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基于网络药理学和分子对接探究附子理中丸合五苓散治疗肝硬化腹水的作用机制

摘要目的:肝硬化腹水是各种肝病发展到终末期最常见的并发症之一,对患者的生活品质造成了极大的损害。肝硬化腹水发病机制十分复杂,由于肝硬化是导致腹水的病因,且西医并没有比较周全的治疗手段,对于肝硬化腹水多采用利尿、补充白蛋白、使用护肝药等方法,但只能短期缓解,治标不治本。中医药在治疗肝硬化及其并发症腹水方面疗效显著,五苓散是治疗鼓胀的经典方,而附子理中丸又是温补脾肾之良方,两者合用是脾肾阳虚型肝硬化腹水之推荐方,但其治疗机制尚不明确,目前也没有这方面的网络药理学和分子对接研究。本研究在计算机辅助技术的帮助下,通过运用网络药理学的拓扑分析和分子对接技术,对附子理中丸合五苓散治疗肝硬化腹水的物质基础和潜在作用机制进行了深入的探讨和分析,这为未来的临床和实验研究开辟了新的途径。<br>  方法:在中药分子机制生物信息学注释数据库BATMAN-TCM中搜索附子理中丸合五苓散中9味中药的有效成分和靶基因,然后分别以肝硬化腹水和水肿的医学英文全称在过Genecards、Drugbank、TTD和OMIM疾病基因数据库搜索基因靶点,两者分别先取疾病基因数据库的合集,再取交集。利用绘图软件venny绘制韦恩图,将获得药物作用靶点与肝硬化腹水的靶点汇总并且取交集,获得两者共有靶点。在String蛋白质相互作用数据库获取相关蛋白功能,再利用Cytoscape绘图软件,绘制中药—有效成分—核心靶点的网络结构图和核心靶点蛋白质相互作用图,筛选出附子理中丸合五苓散治疗肝硬化腹水的核心靶点基因,并且对所得的核心靶点基因进行GO功能富集分析、KEGG通路富集分析。根据富集分析的结果,利用AutodockTool对接工具对附子理中丸合五苓散中关键有效成分与治疗肝硬化腹水的几个核心靶点进行分子对接并建立分子对接模型,探测药物有效成分与关键靶点中的氨基酸相结合的位点及的氢键和结合能,预测其中最关键的成分和靶点,最后用Pymol软件作图。<br>  结果:通过BATMAN-TCM筛选出附子理中丸合五苓散中药有效成分247个,药物靶点基因共1137个。肝硬化腹水靶点2066个,水肿的疾病靶点7742个,两者交集靶点545个,药物与疾病的共同靶点275个。通过网络药理学分析结果显示,附子理中丸合五苓散中Degree值(节点值,即同一节点的连线数量)前4位药物关键有效成分分别是白藜芦醇(Resveratrol)、檞皮素(quercetin)、大麻二酚(Cannabidiol,)、大黄素(Emodin),附子理中丸合五苓散治疗肝硬化腹水的核心靶点分别为TP53、IL6、TNF、AKT1、STAT3、EGFR、IL1B、SRC、IFNG。因此,附子理中丸合五苓散主要通过4个关键药物有效成分作用于9个核心靶点,从而发挥治疗肝硬化腹水的作用。GO分析结果表明,附子理中丸合五苓散对肝硬化腹水的治疗有多个生物学过程参与其中(BP),主要包括基因表达的正向调控、RNA聚合酶ⅱ启动子的转录正调控、凋亡过程的负调控、蛋白激酶B信号传导、平滑肌细胞增殖的正向调节、炎症反应、转录正调控等方面;参与其中的细胞成分信息(CC)主要有大分子复合物、细胞外区域、细胞外间隙、薄膜筏、细胞质、质膜细胞质侧的外在成分、转录因子复合物、细胞质核周区、常染色质、细胞核等;其中涉及的分子功能(MF)主要有酶结合、相同的蛋白质结合、细胞因子活性、蛋白磷酸酶结合、泛素蛋白连接酶结合、蛋白质结合、蛋白激酶活性、生长因子活性、蛋白激酶结合等。同时,KEGG信号通路富集分析结果显示交集靶点主要富集于癌症通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、TNF信号通路、HIF-1信号通路、JAK-STAT信号通路等传导途径。分子对接显示,附子理中丸合五苓散中的4个关键药物有效成分与核心靶点能够稳定结合,同时分子对接的结果也表明白藜芦醇与AKT1的对接最稳定。<br>  结论:本研究通过对附子理中丸合五苓散中247个药物活性成分与275个交集靶点的连接情况进行网络药理学分析以及对交集靶点进行GO、KEGG富集分析,发现附子理中丸合五苓散药物中的有效成分可以通过多条信号通路对肝硬化腹水进行干预,附子理中丸合五苓散通过免疫调节、调控细胞增殖和分化、调控炎症反应等生物学过程,从而通过多靶点、多途径和多系统干预和治疗肝硬化腹水的特性,通过诱导细胞自噬和凋亡、减轻氧化应激和炎症反应、抑制肝癌细胞、调控多条通路从而起到保肝的作用。综合分子对接预测,附子理中丸合五苓散的关键药物有效成分与治疗肝硬化腹水的核心靶点能够稳定结合,白藜芦醇与AKT1可能是附子理中丸合五苓散治疗肝硬化腹水的关键有效成分和靶点。本研究揭示了中药复方附子理中丸合五苓散治疗肝硬化腹水潜在的作用机理,为接下来的实验和临床研究提供了新的方向和一定的理论基础,有望推动中医药治疗肝硬化腹水的进一步发展。

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导师 杨帆
学位信息:
湖北中医药大学 中西医结合 中西医结合临床(硕士) 2024年
分类号 R657.31R285
发布时间 2024-09-09
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