基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接技術(shù)探討淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的作用機(jī)制

徐艷紅,金 鑫,郭一沙,劉 睿

(1. 天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥制藥工程學(xué)院,天津 301617;2. 天津中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中醫(yī)藥海河實(shí)驗(yàn)室,天津 301617;3. 武警后勤學(xué)院,天津 300309;4. 武警特色醫(yī)學(xué)中心,天津 300162)

支氣管哮喘簡稱哮喘,哮喘是一種以慢性氣道炎癥為特征的呼吸系統(tǒng)疾病,其臨床癥狀表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的喘息、呼吸困難、胸悶和咳嗽等[1-2]。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《全球哮喘負(fù)擔(dān)報(bào)告》顯示全球大約有3億人口患有哮喘疾病,估計(jì)到2025年世界范圍內(nèi)將增加至4億哮喘患者[3]。哮喘疾病是僅次于癌癥的全球第二大致死和致殘疾病。西醫(yī)對(duì)哮喘的治療主要通過皮質(zhì)激素類藥物緩解哮喘的急性發(fā)作,但是患者若長期服用此類藥物,容易產(chǎn)生不良反應(yīng)甚至致使病情加重[4]。哮喘與中醫(yī)“哮病”理念有著緊密的聯(lián)系,其主要的發(fā)病機(jī)制歸結(jié)于肺部有痰,痰因肺脾腎功能失常,津液凝聚而成?，F(xiàn)代中醫(yī)研究支氣管哮喘常基于肺和腎虛、痰濕疾病來討論氣道炎癥、氣道重塑等病理特征然后提供不同的預(yù)防和治療方法。中醫(yī)藥在治療哮喘方面獨(dú)具特色,不僅能通過抑制氣道炎癥和舒張支氣管來治療哮喘,而且在治療哮喘的同時(shí)還能提高患者的自身免疫力[5-6]。中藥淫羊藿味辛、甘,性溫,歸肝、腎經(jīng)。不僅具有補(bǔ)腎陽、強(qiáng)筋骨、祛風(fēng)濕的功效[7],還具有抗衰老、增強(qiáng)免疫的功效[8]。女貞子甘、苦,性涼,歸肝、腎經(jīng),具有滋補(bǔ)肝腎、明目烏發(fā)的功效[9]。根據(jù)中醫(yī)“久病成虛”“緩則治本”的理論,平補(bǔ)腎中陰陽立法的藥對(duì)淫羊藿-女貞子是名老中醫(yī)徐輝光教授積30余年臨床之經(jīng)驗(yàn)而精選創(chuàng)制[10],臨床4∶3配伍作為支氣管患者緩解期用藥。研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿和女貞子配伍能減輕哮喘大鼠氣道重塑的病理改變,改善膠原沉積和杯狀細(xì)胞增生的現(xiàn)象[11]。目前尚未有系統(tǒng)研究淫羊藿-女貞子治療哮喘作用機(jī)制的相關(guān)報(bào)道。本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對(duì)接技術(shù)探討淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的核心成分以及作用機(jī)制,為淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1淫羊藿、女貞子的活性成分及靶點(diǎn)的獲取 利用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺(tái)(TCMSP,https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php)檢索中藥淫羊藿、女貞子的化學(xué)成分。以口服生物利用度(oral bioavailability,OB)和類藥性(drug likeness,DL)這兩個(gè)重要的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)其進(jìn)行初步篩選。通過篩選標(biāo)準(zhǔn)“OB≥30%,DL≥0.18”篩選淫羊藿-女貞子藥對(duì)的活性化合物,整理化合物的名稱以及Mol ID等信息,并收集化合物的對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)。通過Uniprot(https://www.uniprot.org)數(shù)據(jù)庫對(duì)收集的靶點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)置條件“Reviewed (Swiss-Prot)”并選擇人源性基因,獲得淫羊藿、女貞子成分靶蛋白對(duì)應(yīng)的靶基因。

