基于网络药理学和分子对接技术探讨黄芪-紫苏子配伍治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制

摘要

目的采用网络药理学和分子对接技术研究黄芪-紫苏子配伍治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的主要化学成分、可能的作用靶点以及相关信号通路,探讨其多成分-多靶点-多通路的潜在作用机制。方法通过TCMSP数据库检索黄芪-紫苏子的化学成分;运用PubChem数据库和Swiss Target Prediction数据库筛选其潜在靶点;借助GeneCards数据库检索COPD相关靶点,与黄芪-紫苏子化合物靶点进行交集筛选出共同靶点作为研究靶点;使用Cytoscape3.2.1软件构建"中药-化学成分-靶点-疾病"网络;将上述共同靶点导入String数据库获取数据后在Cytoscape3.2.1软件中构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI),然后进行核心靶点筛选;利用Metascape数据库进行GO和KEGG通路富集分析;使用RCSB PDB数据库、Pymol和Autodock Vina软件进行分子对接;采用A549细胞进行体外活性实验评价槲皮素和异鼠李素的抗炎作用,验证网络药理学及分子对接结果的科学准确性。结果黄芪-紫苏子的"中药-化学成分-靶点-疾病"网络包含34个化学成分和74个治疗COPD的潜在靶点,其核心化学成分主要为黄酮类化合物;另PPI网络中核心靶点主要涉及ALB、TP53、AKT1等;GO功能富集得到GOBP条目1841条,GOCC条目109条,GOMF条目105条;KEGG通路富集筛选得到130条信号通路,其中靶点在AGE-RAGE信号通路、PI3K-AKT信号通路和HIF-1信号通路等富集较为集中。分子对接结果显示,黄芪和紫苏子的核心化合物中的黄芪异黄烷苷、木犀草素、槲皮素以及异鼠李素等黄酮类成分对ALB具有较高亲和力。体外活性验证中槲皮素和异鼠李素具有显著的抗炎活性。结论黄芪-紫苏子配伍可通过多成分、多靶点和多通路调控炎症因子释放,达到治疗COPD的效果,为其分子机制研究奠定一定的基础。