贝宁与中国草药治疗COVID-19的比较研究

Comparison study of Beninese and Chinese herbal medicines in treating COVID-19.

作者信息Elisabeth A Houeze, Yi Wang, Qian Zhou, Han Zhang, Xiaoying Wang
PMID36773790
发布时间2023-05
DOI10.1016/j.jep.2023.116172

实验完整度

研究包含民族医学调查、网络药理学分析、分子对接及BEAS-2B细胞实验等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

BEAS-2B细胞系 民族医学调查人群(贝宁南部四个社区)

重点核对

六种最常用草药:Citrus aurantiifolia(13.18%)、Momordica charantia(7.75%)、Ocimum gratissimum(7.36%)、Crateva adansonii(6.59%)、Azadirachta indica(5.81%)、Zanthoxylum zanthoxyloides(5.42%) 活性成分筛选标准:OB≥30%且DL≥0.15 细胞实验:BEAS-2B细胞,LPS(10 μg/mL)诱导损伤,六种化合物浓度0.1、1、10 μmol/L 炎症因子检测:ELISA检测IL-6和TNF-α;细胞活力CCK-8,LDH释放 分子对接:ACE2、3CLpro、Spike三个靶点;结合能阈值-6 kcal/mol 阳性对照:地塞米松(5 μmol/L)

摘要

民族药理学相关性:全球范围内使用天然疗法是增强免疫力、对抗和预防该疾病的替代治疗解决方案。冠状病毒疾病在全球的迅速蔓延促进了人们从不同途径寻找治疗解决方案。中国和贝宁已经看到使用天然疗法,如中草药和当地特有植物,作为治疗COVID-19的替代方案。研究目的:本研究旨在确定贝宁受COVID-19影响最严重的四个城市中草药使用的普遍性,并将其与传统中药进行比较,最后通过体外实验验证最常用的六种植物主要成分的功效。材料与方法:本研究以市场草药师和传统治疗师为对象,在贝宁南部的四个代表性社区(科托努、阿博梅-卡拉维、泽、维达)进行了民族医学调查。使用网络药理学研究了六种最常用草药的化学成分。使用包括IPA在内的数据库,并使用Cytoscape软件可视化,对前六种草药进行了基于网络的疾病基因和药物、靶点、功能和通路富集分析的全局预测。将中国用于治疗COVID-19的三种中药和三种方剂与贝宁使用的六种主要草药进行比较,以确定它们之间的相似性,并指导两国的临床用药。最后,通过测量BEAS-2B细胞的活力和给予不同成分后炎症因子的释放,验证了六种植物中常见成分的功效。通过分子对接验证了六种成分与COVID-19相关靶点的结合能力。结果:根据用药调查,六种最常用的草药是Citrus aurantiifolia(13.18%)、Momordica charantia(7.75%)、Ocimum gratissimum(7.36%)、Crateva adansonii(6.59%)、Azadirachta indica(5.81%)和Zanthoxylum zanthoxyloides(5.42%)。最具代表性的植物科是芸香科、唇形科、葫芦科、楝科和山柑科。对这六种植物的网络药理学研究表明,黄酮类化合物槲皮素、山奈酚和β-谷甾醇是贝宁草药的主要活性成分。中草药和贝宁草药在炎症和氧化应激缓解方面具有相同的靶点和通路。轻度COVID-19相关靶点来自C. aurantiifolia和M. charantia,重度COVID-19相关靶点来自A. indica A. Juss。细胞活力和酶联免疫吸附测定结果证实,六种主要化合物可以通过抑制炎症因子的表达来保护BEAS-2B细胞免受损伤,其中槲皮素和异欧前胡素更有效。对接验证了六种化合物与COVID-19相关靶点具有良好的结合潜力。结论:这些结果表明,贝宁草药和中草药在化合物、靶点和通路方面有一定程度的重叠。在贝宁常用植物中,C. aurantiifolia和M. charantia可能对治疗轻度COVID-19有良好的疗效,而对于重度COVID-19,可以在此基础上加入A. indica。

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
贝宁南部社区用于治疗COVID-19的草药使用情况如何,且与中药在成分、靶点和通路上有何相似性?其常见活性成分是否具有保护细胞和抗炎作用?
核心机制
贝宁草药和中药在成分、靶点和通路上有重叠,主要涉及炎症和氧化应激相关通路,例如MAPK3和流感A等传染病相关通路。其成分可能通过抑制炎症因子释放(如IL-6、TNF-α)发挥抗炎和抗病毒作用。
主要证据
网络药理学分析发现槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇等为活性成分;体外实验表明六种化合物抑制LPS诱导的BEAS-2B细胞炎症因子释放,其中槲皮素和异欧前胡素效果更佳;分子对接显示与ACE2、3CLpro、Spike结合良好。
研究意义
贝宁传统药物可能通过多靶点、多成分、多通路机制在COVID-19治疗中发挥作用,但需后续实验证实。

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

民族医学调查

确定贝宁南部四个社区用于治疗COVID-19的草药使用情况。

在科托努、阿博梅-卡拉维、泽、维达四个社区,对市场草药师和传统治疗师进行访谈,记录使用的植物、配方和制备方法。

2

草药鉴定与统计分析

鉴定植物物种并计算引用频率,确定最常用的草药。

采集受访者提到的植物样本,根据贝宁国家植物标本馆进行鉴定,使用The Plant List核对学名,计算引用频率(FC)。

3

网络药理学分析

预测六种最常用草药的活性成分、靶点和通路。

利用植物化学成分数据库和TCMSP筛选活性成分,Swiss Target Prediction和SEA预测靶点,与COVID-19靶点取交集,构建网络,进行PPI和KEGG通路富集分析。

4

中贝草药比较

比较中国和贝宁用药在成分、靶点和通路上的相似性。

从文献中提取中国的三种中药和三种方剂,与贝宁六种草药进行比较,分析共有成分和靶点通路。

5

细胞活力与炎症因子检测

验证六种主要成分对BEAS-2B细胞的保护作用和抗炎效果。

用LPS诱导BEAS-2B细胞损伤,给予不同浓度的六种成分(stigmasterol, kaempferol, isovitexin, isoimperatorin, quercetin, β-sitosterol),检测细胞活力(CCK-8)、LDH释放和炎症因子(IL-6、TNF-α)水平。

6

分子对接

评估六种成分与COVID-19相关靶点(ACE2、3CLpro、Spike)的结合能力。

从PubChem下载活性成分结构,进行能量最小化;从PDB获取靶点晶体结构,使用AutoDock Vina进行对接,分析结合能。

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
RPMI 1640培养基Biological Industries--
胎牛血清Biological Industries--
青霉素-链霉素Biological Industries--
BEAS-2B细胞American Type Culture Collection--
Cell Counting Kit-8----
乳酸脱氢酶试剂盒----
ELISA试剂盒Elabscience--
AutoDock Vina软件--1_1_2
PyMOL软件--1.7.2.1

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
民族医学调查
调查地点、受访者类型和数量、抽样方法、访谈内容、植物鉴定方法
阅读提示:Section 2.2, 2.3, 2.4, Table 1
网络药理学分析
活性成分筛选标准(OB≥30%,DL≥0.15)、目标数据库、网络构建软件及参数
阅读提示:Section 2.5, 2.6, Fig. 2
细胞实验
细胞系、培养条件、LPS浓度、药物浓度、处理时间、检测方法、阳性对照
阅读提示:Section 2.8, 2.9, 2.10, Fig. 5
分子对接
靶点选择、配体和受体结构来源、软件版本及参数、结合能阈值
阅读提示:Section 2.11, Fig. 5E