【结果】
1.人参皂甙的成分分析
2.人参皂甙中生物活性化合物和 CSM 相关基因重叠基因的 PPI 网络
3.重叠基因的 GO 和 KEGG 通路分析
4.基于网络构建的人参皂甙对 CSM 的分析
5.人参皂甙促进慢性脊髓压迫大鼠的运动功能
6.人参皂甙可在脊髓受压后保护神经元
7.人参皂甙抑制脊髓压迫后 TNF 信号通路介导的炎症
8.人参皂甙可有效抑制 IL-17 信号通路
9.人参皂甙可抑制 TLR4/MyD88/NF-κB 通路
10.人参皂甙抑制 NLRP3 炎性小体以减少炎症
11.人参皂甙通过 MAPK 信号通路抑制炎症
【讨论】
研究总结：这是第一项在动物实验中验证人参皂甙和 CSM 网络的药理学结果的研究。本研究首先确定了 AKT1 、 TNF 、 MAPK1 、 CASP3 、 IL-6 和 IL-1β 是人参皂甙治疗 CSM 的关键蛋白靶点，而 TNF 、 IL-17 、 TLR 、 NLRP 和 NF-κB 信号通路根据 KEGG 分析在治疗 CSM 神经炎症中发挥重要作用。动物实验表明，人参皂甙 150 mg/kg 对慢性脊髓压迫大鼠有显著的促进作用，人参皂甙对 TNF、IL-17 和 TLR4/MyD88 通路的抑制作用，降低 NF-κB 的磷酸化，然后通过下调 NLRP3 激活，减少 IL-6、IL-1β 和 caspase-1 的分泌。甲泼尼龙对神经炎症具有优越的抑制作用，但人参皂甙 150 mg/kg 在这方面通过抑制星形胶质细胞和小胶质细胞活化引起的神经炎症并不劣势。同时，还发现它还可能通过 MAPK1/8 信号通路抑制压缩神经元的凋亡，因此在保护神经元方面比甲泼尼龙更有效。人参皂甙可能是进一步研究的潜在单体。
CSM 模型的适度匹配：值得注意的是，在该模型中，将可吸收的可膨胀凝胶植入大鼠的脊髓中，凝胶通过吸收脑脊液不断膨胀。在这个过程中，它模仿椎间盘突出压迫脊髓，在脊髓上形成慢性压迫，脊髓中的神经元发生凋亡，小胶质细胞和星形胶质细胞被激活，这与人类脊髓型颈椎病的生理和病理过程高度相似。这在我们之前的文章中已经得到了验证。
与人参皂甙和 CSM 相关的 GO 和 KEGG 通路富集分析：GO 富集分析发现，人参皂甙可能通过调节神经元细胞体、转录调节复合物和受体复合物来发挥其作用，从而调节蛋白激酶活性和细胞周期等生物过程，促进细胞死亡的正调控，增强细胞增殖和生长因子释放。这些机制可能与人参皂甙的不同活性成分及其对多种信号通路的影响密切相关。尽管这些作用机制有望证明人参皂甙治疗 CSM 的治疗效果，但需要进一步研究以确定其确切的治疗机制和疗效。
除炎症相关信号通路外，网络药理学结果表明，TP53 和细胞凋亡以及 PI3K/AKT 信号通路与 CSM 高度相关。TP53 是一种重要的抑癌基因，在细胞凋亡、细胞周期调控和 DNA 修复中发挥重要作用。在 CSM 中，TP53 表达水平经常受到影响。研究表明，TP53 的高表达与颈髓压迫的发生有关。此外，TP53 的缺失或突变也可能导致 SCI 的进展。 细胞凋亡是一种重要的细胞死亡模式，在维持组织稳态和清除受损细胞方面起着重要作用。研究表明，脊髓组织中通常有大量凋亡细胞。因此，研究细胞凋亡通路的调控机制对 CSM 的防治具有重要意义。PI3K/AKT 通路是一种重要的细胞信号通路，在细胞生长、分化和细胞凋亡中起重要作用。它可以通过调节细胞凋亡的通路。总之，TP53 和细胞凋亡、PI3K/AKT 信号通路在 CSM 中起重要作用。因此，研究这些因素的机制对于预防和治疗 CSM 至关重要。
