基于代谢组学和网络药理学方法探讨芪参益气滴丸改善心衰大鼠心脏能量代谢的作用机制

摘要

组学与生物信息学为中药机制研究带来了新的思路。本研究采用代谢组学和网络药理学联合策略探讨芪参益气滴丸（Qishen Yiqi dropping pill, QDP）改善心力衰竭（heart failure, HF）大鼠心脏能量代谢的药效物质基础及网络调控机制。1H NMR代谢组学分析从HF大鼠心脏组织中发现肉碱、谷氨酰胺、肌酸、脯氨酸、高瓜氨酸、乳酸、牛磺酸和丙氨酸等8个代谢物在QDP治疗后显著回调,表明QDP调控糖、脂、ATP和蛋白质代谢等过程。动物实验操作均遵循中国医学科学院药物研究所实验动物管理与动物福利伦理委员会的规定。利用网络药理学建立“药物-成分-靶点-疾病”网络,并结合代谢组学结果提取与上述代谢过程相关的“成分-靶点”子网络,显示了QDP调节能量代谢潜在的47个作用靶点和79个化学成分,提炼了熊果酸、三七皂苷、人参皂苷等关键化学成分与INS、PPARG、AKT1等核心靶点,同时也从能量代谢的角度展示了QDP与HF之间多靶点、多成分的复杂作用关系。分子对接技术验证了部分靶点与化学成分良好的相互作用,其结合能均小于-5 kcal·mol-1。本研究结果为QDP临床应用及方剂开发利用提供了有用信息。