关键词:
桃红四物汤
兔退变软骨细胞
细胞凋亡
炎症反应
网络药理学
分子对接
摘要:
目的:基于网络药理学和分子对接技术探讨桃红四物汤对膝骨关节炎的作用机制,并通过实验进行验证。方法:利用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)筛选中药复方桃红四物汤的有效成分及对应的靶蛋白,将药物靶蛋白通过Uniprot数据库转换为对应的靶基因名称;以“Knee osteoarthritis”为关键词依次查询GeneCards、在线人类孟德尔遗传(OMIM)获得膝骨关节炎疾病靶点;并将药物靶基因与疾病靶基因相映射,利用Cytoscape 3.7.2软件,构建“药物有效成分-疾病靶点”交互网络。应用Network Analyzer插件进行拓扑参数分析,使用String数据库进行靶点间的蛋白互作分析,构建PPI网络图,采用基因本体(GO)功能富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析预测该方活性成分对膝骨关节炎的作用机制,应用AutoDock Vina对关键靶点及重要有效成分进行分子对接验证,根据分析结果进行实验验证。桃红四物汤含药血清2.5、5、10 g/kg组处理兔退变软骨细胞24 h后,检测细胞凋亡和白介素-6(IL-6)、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)及半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的表达情况。结果:筛选得到桃红四物汤潜在活性成分44个,药物-疾病共同靶点110个;得到肿瘤坏死因子(TNF)、IL-6、磷酸化蛋白激酶(AKT1)、VEGFA、肿瘤蛋白P53(TP53)、IL-1β、MMP-9、Caspase-3、等是桃红四物汤作用于膝骨关节炎的核心靶点;分子对接技术筛选出Degree较高的前5位核心成分化合物分别是槲皮素、木犀草素、山柰酚、黄芩素、β-胡萝卜素;KEGG通路富集分析涉及PI3K/AKT、IL-17、TNF、P53、Wnt、等信号通路,GO富集分析在BP中主要包括对氧化应激反应、炎症反应、营养代谢过程的反应、凋亡信号通路的调控、等;CC中主要包括膜筏、膜微区和囊泡腔等;MF中主要包括脱氧核糖核酸(DNA)结合、转录因子结合、细胞因子受体结合和泛素样蛋白连接酶结合与桃红四物汤延缓关节软骨退变作用机制相关,分子对接结果表明靶点与成分具有较好结合性。体外实验表明,与模型对照组比较,桃红四物汤含药血清2.5、5、10 g/kg组兔退变软骨细胞的凋亡率均明显降低(P<0.05),IL-6、VEGF、MMP-9及Caspase-3的蛋白表达明显下调(P<0.05)。结论:本研究证实桃红四物汤抑制兔退变软骨细胞凋亡的作用机制较为复杂,其过程涉及多种潜在靶点、有效成分及信号通路,但其主要的机制可能与其同时调控炎症反应和异常血管新生有关。