清子止痛汤治疗溃疡性结肠炎分子机制的网络药理学和分子对接分析

Network Pharmacology and Molecular Docking Analysis on Molecular Mechanism of Qingzi Zhitong Decoction in the Treatment of Ulcerative Colitis.

作者信息Xintian Shou, Yumeng Wang, Xuesong Zhang, Yanju Zhang, Yan Yang, Chenglin Duan, Yihan Yang, Qiulei Jia, Guozhen Yuan, Jingjing Shi, Shuqing Shi, Hanming Cui, Yuanhui Hu
PMID35237152
发布时间2022-02-08
DOI10.3389/fphar.2022.727608

实验完整度

包含网络药理学预测、分子对接验证和大鼠体内实验验证,涉及多层级证据。

主要模型

SD大鼠TNBS诱导溃疡性结肠炎模型 分子对接模拟(关键活性成分与靶蛋白) 网络药理学靶点预测

重点核对

药物制备:10倍量水煮沸30分钟,重复两次 动物模型:TNBS与乙醇1:1混合,50 mg/kg灌肠,隔日一次,共2次 给药剂量:8.6 g/kg QZZTD,每日2 ml,连续10天 检测指标:结肠损伤评分、HE染色、TNF-α ELISA、p-PI3K和p-Akt Western blot 统计方法:单因素方差分析和LSD检验,p<0.05

摘要

溃疡性结肠炎(UC)是一种病理机制复杂的疾病。我们通过网络药理学和分子对接,探讨了清子止痛汤(QZZTD)治疗UC的治疗功能背后的潜在分子机制。QZZTD是一种由10味中药组成的中药复方。从传统中药系统药理学数据库与分析平台数据库获取QZZTD的潜在活性成分及其靶基因,从GeneCards和OMIM数据库获取UC相关靶基因。通过绘制交集靶点维恩图,共获得138个共同靶基因,然后使用STRING数据库和Cytoscape软件建立蛋白质-蛋白质相互作用网络和草药-成分-靶点网络。确定了四种关键活性化合物和九种关键蛋白。然后,基因本体论和京都基因与基因组百科全书富集分析表明,潜在靶基因的生物学功能与DNA转录、信号受体和配体活性、细胞因子活性、细胞自噬和抗氧化途径相关,相关通路涉及磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-Akt信号通路、晚期糖基化终末产物(AGE)-RAGE信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路和IL-17信号通路。此外,通过分子对接进一步验证了QZZTD中关键靶基因与中药重要活性化合物的结合活性。这表明槲皮素、木犀草素、延胡索乙素和β-谷甾醇与八个关键蛋白具有良好的结合性,Akt1是结合活性最好的靶蛋白,提示Akt1可能是QZZTD给药后负责信号转导的关键介质。大鼠实验证实QZZTD抑制PI3K-Akt通路激活并减轻UC炎症。总之,我们的研究表明,在QZZTD中鉴定出四种潜在的关键活性成分,包括槲皮素,它们可以与Akt1相互作用并调节PI3K-Akt通路的激活。其他三条通路也可能参与QZZTD治疗UC时诱导的信号转导。

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
清子止痛汤治疗溃疡性结肠炎的潜在分子机制是什么?
核心机制
QZZTD通过抑制PI3K-Akt信号通路激活,减少炎症反应,从而缓解溃疡性结肠炎。
主要证据
网络药理学预测关键靶点和通路,分子对接显示槲皮素、木犀草素、延胡索乙素和β-谷甾醇与Akt1等靶蛋白结合良好,大鼠实验证实QZZTD降低结肠损伤评分、抑制TNF-α表达和PI3K/Akt磷酸化。
研究意义
为中药复方治疗溃疡性结肠炎的复杂机制提供新见解,并可能识别UC发病和治疗的新通路。

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

网络药理学分析

预测QZZTD的活性成分、靶基因及与UC相关的作用机制

从TCMSP数据库获取活性成分,GeneCards和OMIM获取疾病靶点,取交集得到138个潜在靶点,构建HIT和PPI网络,进行GO和KEGG富集分析。

2

分子对接验证

验证关键活性成分与关键靶蛋白的结合活性

从ZINC数据库获取配体结构,PDB数据库获取受体结构,使用AutoDock Vina进行分子对接,计算结合亲和力。

3

动物实验验证

验证QZZTD对UC的治疗效果及对PI3K-Akt通路的调控

使用TNBS诱导SD大鼠UC模型,给予QZZTD治疗,评估结肠损伤、组织病理、TNF-α水平及PI3K/Akt蛋白表达。

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
Cytoscape 3.6.1----
AutoDock Vina----
AutoDockTools----
AutoDock Raccoon----
无水乙醇Sinopharm Group Chemical Reagent Co. Ltd.20140506
P-PI3Kp85抗体Abcamab182651
P-AKt抗体proteintech66444-1-Ig
β-actin抗体TA-09ZS
TNF-α ELISA试剂盒Neobioscience--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂Roche--
磷酸酶抑制剂Roche--
BCA蛋白定量试剂盒Cwbiotech--
PVDF膜Millipore--
ECL发光试剂Millipore--

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
网络药理学分析
筛选条件:OB≥30%,DL≥0.18;数据库:TCMSP, GeneCards, OMIM;PPI最小分数0.9
阅读提示:见2.1.1和2.1.3节
分子对接
受体PDB文件;配体Mol2文件;对接软件及参数
阅读提示:见2.2节
动物模型建立
动物品系、性别、体重;TNBS浓度、剂量、体积、给药途径和频率;对照组处理
阅读提示:见2.3.2和2.3.4节
药物处理
QZZTD制备方法(加水量、煮沸时间、次数);给药剂量、体积、时间
阅读提示:见2.3.3和2.3.5节
检测方法
结肠损伤评分标准;HE染色流程;ELISA试剂盒;Western blot抗体稀释比例、蛋白上样量;统计方法
阅读提示:见2.3.6-2.3.10节