枳壳中的化合物,根据药物相似性(DL)和口服生物利用度(OB )两个指标对化合物进行了评估和筛选;使用PharmMapper数据库收集化合物的潜在靶点,并通过GeneCards数据库收集并筛选UC所影响的靶点,整合后获得HHS中化合物治疗UC所涉及到的潜在靶点;借助KOBAS3.0数据库进行GO分析和KEGG通路分析;使用Cytoscape3.6.1软件和STRING10.5数据库构建复杂的“化合物-靶点-通路”拓扑网络和蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)。通过分子虚拟对接预测活性化合物与关键靶点蛋白的结合能力。2.体外实验研究。采用脂多糖(LPS)诱导构建RAW264.7的炎症细胞模型,ELISA试剂盒检测造模细胞中相关炎性因子IL-6和TNF-α含量,确定HHS对结肠炎症的治疗作用,并检测活性成分芦丁、槲皮素、槲皮苷、山奈酚对IL-6和TNF-α的影响,验证其抗炎作用。体外作用机制初步研究,采用免疫印迹法探究HHS对于结肠炎症反应中EGFR/PI3K/AKT/HIF-1通路关键蛋白的表达情况的影响。3.体内验证试验。使用5%DSS溶液诱导UC小鼠模型,通过DAI评分,H&E染色,以及检测髓过氧化物酶(MPO)活性以及炎症因子IL-6、TNF-α、IL-1β的含量,评价HHS的药效。进一步使用免疫印迹法研究HHS对EGFR/PI3K/AKT/HIF-1/VEGF通路轴的作用,分析其作用机制。
结果:1.网络药理学研究,从HHS中筛选出23种化合物,共获得239个化合物靶点,450个UC靶点。其中有97个共有靶点。构建“化合物-靶点-通路”拓扑网络,根据Degree值筛选排名前十的潜在靶点:PLA2G2A、PIK3R1、EGFR、KDR、GSK3B、ODC1、BACE1、SRC、CA2、CA1。在蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)中,AKT1、KDR、ALB、EGFR、PIK3R1、MAPK1交联度较高。整合分析靶点信息,最终获得的关键靶点为EGFR、KDR、PIK3R1。KEGG通路富集共得到185条途径,按设定值(P<0.05,计数>8)筛选得到58条通路。排名前三位的信号通路为HIF-1、PI3K/AKT以及VEGF信号通路。GO富集分析得到843个GO条目,主要包括蛋白质转运、脂肪酸代谢、活性氧代谢、肽基酪氨酸自磷酸化等多种生物学过程。分子对接结果表明,活性化合物和关键靶点EGFR、KDR、PIK3R1的对接分数大于阈值,山奈酚,槲皮素,槲皮苷,芦丁对接分数较高。2.体外抗炎作用研究,以10μg/mL浓度的LPS诱导RAW264.7细胞能形成稳定的细胞炎症模型,分别以终浓度0.5、1、2、4mg/mLHHS处理细胞24h后,ELISA试剂盒检测炎性因子含量,结果发现不同浓度的HHS均显著降低炎症细胞因子IL-6和TNF-α的含量。同时,使用活性成分芦丁、槲皮素、山奈酚、槲皮苷分别处理RAW264.7炎性细胞,IL-6和TNF-α的含量显著降低。体外作用机制研究显示,HHS抑制了EGFR、P-PI3K、P-AKT和HIF-1α的表达,且呈现剂量依赖性。3.体内验证实验结果表明,低(0.52g/kg)、中(1.04g/kg)、高(2.08g/kg)剂量的HHS均可以降低DAI评分,增加UC小鼠结肠长度,并显著降低UC小鼠的结肠组织MPO活性以及炎症因子IL-6,TNF-α,IL-1β的含量。体内WesternBlot实验表明,HHS可以抑制EGFR,P-PI3K,P-AKT,HIF-1α以及VEGFR-2的表达。
结论:HHS及其活性成分可以降低炎症状态下RAW264.7细胞中炎性细胞因子IL-6和TNF-α的含量,可以抑制EGFR/PI3K/AKT/HIF-1/VEGF信号通路,并对UC小鼠具有治疗作用。HHS治疗UC可能与EGFR,KDR,PIK3R1等关键靶点及其共表达蛋白密切相关。