人参皂甙抑制 CSM 神经炎症的相关途径：众所周知，先天免疫系统是抵御病原体攻击的主要屏障。导致炎症的“危险”行为的途径之一是炎症小体的激活，炎性小体在暴露于损伤相关分子模式 （DAMP） 或病原体相关分子模式 （PAMP） 时组装到细胞质中。它还激活 caspase-1，随后的切割激活促炎因子 IL-1β 和 IL-18。炎性小体复合物通常由细胞质模式识别受体 （PRR;一个核苷酸结合域和一个富含亮氨酸的重复序列或 AIM2 样受体家族的成员）、衔接蛋白 （ASC） 和半胱天冬酶原 1。已经研究了许多炎性小体复合物，每种复合物都有其特定的 PRR 和激活触发机制。其中最突出的是 NLRP3 复合物，它包含 pro-caspase-1、NLRP3、ASC 和丝氨酸-苏氨酸激酶 NEK7，其主要成分是 NLRP3 复合物。NLRP3 炎性小体的激活分两个阶段发生。首先，PAMP 或 DAMP 介导的 TNFR 或 TLR4 激活可以激活 NF-κB 信号通路，从而上调 NLRP3、pro-IL-1β 和 pro-IL-18 的表达。随后，各种信号（全病原体、PAMP/DAMP、钾流出和线粒体损伤等）间接激活 NLRP3，从而导致复合物组装和 caspase-1 激活。蛋白质成分之间的结构域相互作用导致复杂的炎性小体结构的形成。活化的 caspase-1 刺激 IL-1β 和 IL-18 分泌，从而促进炎症甚至细胞凋亡。炎性小体信号转导在许多疾病的发展中发挥作用，包括阿尔茨海默病、自身免疫性疾病和II 型糖尿病。IL-17A 是一种属于 IL-17 家族的细胞因子，是一种促进炎症的细胞因子。该家族的其他成员包括 IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E 和 IL-17F。每个成员都有自己的受体对和特异性配体。IL-17A 和 IL-17F 单体均可与 IL-17A-IL-17F 复合物结合，而二聚体配体可与 IL-17RA 和 IL-17RC 结合。ACT1、TRAF6 和 NF-κB 响应内部和外部刺激而被激活，导致细胞核中 IL-6 和 IL-8 的转录增加，发挥促炎作用。TNF 对 TNFR1、TNFR2 等温线有一定影响，TNF 对细胞内 IL-6、IL-8 表达有影响。IL-17A 与 TNF 的结合通常产生协同效应。
现在，人参皂甙的各种成分也起着重要作用。人参皂甙 Rd 可以通过减少 IL-6 和 IL-17 的分泌来调节炎症，并减轻小鼠 EAE 的严重程度。人参皂苷 Rg1 通过调节TLR4/NF-κB/NLRP3 通路。人参皂甙 Rg2 通过调节子痫前期脑出血大鼠 TLR4/MyD88/NF-κB 信号通路改善。免疫荧光结果显示，人参皂甙显著下调小胶质细胞和星形胶质细胞中 IL-1β 、 IL-6 、 IL-17 和磷酸化 NF-κB 的表达，降低这些细胞的活化，抑制 NLRP3 炎性小体活化。免疫荧光染色显示，人参皂甙可显著下调星形胶质细胞和小胶质细胞中 IL-1β 、 IL-6 、 IL-17 、 NF-κB 、 磷酸化 NF-κB 等蛋白的表达。小胶质细胞和星形胶质细胞的活化降低，NLRP3 炎性小体的活性受到显著抑制。此外，减少 IL-18 和 IL-1β 的分泌以抑制炎症，表明人参皂甙可能在脊髓压迫后直接作用于活化的神经细胞并起到抗炎的作用，但小胶质细胞和 TNF-α 的共表达较低。因此，Western blot 分析证实了这些结果。总之，这些结果表明，人参皂甙可以通过抑制 TNF 、 IL-17 和 TLR4/MyD88/NF-κB 信号通路显着缓解神经炎症和细胞凋亡，从而减少 NLRP3 炎性小体的激活。
