基于网络药理学和体外实验探讨大黄抗脑缺血的作用机制
Exploring the Mechanism of Rhubarb root and rhizome in the Treatment of Ischemic Stroke by Network Pharmacology Analy-sis and in Vitro Experiment
摘要[目的]通过超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱联用技术(ultra-performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-Q-TOF/MS)结合网络药理学及体外实验,探讨大黄抗脑缺血的作用机制.[方法]通过UPLC-Q-TOF/MS鉴定大黄的入血成分,并通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)和Swiss Target Prediction获取大黄入血成分的潜在靶点,从基因组注释数据平台(Genome Annotation Database Platform,GeneCards)、在线人类孟德尔遗传(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)和药物靶标数据库(Therapeutic Target Database,TTD)获得缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)的相关靶点.采用Venny 2.1.0获得交集靶点,导入STRING数据库进行蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析,利用Cytoscape 3.7.2软件可视化并鉴定核心靶点,通过Metascape数据库进行基因本体(gene oncology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析以预测作用机制,通过AutoDock Vina进行分子对接,最后通过体外实验对网络药理学预测结果进行验证.[结果]大黄含药血清(serum containing rhubarb,SR)中共鉴定出15种活性成分,大黄与IS共有87个交集靶点.KEGG富集分析显示,大黄可能通过调控磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B,PI3K/AKT)和核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)等信号通路来减轻IS脑损伤.分子对接结果表明,核心成分与Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)/髓样分化因子(myeloid differentiation primary response gene 88,MyD88)/NF-κB信号通路关键靶点有较强的结合能力.体外实验发现,SR减少氧糖剥夺/复氧(oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)诱导的BV2细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生,提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力,并降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)和一氧化氮(nitric oxide,NO)的水平.此外,SR降低OGD/R诱导的BV2细胞中的促炎因子水平,同时提高抗炎因子水平,抑制TLR4、MyD88和NF-κB的蛋白表达.[结论]大黄通过抑制氧化应激和炎症反应,保护OGD/R诱导的BV2小胶质细胞,其作用机制可能与调控TLR4/MyD88/NF-κB信号通路相关.
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