1.2哮喘相關(guān)靶點(diǎn)的獲取 利用GeneCards(https:/www.genecards.org)、OMIM(https://www.omim.org)和DisGeNet(https://www.disgenet.org/)數(shù)據(jù)庫以“asthma”“bronchial asthma”為關(guān)鍵詞,檢索并收集哮喘靶點(diǎn)。為了排除與疾病低關(guān)聯(lián)的靶點(diǎn)對(duì)于后續(xù)研究的干擾,在GeneCards中篩選Relevance score值大于中位數(shù)且種類為protein coding為篩選條件,以及在DisGeNet中將Score大于中位數(shù)的疾病靶點(diǎn)納入到本研究哮喘靶點(diǎn)的范圍,最后將從3個(gè)數(shù)據(jù)庫收集的哮喘靶基因去重、匯總后獲得哮喘作用靶點(diǎn)。

1.3淫羊藿-女貞子藥對(duì)與哮喘交集靶點(diǎn)的獲取將收集的淫羊藿、女貞子成分靶基因匯總?cè)ブ睾?獲得淫羊藿、女貞子及淫羊藿-女貞子藥對(duì)成分的靶基因,然后與哮喘疾病靶基因匯總,將其導(dǎo)入Venny 2.1.0在線平臺(tái)并繪制淫羊藿、女貞子以及藥對(duì)作用靶點(diǎn)與哮喘靶點(diǎn)的交集基因韋恩圖。將淫羊藿-女貞子藥對(duì)與哮喘疾病的交集靶點(diǎn)輸出作為淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的潛在靶點(diǎn)。

1.4構(gòu)建“藥物-成分-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò) 通過Cytoscape 3.9.1軟件建立“藥物-成分-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò),并通過可視化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治霁@得關(guān)鍵成分。利用軟件的附加功能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)圖的度值(degree centrality,DC)和中間中心性(betweenness centrality,BC)和接近中心性(closeness centrality,CC)。將藥物、成分及靶點(diǎn)的作用關(guān)系進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析并可視化,以此來評(píng)價(jià)淫羊藿-女貞子藥對(duì)中活性成分和對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)的重要程度,從而探討其所含的化合物治療哮喘潛在的作用機(jī)制。

1.5構(gòu)建蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖 將淫羊藿-女貞子藥對(duì)與哮喘的交集靶基因上傳至STRING(https://cn.string-db.org/)數(shù)據(jù)庫,建立交集基因的蛋白相互作用(Protein-Protein Interaction,PPI)網(wǎng)絡(luò)。設(shè)定Organism為“Homo sapiens”,最低相互作用閾值為“medium confidence 0.400”,并隱藏網(wǎng)絡(luò)中沒有相互聯(lián)系的節(jié)點(diǎn),下載tsv.格式的PPI網(wǎng)絡(luò)文件。利用Cytoscape 3.9.1軟件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化分析。基于CytoNCA插件以Degree值進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?篩選核心靶點(diǎn)并繪制蛋白頻次條形圖。

1.6基因本體富集和通路分析 為了研究淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的潛在靶點(diǎn)的生物學(xué)功能,本研究使用DAVID(https://david.ncifcrf.gov)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行基因本體(gene ontology,GO)富集和KEGG通路分析。將淫羊藿-女貞子藥對(duì)的成分靶基因與哮喘靶基因的交集基因上傳至DAVID數(shù)據(jù)庫,設(shè)定物種為人類,然后進(jìn)行GO富集和信號(hào)通路分析,并借助微生信平臺(tái)(http://www.bioinformatics.com.cn/)對(duì)富集的結(jié)果進(jìn)行繪圖。

1.7分子對(duì)接 將從1.4獲得的核心成分前6名與從1.5獲得的排名靠前的6個(gè)核心靶點(diǎn)進(jìn)行分子對(duì)接。在PubChem數(shù)據(jù)庫(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)下載核心活性成分的3D結(jié)構(gòu),經(jīng)Chem 3D 20.0軟件能量最小化處理后保存為.pdb格式;從RCSB PDB數(shù)據(jù)庫(https://www.rcsb.org/)下載核心靶點(diǎn)的晶體結(jié)構(gòu)(PDB格式),IL-6(PDB ID:1ALU)、JUN(PDB ID:1JNM)、IL1B(PDB ID:6Y8M)、Akt1(PDB ID:6S9W)、VEGFA(PDB ID:4KZN)、TP53(PDB ID:7B4E);運(yùn)用Pymol軟件對(duì)核心靶點(diǎn)進(jìn)行去水和殘基配體、只保留裸蛋白的操作,再利用AutoDock 1.5.6軟件對(duì)核心靶點(diǎn)進(jìn)行去水、加氫操作保存為.pdbqt格式,對(duì)核心成分進(jìn)行去水、加氫和設(shè)置扭轉(zhuǎn)鍵操作保存為.pdbqt格式;最后運(yùn)行AutoDock vina進(jìn)行分子對(duì)接,將所有對(duì)接結(jié)果按照結(jié)合能大小排序,選擇結(jié)合能較小的對(duì)接結(jié)果輸出到Pymol軟件繪制對(duì)接結(jié)果的構(gòu)象圖。

