摘要
背景:夏枯草(Prunellavulgaris,PV)作为亚急性甲状腺炎的治疗药物,在中西医结合中有着悠久的应用历史。本研究基于网络药理学的方法来阐明夏枯草抗SAT的作用机制。
方法:从数据库中检索夏枯草和SAT相关的潜在治疗靶点的组成部分。为了构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,将SAT和夏枯草各自相关的靶点交集输下入到String平台中。采用David数据库进行Geneontology分析和KEGG通路富集分析。使用Cytoscape构建网络将数据进行可视化。
结果:结果表明,根据ADME的药动学参数,共鉴定出11个化合物;并收集到个夏枯草相关靶点和个SAT相关靶点,其中得到了83个重叠靶点。KEGG通路和药物靶点通路(C-T-P)网络分析结果表明,夏枯草抗SAT作用主要通过槲皮素,木犀草素,山奈酚和β-谷甾醇,并与PIK3CG,MAPK1,MAPK14,TNF和PTGS2蛋白以及PI3K-Akt和TNF信号通路调控的炎症和细胞凋亡密切相关。
结论:研究表明,夏枯草中的槲皮素,木犀草素,山奈酚和β-谷甾醇可能通过靶向与调节炎症和细胞凋亡相关的PI3K-Akt和TNF信号通路的机制在SAT的治疗中发挥重要作用。
1引言
亚急性甲状腺炎(SAT),又称亚急性肉芽肿性甲状腺炎、DeQuervain甲状腺炎亚急性甲状腺炎或巨细胞性甲状腺炎,是引起甲状腺疼痛的最常见原因。
SAT是一种可能与病*感染有关的自限性炎症性甲状腺疾病,通常以低烧,乏力,甲状腺肿大和咽炎症状为前兆。对于SAT引起的疼痛目前还没有确切的治疗方法,但是存在一些有效缓解症状的治疗方法,可以让疾病以无症状的方式发展,包括使用非甾体抗炎药和糖皮质激素。不幸的是,大约5%到15%的患者在12个月内完全恢复甲状腺功能后发展成为永久性甲状腺功能减退;1%到4%的患者会在一年后复发。
夏枯草具有清火、散结、消肿的功效,已证实可通过多种信号转导途径发挥抗炎作用。近年来,夏枯草及其制剂(如夏枯草口服液)在治疗SAT中发挥了重要作用。
《瘿痛(亚急性甲状腺炎)中医诊疗方案》(试行)推荐,夏枯草口服液能用于治疗气郁痰阻型和气阴两虚型的SAT。
《夏枯草口服液治疗甲状腺肿大/结节类甲状腺疾病临床应用专家共识》推荐,单用夏枯草口服液治疗SAT,建议4周一疗程,使用2-3个疗程的治疗方案(推荐分类:B);
夏枯草口服液联合化药治疗SAT,建议4周一疗程,使用1~2个疗程的治疗方案(推荐分类:B)。
SAT患者早期联合夏枯草口服液治疗可减少泼尼松龙用量。
然而,夏枯草对SAT的分子机制目前尚不清楚。
本项研究通过网络药理学分析,包括活性成分的鉴定、成分相关靶点和SAT相关靶点的预测、蛋白质相互作用(PPI)网络的构建、GO和KEGG通路分析,阐明了夏枯草介导的SAT治疗过程中与靶蛋白相关的生物学过程。
2结果与讨论
通过将KEGG通路分析与C-T-P网络相结合,我们推测夏枯草主要通过槲皮素、木犀草素、山奈酚和β-谷甾醇发挥其治疗SAT的作用;并且根据拓扑参数,这些成分通过靶向PIK3CG、MAPK1、MAPK14、TNF和PTGS2蛋白以及PI3K-Akt和TNF信号通路,发挥对炎症和细胞凋亡的调控。
图1本研究的图形摘要。PV,夏枯草;SAT亚急性甲状腺炎
PI3K/Akt通路通过转导系统将细胞信号传递到细胞核,在细胞生长、增殖、凋亡、迁移和分化中发挥重要作用。PI3K/Akt信号的激活被认为是病*通过增加细胞存活和增殖以抑制凋亡的策略。下调PI3K/Akt信号蛋白的磷酸化水平可以促进甲状腺上皮细胞(Nthy-Ori3-1)凋亡。先前的一项研究表明,抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路可以抑制甲状腺炎模型中的细胞自噬。TNF-α是一种多功能细胞因子,具有促炎和抗炎特性,在几乎所有类型的炎症发病机制中都起着关键作用。
研究表明,槲皮素、山奈酚、木犀草素等*酮类化合物具有降低TNF-α等细胞因子表达的作用。槲皮素和木犀草素在25?μM时均能有效降低与LPS培养的人全血中TNF-α、IL-6、IFN-γ和IL-1β的产生。此外,槲皮素和木犀草素对转录因子有调节作用,如参与促炎介质调控的重要转录因子NF-κB和AP-1。槲皮素(?μM)可显著降低高糖诱导的大鼠主动脉内皮细胞中NF-κB和AP-1活性。木犀草素(1-10?μM)显著抑制SW细胞中TNF-α和IL-6的产生以及丝裂原活化蛋白激酶(JNK和p38)和转录因子(NF-κB和AP-1)的激活。这些结果证明了我们网络药理学分析的准确性。
3结论
综上所述,网络分析共得到与SAT和夏枯草相关的11个成分和83个重叠靶点,以及18个中心基因和90条通路。KEGG通路和C-T-P网络分析的结果表明,夏枯草活性成分包括槲皮素、木犀草素、山奈酚和β-谷甾醇,可能通过靶向PIK3CG、MAPK1、MAPK14、TNF和PTGS2蛋白以及PI3K-Akt和TNF信号通路在SAT的治疗中发挥关键作用。
英文原文:
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