基于UPLC-Q-TOF/MS和网络药理学分析探讨升陷汤治疗冠心病的有效成分及潜在机制

Exploring the effective compounds and potential mechanisms of Shengxian Decoction against coronary heart disease by UPLC-Q-TOF/MS and network pharmacology analysis.

作者信息Hao-Ming Zhou, Shi-Jun Yue, Wen-Xiao Wang, Qiao Zhang, Ding-Qiao Xu, Jia-Jia Li, Yu-Ping Tang, Xin-Yu Yang
PMID38681620
期刊Heliyon
发布时间2024-04-16
DOI10.1016/j.heliyon.2024.e29558

实验完整度

高

本研究包含UPLC-Q-TOF/MS成分分析、网络药理学预测、分子对接、大鼠CHD模型和H9c2细胞H/R模型,进行了功能验证和机制验证,证据层级多样。

主要模型

大鼠CHD模型(结扎左前降支冠状动脉结合力竭游泳和限食) H9c2心肌细胞H/R模型 GSE66360微阵列数据集(心肌梗死患者和对照组)

重点核对

大鼠CHD模型建立方法:力竭游泳、限食、左前降支冠状动脉结扎 SXD给药剂量:低剂量4.33 g/kg和高剂量12.99 g/kg,灌胃给药 H9c2细胞H/R处理条件:缺氧8小时,复氧12小时 SXD处理浓度:250 μg/mL、500 μg/mL和1 mg/mL,处理24小时 核心靶点验证:TNF、IL-6、IL-1β、TP53、VEGFA、PTGS2

摘要

作为一种著名的经典中药方剂,升陷汤(SXD)已被应用于治疗心血管疾病,尤其是冠心病(CHD)一个世纪,但其潜在的有效成分和潜在机制仍不清楚。通过超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)和网络药理学分析,鉴定并揭示了SXD的潜在有效成分及其治疗CHD的药理机制。通过UPLC-Q-TOF/MS分析、数据库和文献挖掘,筛选出57种具有良好药代动力学特性和生物活性的有效成分,与96个CHD相关靶点相互作用,支持潜在的协同治疗作用。对PPI网络和微阵列数据的系统分析进一步揭示了六个核心靶点,包括TNF、IL-1β、IL-6、TP53、VEGFA和PTGS2,这些靶点主要涉及流体剪切应力与动脉粥样硬化、脂质与动脉粥样硬化、PI3K-Akt信号通路等。此外,提出的有效成分贡献指数表明,这些成分,包括异阿魏酸、槲皮素、毛蕊异黄酮、阿魏酸、山奈酚、毛蕊异黄酮-7-O-糖苷、芒柄花素、黄芪甲苷IV和柴胡皂苷D,是SXD的核心成分。分子对接结果证实,这些核心成分-靶点对表现出较强的结合能。此外,我们验证了SXD可显著减轻CHD大鼠心肌组织损伤,并通过减弱TNF、IL-6和IL-1β的产生以及通过下调TP53、caspase3和细胞色素C mRNA表达水平以及caspase3、caspase9和细胞色素C蛋白表达水平减少心肌细胞凋亡,逆转H/R诱导的H9c2细胞活力下降,根据RT-qPCR和Western blot结果。我们的发现解释了SXD治疗CHD有效性的药理机制,并为SXD未来的基础和临床研究奠定了基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
升陷汤治疗冠心病的有效成分及其潜在药理机制是什么?
核心机制
SXD通过降低炎症因子TNF、IL-6和IL-1β的产生,并通过下调TP53、caspase3、caspase9和细胞色素C的表达来减少心肌细胞凋亡,从而发挥心肌保护作用。
主要证据
网络药理学和微阵列分析确定核心靶点,分子对接验证结合能;大鼠CHD模型中,SXD减轻心肌损伤并降低血清炎症因子水平;H9c2 H/R模型中,SXD提高细胞活力、降低ROS和凋亡率,并下调凋亡相关mRNA和蛋白表达。
研究意义
为SXD治疗CHD的药理机制提供了科学依据,并为CHD心肌损伤的临床防治提供了新思路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SXD化学成分分析