2 結(jié) 果

2.1淫羊藿-女貞子藥對(duì)活性成分以及靶點(diǎn)的獲取 利用TCMSP數(shù)據(jù)庫篩選淫羊藿-女貞子藥對(duì)的活性成分。從TCMSP數(shù)據(jù)庫檢索得到淫羊藿130個(gè)化合物,女貞子119個(gè)化合物。以篩選條件(OB≥30%,DL≥0.18)篩選得到淫羊藿-女貞子藥對(duì)活性成分33個(gè),見表 1。其中淫羊藿包含23個(gè)活性成分,女貞子13個(gè)活性成分,3個(gè)共有成分即木犀草素(MOL000006-luteolin)、槲皮素(MOL000098-quercetin)、山柰酚(MOL000422-kaempferol)。利用Uniprot數(shù)據(jù)庫將從TCMSP數(shù)據(jù)庫獲得的靶點(diǎn)蛋白名稱轉(zhuǎn)化成基因名稱。將得到的人源性基因去重、匯總后,獲得淫羊藿-女貞子藥對(duì)共225個(gè)成分靶基因,其中淫羊藿成分靶基因217個(gè),女貞子成分靶基因195個(gè)。

2.2哮喘疾病靶基因的收集 從Genecards數(shù)據(jù)庫收集得到1 382個(gè)哮喘疾病靶基因,OMIM數(shù)據(jù)庫得到43個(gè)哮喘靶基因,DisGenet數(shù)據(jù)庫得到792個(gè)哮喘靶基因,去重、匯總后共得到1 720個(gè)哮喘疾病相關(guān)的靶基因。

2.3淫羊藿、女貞子及淫羊藿-女貞子藥對(duì)與哮喘交集基因 將淫羊藿、女貞子成分靶基因以及哮喘靶基因上傳到在線韋恩圖繪圖平臺(tái),獲取藥物成分與疾病的交集基因。通過在線韋恩圖(圖1A),得出淫羊藿活性成分與哮喘的共有靶基因125個(gè),女貞子活性成分與哮喘的交集靶基因115個(gè),淫羊藿-女貞子藥對(duì)活性成分與哮喘共有靶基因126個(gè)(圖1B),將126個(gè)靶基因視為淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的潛在靶點(diǎn)。

圖1 淫羊藿、女貞子以及藥對(duì)作用靶點(diǎn)與哮喘靶點(diǎn)的交集基因韋恩圖

表1 淫羊藿-女貞子活性成分的基本信息

2.4“藥物-成分-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 利用Cytoscape 3.9.1軟件構(gòu)建淫羊藿-女貞子藥對(duì)的成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖,見圖2。在網(wǎng)絡(luò)圖中節(jié)點(diǎn)代表藥物、活性成分和作用靶點(diǎn);節(jié)點(diǎn)間的連線連接藥物、成分和靶點(diǎn),體現(xiàn)其相互關(guān)聯(lián)性。該網(wǎng)絡(luò)圖中有節(jié)點(diǎn)258個(gè),邊612條。利用Cytoscape 3.9.1軟件的Network Analyzer功能對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行分析,成分的平均Degree值為4.67,即每個(gè)成分約與5個(gè)靶點(diǎn)相連。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)來說,一個(gè)節(jié)點(diǎn)的Degree值越大,表明其在網(wǎng)絡(luò)中的重要性越高,再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)中成分節(jié)點(diǎn)的CC值和BC值來共同判斷節(jié)點(diǎn)的重要程度。按照“Degree值≥2倍中位數(shù)(Degree≥20)”篩選核心成分,槲皮素(quercetin)、山柰酚(kaempferol)、木犀草素(luteolin)、2,7-二氫高刺桐春(C-Homoerythrinan, 1,6-didehydro-3,15,16-trimethoxy-, (3.beta.)-)、脫水淫羊藿素(Anhydroicaritin)、β-谷甾醇(beta-sitosterol)等化合物可能是淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的關(guān)鍵成分,見表 2。