人参皂甙治疗CSM的其他探索：血脑屏障 （BBB） 是一种特殊的屏障，用于控制血液和脑组织之间的物质交换。它由排列在脑毛细血管、星形胶质细胞末端足和周细胞。创伤性或非创伤性 SCI 可导致 BBB 的病理变化。CSM 作为一种非创伤性 SCI，可能导致 BBB 在疾病过程中中断，导致物质通透性增加和渗漏到脑组织中，从而引起炎症并进一步损害脊髓。此外，脊髓灌注或血流减少可导致缺血和 BBB 破坏。BBB 的这些变化显着影响药物治疗。以前，需要穿透 BBB 的大分子药物是通过纳米材料或鞘内注射等方法给药的。现在，由于渗透性增加，它们可能能够直接到达受损部位。虽然目前尚无药理学证据直接证明大分子中药的有效成分可以直接穿透 BBB，但大分子中药的十多种有效成分已被证明对 BBB 或 SCI 有治疗作用。人参皂甙 Rg1、人参皂甙 Rb1、人参皂甙Rd 和人参皂甙 Rf 也被证明对 SCI 有一定的治疗作用。这些研究间接表明，当 BBB 被破坏时，大分子中药的有效成分（如人参皂甙）可能能够直接穿透 BBB 并通过靶向中枢或周围神经系统发挥治疗作用。
与本研究相关的局限性：虽然这是人参皂甙治疗CSM的首次研究，但由于网络药理学结果的限制和缺乏深入研究，该研究仅限于神经炎症，人参皂甙和IL-17也可能在其他通路或靶点中发挥不同的作用。尽管每种化合物都是定性的而不是定量的，并且使用分子对接来证明化合物组成与目标之间的关系，但具体化合物尚未通过具体实验得到验证。目前对人参皂苷主要成分的研究主要依赖于分子对接模拟，缺乏实验证据来验证其治疗效果。因此，未来的研究应侧重于进行实验验证，以提供更具体的证据来支持人参皂甙治疗 CSM 的有效性。虽然分子对接模拟可以揭示人参皂甙与靶点之间的相互作用，但它们并不能完全反映它们在 人体内的药理和生物活性。因此，进一步的研究应探讨人参皂甙主要活性成分在 CSM 治疗中的具体作用机制，以及与其使用相关的潜在副作用。作为一种天然药物，人参皂甙化合物的质量和纯度的稳定性也是一个令人担忧的问题。未来的研究可以探索如何保证人参皂苷的质量和纯度，并探讨最佳的给药途径和剂量。人参皂甙治疗CSM的新颖之处在于，它能通过多种方式改善病变部位的微循环，减少炎症反应和氧化应激反应，从而缓解颈椎受压的程度和症状。此外，人参皂甙还可以促进神经元的再生和修复，增强神经细胞的抗氧化能力，有助于恢复颈椎的正常功能。人参皂甙具有天然、安全、无毒、有副作用等优点，可口服或注射给药，方便患者选择。因此，人参皂甙作为CSM的新疗法，具有很大的发展潜力。
【结论】
因此，网络药理学是挖掘传统草药对神经退行性疾病等疾病疗效的有效方法。综上所述，我们的结果证实了网络药理学结果，即人参皂甙可通过抑制 CSM 后 TNF 、 IL-17 、 TLR4/MyD88/NF-κB 信号通路和 NLRP3 炎性小体激活来缓解神经炎症，并改善动物的运动和神经功能。目前，人参皂甙的研究仅限于动物实验，有望继续进行临床研究并将这些发现应用于人类。
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