鉴定SXD中的主要化学成分。

通过UPLC-Q-TOF/MS分析SXD乙醇提取液,鉴定出113种化合物,其中57种被筛选为潜在有效成分。

2

网络药理学分析

预测SXD治疗CHD的潜在靶点和机制。

通过TCMSP、数据库和文献筛选有效成分,收集CHD相关靶点,构建PPI网络、C-T-D网络,计算CI,进行GO和KEGG富集分析,并进行分子对接验证核心成分-靶点结合。

3

体内实验验证

验证SXD对CHD大鼠心肌损伤的保护作用。

建立大鼠CHD模型,分为假手术、模型、SXD低剂量、SXD高剂量和Betaloc组,给药28天后检测心重指数、心肌梗死面积、组织病理学变化和血清炎症因子水平。

4

体外细胞实验验证

验证SXD对H/R诱导的H9c2心肌细胞损伤的保护作用及机制。

建立H9c2细胞H/R模型,检测SXD对细胞活力、ROS水平、凋亡率、炎症因子分泌以及凋亡相关mRNA和蛋白表达的影响。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MiLLi-Q IQ 7000纯水系统Merck--
Labconco Freezone 4.5L冷冻干燥机Labconco--
Waters Acquity SDS系统Waters--
ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱Waters--
MassLynx V4.2软件Waters--
Cytoscape 3.8.2软件----
AutoDockTools软件----
LigPlot软件----
PyMOL软件----
2%异氟烷----
6-0手术缝合线----
青霉素----
倍他乐克AstraZeneca--
2,3,5-三苯基氯化四氮唑----
伊红----
Masson染色试剂盒----
IL-6 ELISA试剂盒MEIMIANMM-0190R1
IL-1β ELISA试剂盒MEIMIANMM-0047R1
醛固酮ELISA试剂盒MEIMIANYJ002876
血管紧张素II ELISA试剂盒MEIMIANYJ058803
NT-proBNP ELISA试剂盒MEIMIANYJ003242
酶标仪RaytoRT-6100
DMEM培养基----
胎牛血清----
D-Hank's液----
二氮嗪----
MTT试剂----
二甲基亚砜----
活性氧检测试剂盒BeyotimeS0033M
DCFH-DA探针----
Beckman CytoFlex S流式细胞仪Beckman--
Annexin V-FITC/PI染色试剂盒BeyotimeC1062M
TNF ELISA试剂盒BIOFINEFU-D1393
IL-6 ELISA试剂盒BIOFINEFU-D1083
IL-1β ELISA试剂盒BIOFINEFU-D1032
RNeasy mini试剂盒QIAGEN--
Revert Ace逆转录试剂盒TOYOBO--
SYBR Green染料----
RIPA裂解液BeyotimeP1003B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
硝酸纤维素膜MilliporeHATF00010
Caspase3抗体Proteintech19677-1-AP
Caspase9抗体Biossbs-20773R
细胞色素C抗体Biossbs-0013R
β-actin抗体ZEN-BIOSCIENCE200068-8F10
HRP标记二抗ProteintechSA00001-1,
ECL化学发光试剂盒MilliporeWBKLS0500
Caspase 3活性检测试剂盒BeyotimeC1115
Bradford蛋白定量试剂盒BeyotimeP0006
酶标仪BioTek--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
SXD提取物制备
药材配比、提取溶剂(水或70%乙醇)、提取时间、冻干条件
阅读提示:Methods 2.1.1
化学指纹分析
UPLC-Q-TOF/MS参数、色谱柱、流动相、梯度条件
阅读提示:Methods 2.1.2
网络药理学筛选
有效成分筛选标准(OB、DL)、靶点数据库筛选条件、PPI网络参数
阅读提示:Methods 2.2
动物实验
大鼠品系、性别、体重、CHD模型建立方法、分组、给药剂量和途径、治疗周期
阅读提示:Methods 2.3.1
细胞实验
H9c2细胞培养条件、H/R模型建立参数、SXD处理浓度和时间
阅读提示:Methods 2.4.1
凋亡相关检测
RT-qPCR引物序列、Western blot抗体稀释比例、caspase-3活性检测方法
阅读提示:Methods 2.4.6-2.4.8