注:菱形節(jié)點(diǎn)表示淫羊藿-女貞子藥對(duì)的活性成分;圓形節(jié)點(diǎn)表示活性成分對(duì)應(yīng)的靶點(diǎn);六邊形節(jié)點(diǎn)表示中藥淫羊藿和女貞子

2.5PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將126個(gè)淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的潛在靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫,獲得PPI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),然后利用Cytoscape 3.9.1軟件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化分析,見圖3。并基于拓?fù)浞治龅膮?shù)篩選核心靶點(diǎn),將Degree值≥2倍中位數(shù)(Degree≥68)的有效靶點(diǎn)定義為核心靶點(diǎn),IL-6、Akt1、TP53、VEGFA、IL1B等靶點(diǎn)可能是淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的關(guān)鍵靶點(diǎn),見圖4。

圖3 淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘潛在靶點(diǎn)的PPI網(wǎng)絡(luò)

圖4 淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的核心靶點(diǎn)

表2 淫羊藿-女貞子藥對(duì)的核心成分及拓?fù)鋮?shù)

2.6GO富集和KEGG通路分析 通過DAVID數(shù)據(jù)庫對(duì)126個(gè)淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的潛在靶點(diǎn)進(jìn)行基因本體(GO)富集和KEGG通路分析。基因本體包含3個(gè)本體(ontology),分別為生物學(xué)過程(biological process,BP)、所處位置的細(xì)胞組成(cellular component,CC)和所發(fā)揮的分子功能(molecular function,MF)?；赑<0.05,共獲得493個(gè)生物過程(BP)條目,63個(gè)細(xì)胞組成(CC)條目,99個(gè)分子功能(MF)相關(guān)的條目,147條淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘潛在靶點(diǎn)富集的通路。

對(duì)排名前10的GO分析條目繪制柱狀圖進(jìn)行分析(見圖5),結(jié)果顯示GO分析主要富集在對(duì)細(xì)胞增殖、基因表達(dá)的正向調(diào)節(jié)、凋亡過程的負(fù)向調(diào)節(jié)、血管生成、炎癥反應(yīng)、對(duì)缺氧的反應(yīng)等生物學(xué)過程,細(xì)胞外、膜筏、轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體和大分子復(fù)合體等細(xì)胞組成,以及酶結(jié)合、蛋白質(zhì)結(jié)合、血紅素結(jié)合、細(xì)胞因子活性、RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄因子活性等分子功能。

圖5 淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘潛在靶點(diǎn)的GO富集分析

對(duì)排名前20的信號(hào)通路繪制氣泡圖進(jìn)行分析(見圖6),結(jié)果顯示淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘可能與AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications(AGE-RAGE信號(hào)通路)、IL-17 signaling pathway(IL-17信號(hào)通路)、PI3K-Akt signaling pathway(PI3K-Akt信號(hào)通路)、TNF signaling pathway(TNF信號(hào)通路)、Th17 cell differentiation(IL-17細(xì)胞分化)、C-type lectin receptor signaling pathway(C型凝集素受體信號(hào)通路)等通路有潛在關(guān)聯(lián)。

圖6 淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘潛在靶點(diǎn)的KEGG通路分析

2.7分子對(duì)接分析 一般認(rèn)為結(jié)合能<0 kcal/mol提示配體與受體有一定的結(jié)合能力,結(jié)合能<-5 kcal/mol提示配體與受體有較好的結(jié)合活性。根據(jù)分子對(duì)接結(jié)果(見表3),除了β-谷甾醇、脫水淫羊藿素和2,7-二氫高刺桐春與VEGFA蛋白的結(jié)合能>-5 kcal/mol,核心成分與IL-6、Akt1、TP53、IL1B和JUN的結(jié)合能均<-5 kcal/mol,說明淫羊藿-女貞子藥對(duì)的有效成分與核心靶點(diǎn)具有較好的結(jié)合活性,并且有效成分與Akt1蛋白有很好的結(jié)合能力。此結(jié)果證明淫羊藿-女貞子藥對(duì)是通過藥物多成分-多靶點(diǎn)發(fā)揮治療哮喘的功效。利用Pymol軟件繪制對(duì)接結(jié)果的構(gòu)象圖(見圖7)。

