马鞭草治疗血瘀型闭经的作用机制

2024-05-14 17:30冯君陈西娅程力
健康之家 2024年2期
关键词:分子对接马鞭草网络药理学

冯君 陈西娅 程力

摘要:目的 探讨马鞭草治疗血瘀型闭经的作用机制。方法 通过TCMSP数据库筛选马鞭草有效成分,在SwissTargetPrediction数据库进行靶点预测,在GeneCards、DrugBank、OMIM数据库中检索闭经相关疾病靶点,借助STRING数据库构建PPI网络,在Metascape数据库进行生物富集分析,利用AutoDockVina、Ligplot、PyMOL软件进行分子对接。结果 保留马鞭草有效成分7种,药物靶点213个,60个与闭经相关,疾病靶点2350个。GO富集涉及核雌激素受体结合等307条生物学过程;KEGG富集涉及内分泌抵抗等43条信号通路。分子对接显示,马鞭草核心有效成分槲皮素、木犀草素、香叶木素、山奈酚、蒿黄素与核心靶点AKT1、EGFR、SRC、IGF1R、MMP9均有较强的结合能力。结论 马鞭草可能作用于内分泌抵抗等多条信号通路,通过抗炎、抗氧化、降解卵泡细胞外基质、促进卵泡血管重塑、诱导原始卵泡活化等作用治疗血瘀型闭经。

关键词:马鞭草;闭经;网络药理学;分子对接

闭经主要表现为无月经或月经停止,增加了女性发生应激性或脆性骨折的风险,18岁以前出现的功能性下丘脑性闭经还会不可逆地损害峰值骨量,影响成年后最终身高和骨成熟度[1]。中药马鞭草性味苦、凉,归肝、脾经,有活血散瘀、清热解毒之功,主治癥瘕积聚、痛经经闭。《本草撮要》记载:“马鞭草味苦微寒,入足厥阴经,功专破血通经”。现代药理研究表明,马鞭草主要化学成分挥发油、黄酮等具有抗炎、抗肿瘤等多种生物活性,临床多用于治疗支气管哮喘、肝癌等,少有用于治疗闭经者[2]。本研究简要探讨马鞭草治疗血瘀型闭经的作用机制。

1资料与方法

1.1 网络药理学

以“马鞭草”为关键词在TCMSP数据库中检索后,导入SwissADME平台筛选胃肠道吸收为“High”,且符合类药性五原则(DL YES≥2;0 violation)的化合物,导入SwissTargetPrediction数据库进行靶点预测;以“Amenorrhea”为关键词分别在GeneCards、DrugBank、OMIM数据库中检索得到疾病靶点,获取二者的交集靶点。

将有效成分、交集靶点导入Cytoscape3.9.1软件筛选出核心有效成分;将交集靶点导入STRING数据库构建PPI网络并进行拓扑分析,筛选核心PPI网络后保留度值前10的基因为关键基因。

将关键基因导入Metascape数据库进行生物富集分析,筛选P值较小的前20个通路作图;将有效成分、关键基因、KEGG通路信息导入Cytoscape3.9.1软件,筛选度值排序前5的靶点为核心靶点。

1.2 分子对接

分别在TCMSP、PDB数据库中获取核心有效成分、核心靶点的分子结构,导入AutoDockVina软件进行半柔性对接,筛选生成氢键结合能最低的5组对接关系通过PyMOL、Ligplot软件构建对接模式图。

2结果

2.1 网络药理学

保留有效成分7种(表1)、疾病靶点2350个、药物靶点213个,交集靶点60个。导入Cytoscape3.9.1软件,筛选出槲皮素、山奈酚、木犀草素、香叶木素、蒿黄素为核心有效成分;将导入STRING数据库构建PPI网络(图1A),筛选核心PPI网络(图1B),推测EGFR、SRC、IGF1R、AKT1、ESR1、MMP9、SIRT1、PARP1、PTGS2、AR可能在马鞭草治疗血瘀型闭经中发挥关键调控作用。

将关键基因导入Metascape数据库进行生物富集分析。KEGG富集主要涉及内分泌抵抗等43条信号通路;GO富集分析主要涉及一氧化氮合酶调节活性等307条生物学过程,其中富集在内分泌抵抗信号通路上的基因显著性最高。导入Cytoscape3.9.1软件,筛选出AKT1、EGFR、SRC、IGF1R、MMP9可能是核心作用靶点。

2.2 分子对接

核心有效成分與核心靶点均能有效结合,其中槲皮素、木犀草素、香叶木素与MMP9,山奈酚、蒿黄素与AKT1生成氢键结合能最低(表2),对接关系模式图显示,5组对接关系中的有效成分与靶点均通过形成氢键以及疏水作用力相互作用。