A:IL-6與木犀草素;B:Akt1與β-谷甾醇;C:TP53與脫水淫羊藿素;D:IL1B與木犀草素;E:VEGFA與木犀草素;F:JUN與槲皮素

表3 淫羊藿-女貞子藥對(duì)核心成分和核心靶點(diǎn)對(duì)接的結(jié)合能結(jié)果(kcal/mol)

3 討 論

《醫(yī)宗必讀》云:“腎為先天之本?！比裟I臟精氣陰陽不足,即腎虛,則會(huì)使機(jī)體失衛(wèi),外邪趁機(jī)而入,肺為嬌臟,最易受邪,邪郁于肺衛(wèi),肺失宣降,從而誘發(fā)哮喘。中西醫(yī)結(jié)合專家沈自尹通過調(diào)查研究認(rèn)為,哮喘患者普遍存在腎臟精氣陰陽不足的現(xiàn)象,部分患者表現(xiàn)為陰虛哮喘。淫羊藿、女貞子作為常用的延緩衰老的補(bǔ)腎中藥,兩藥配伍可平補(bǔ)腎中陰陽,用于腎虛型哮喘具有較好的治療效果。本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接的方法,預(yù)測淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的藥效成分、靶點(diǎn)和通路,闡釋其作用機(jī)制,為淫羊藿-女貞子治療哮喘的進(jìn)一步研究提供參考。

由藥物-化合物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖可知,槲皮素、山柰酚、木犀草素、β-谷甾醇、脫水淫羊藿素等成分在網(wǎng)絡(luò)中具有重要作用,表明這些成分可能是淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的關(guān)鍵成分。槲皮素具有抑制組胺和促炎介質(zhì)分泌的抗過敏作用。槲皮素可調(diào)節(jié)哮喘疾病中Th1/Th2的平衡,減少B細(xì)胞釋放抗原特異性IgE抗體發(fā)揮抗炎和免疫調(diào)節(jié)的作用,適用于哮喘的治療[12]。研究表明山柰酚在呼吸系統(tǒng)疾病模型(哮喘、急性肺損傷和慢性阻塞性肺疾病等)具有抑制黏液分泌、減輕氣道炎癥反應(yīng)的作用[13-15]。木犀草素作為黃酮類化合物在哮喘疾病的治療中發(fā)揮抗炎、抗過敏和增強(qiáng)免疫的活性。木犀草素能夠影響多種炎癥相關(guān)通路的表達(dá),減少炎癥因子的活性,以達(dá)到緩解炎癥的作用[16]。木犀草素可以通過抗氧化應(yīng)激和抑制COX-2信號(hào)通路[17],抑制TLR4/NF-κB[18]途徑抑制氣道炎癥,還可以抑制MAPK通路改善哮喘大鼠的氣道重塑病理過程[19]。β-谷甾醇已被證明具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤以及潛在的抗哮喘作用,能夠改善卵清蛋白(OVA)誘導(dǎo)的哮喘豚鼠導(dǎo)致的肺功能障礙,減少肺泡灌洗液的炎性浸潤和抑制TNF-α、IL-4和IL-5的炎癥因子分泌改善Th2型氣道炎癥[20]。另外,β-谷甾醇通過抑制IL-17A的分泌和提高IL-35的水平而調(diào)節(jié)Th17/Treg免疫失衡[21]。脫水淫羊藿素對(duì)由脂多糖(LPS)誘導(dǎo)而活化的巨噬細(xì)胞釋放IL-6、TNF、MCP-1等促炎細(xì)胞因子的病理過程具有抑制作用[22],對(duì)活化的小鼠T淋巴細(xì)胞具有抑制作用以及抑制IL-6、IL-10等細(xì)胞因子分泌,表明脫水淫羊藿素具有潛在的免疫抑制作用[23]。

由PPI網(wǎng)絡(luò)可知,淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的核心靶點(diǎn)包括IL-6、Akt1、TP53、VEGFA、IL1B、JUN等。IL-6是由巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞等分泌的細(xì)胞因子,具有免疫調(diào)節(jié)作用、反應(yīng)機(jī)體的炎癥反應(yīng)和抗腫瘤效應(yīng)。IL-6參與哮喘的發(fā)生發(fā)展,研究發(fā)現(xiàn)哮喘患者在急性發(fā)作時(shí)體內(nèi)的IL-6明顯升高[24]。Akt1是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,可通過磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)被激活。抑制Akt1的激活可以改善過敏性哮喘的氣道炎癥反應(yīng)[25]。TP53是一種抑癌基因,遲發(fā)性哮喘患者外周血中叉頭盒狀O轉(zhuǎn)錄因子3(FOXO3)和TP53的mRNA表達(dá)有明顯差異,可能與DNA甲基化的調(diào)節(jié)有關(guān)。FOXO3和TP53甲基化是預(yù)測遲發(fā)性哮喘患者血液中的生物標(biāo)志物,并且可能是遲發(fā)性哮喘的診斷和臨床治療的有效靶點(diǎn)[26]。血管內(nèi)皮生長因子A(VEGFA)存在于血管內(nèi),是由血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌產(chǎn)生,在血管通透性和肺血管增殖方面發(fā)揮重要作用,影響哮喘氣道重塑發(fā)展的病理過程[27]。IL1B可以增加內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)嗜中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等細(xì)胞的黏附力,而內(nèi)皮細(xì)胞遍布于全身各處,是炎癥反應(yīng)中各類物質(zhì)相互作用的交匯點(diǎn)。另外,IL1B能促進(jìn)炎癥細(xì)胞的活性,尤其是單核細(xì)胞,調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)和活化而參與炎癥反應(yīng)[28]。JUN家族包含c-JUN、JUNB、JUND蛋白,c-JUN也是轉(zhuǎn)錄因子AP-1家族的成員,是AP-1復(fù)合物中最具有轉(zhuǎn)錄活性的轉(zhuǎn)錄因子,AP-1與DNA結(jié)合后調(diào)控多種基因的表達(dá),可以通過調(diào)節(jié)VEGF、基質(zhì)金屬蛋白酶等因子的表達(dá),參與哮喘氣道重塑的發(fā)展變化[29]。

由KEGG通路分析可知,與哮喘相關(guān)的通路有AGE-RAGE信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、TNF信號(hào)通路等。AGE-RAGE信號(hào)通路是一種重要的炎癥通路,該通路可以激活NF-κB傳導(dǎo)途徑,促進(jìn)炎癥因子釋放(比如TNF-α),參與哮喘的發(fā)生、發(fā)展[30]。IL-17信號(hào)通路參與中性粒細(xì)胞誘導(dǎo)的哮喘[31]。PI3K-Akt信號(hào)通路通過調(diào)控嗜酸性粒細(xì)胞浸潤、氣道杯狀細(xì)胞增生和黏蛋白MUC5AC等細(xì)胞和細(xì)胞因子的表達(dá)而參與氣道黏液高分泌過程[32]。TNF信號(hào)通路通過調(diào)控氣道炎癥和氣道重塑參與哮喘的病理變化過程。Th17細(xì)胞在炎癥發(fā)生過程中可以分泌大量IL-17,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的聚集,引發(fā)炎癥反應(yīng)[33]。Th17細(xì)胞通過誘導(dǎo)IL-6、TNF-α等炎癥因子的表達(dá),參與哮喘等疾病的發(fā)生[34]。

本研究借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接技術(shù),預(yù)測了淫羊藿-女貞子藥對(duì)治療哮喘的主要活性成分為槲皮素、山柰酚、木犀草素、2,7-二氫高刺桐春、脫水淫羊藿素等,可能通過作用于IL-6、Akt1、TP53、VEGFA、IL1B等靶點(diǎn)以及作用于IL-17通路、PI3K-Akt通路和TNF通路等多個(gè)信號(hào)通路發(fā)揮治療哮喘的作用。但由于篩選成分時(shí)未考慮多種成分之間的相互作用,以及數(shù)據(jù)庫信息存在滯后性和不全面性,使得研究具有一定的局限性,后期需要進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,以明確其作用機(jī)制。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。