3讨论

闭经病名首见于《内经》,古称“女子不月”、“月事不来”等,脾肾亏虚、血虚血瘀、痰湿阻滞均可导致本病,以“虚则补而通之,实则泻而通之”为基本治则。血瘀型闭经又分为气滞血瘀、寒凝血瘀两种证型。现代药理研究表明,马鞭草总黄酮可通过抑制AKT/mTOR信号通路诱导细胞自噬来抑制肝癌细胞增殖,但少有针对马鞭草治疗闭经的药理学研究[3~4]。

研究发现,卵泡膜细胞和卵巢颗粒细胞的细胞外基质(ECM)及卵泡液中存在大量明胶蛋白、纤维蛋白和 IV型胶原蛋白等,这些活性蛋白的有效水解能够改变卵泡发育的微环境,有利于卵泡细胞增殖、迁移、分化[5]。

基质金属蛋白酶(MMPs)属于金属蛋白酶超家族,后者是一个多结构域锌依赖的内肽酶家族。MMPs的表达可被丝裂原活化蛋白激酶、p38、粘着斑激酶、胞外信号调节激酶1或蛋白激酶B(AKT)的磷酸化而改变的细胞信号所诱导,并倾向于与炎症、免疫细胞渗透和肿瘤发生密切相关[6]。MMPs包含23个家族成员,其中基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶9(MMP9)均属于明胶酶,二者结构域相似,均含有3个重复的纤维连接蛋白Ⅱ型模块结构域,能在体外裂解ECM蛋白,从而促进胚胎生长和发育、组织重塑、炎症和伤口愈合,磷酸化的AKT还可诱导AKT依赖性FOXO蛋白磷酸化并从细胞核内移除,触发原始卵泡活化[7~8]。

本研究保留7种有效成分,60个交集靶点,核心有效成分是槲皮素、木犀草素、香叶木素、山奈酚、蒿黄素,核心靶点是AKT1、EGFR、SRC、IGF1R、MMP9。分子对接结果显示,核心有效成分与核心靶点均能较好地结合,其中槲皮素、木犀草素、香叶木素与MMP9,山奈酚、蒿黄素与AKT1生成氢键结合能最低。由此可见,ECM蛋白水解失调、血管重塑失败、原始卵泡活化受阻均可导致卵泡生长受限,最终导致闭经的发生,提示MMP9、AKT是本病的关键治疗靶点。本研究通过生物富集分析得到43条通路和307个生物学过程,发现KEGG主要与内分泌抵抗等信号通路有关,且内分泌抵抗信号通路上富集的基因显著性最高(P值最小),提示该条信号通路可能是马鞭草治疗血瘀型闭经的关键信号通路。

综上所述,马鞭草主要成分槲皮素、木犀草素、香叶木素、山奈酚、蒿黄素作用于AKT1、EGFR、SRC、IGF1R、MMP9等基因靶点,参与多种生物学过程,调控内分泌抵抗等多条信号通路,可通过抗炎、抗氧化、降解卵泡细胞外基质、促进卵泡血管重塑、诱导原始卵泡活化等作用治疗血瘀型闭经。

参考文献:

[1]张志鹏,邓李红,王寿富,等.超高效液相色谱指纹图谱与化学模式识别马鞭草药材质量评价研究[J].中国医药导报,2022,19(21):21-25.

[2]蔡小兵,胡欣,金鹏飞.对《中华人民共和国药典》2010年版(一部)的分析和探讨[J].中国新药杂志,2012,21(16):1874-1877.

[3]李振雨,梁月仪,吕渭升,等.马鞭草药材UPLC指纹图谱建立及指标性成分的测定[J].天然产物研究与开发,2023,35(4):551-561.

[4]王梦月,贾敏如.马鞭草在民间的药用情况概述[J].中国民族民间医药杂志,2002(3):156-158.

[5]王梦月,贾敏如.25个民族药用马鞭草情况概述[J].中国民族医药杂志,2002(2):20-21.

[6]杜超群,杨最素.马鞭草对治疗生殖器官疾病的研究进展[J].医学理论与实践,2012,25(15):1843-1844.

[7]王燕,朱向东,王欢,等.马鞭草的临床应用及其用量探究[J].长春中医药大学学报,2021,37(2):278-281.

[8]马设召.阳和汤加减联合桂枝茯苓丸、益母草、马鞭草治疗子宫肌瘤的临床疗效观察[J].智慧健康,2021,7(2):153-155.

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