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还是老样子,下面一起看一篇该期刊的文章吧~文章由天津中医药大学李先宽团队发表,李先宽团队主要从事药用植物种质资源与质量评价方面的研究工作。这篇文章通过UPLC-Q-TOF-MS和网络药理学方法研究了独一味(LH)中抗肝纤维化的活性成分,并通过分子对接及简单实验验证了其通过抑制HSC-T6细胞活化和细胞外基质沉积来改善肝纤维化的潜在机制。(网络药理学无从下手?分子对接一筹莫展?还在为这些问题而犯愁就速速联系甄博吧~甄博风里雨里时刻为您排忧解难!)
关键词:生物活性化合物;Lamiophlomis Herba;机制;网络药理学;UPLC-Q-TOF-MS
研究背景
肝纤维化是一个全球性健康问题,其治疗策略包括消除病因、药物治疗、生活方式改变等。独一味(Lamiophlomis Herba,LH)是一种生长在青藏高原的珍贵传统药材,具有活血化瘀、抗菌和抗炎的特性。其主要成分包括环烯醚萜苷、苯乙醇苷、黄酮类和多糖,已被证实对肝纤维化病理变化具有改善作用,能减轻肝纤维化程度,但其具体作用机制和活性成分尚需进一步研究。
研究思路
研究方法
l活性成分鉴定:使用UPLC-Q-TOF-MS技术鉴定LH中的活性成分;利用主成分分析(PCA)和HotMap软件对UPLC-Q-TOF-MS数据进行分析,筛选出标记成分;
l网络药理学:通过数据库检索和网络分析,预测LH潜在的抗纤维化靶点,并构建活性成分-靶点网络;
l分子对接:对LH的活性成分与潜在靶点进行分子对接研究,以预测它们之间的相互作用;
l实验验证:利用ELISA、RT-PCR和Western blotting等实验方法验证网络药理学和分子对接的结果;
l细胞实验:培养肝星状细胞(HSC-T6)并用转化生长因子β1(TGF-β1)激活,然后用LH及其单体成分处理,以评估其对肝纤维化的抑制效果;
l免疫荧光分析用于检测HSC-T6细胞中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达。
主要结果
1.LH中标志成分的识别
使用UPLC-Q-TOF-MS技术对17批LH样本进行了全面分析,成功鉴定了LH中的15个化学标记成分,进一步研究LH的药理作用和机制提供了重要的化学基础。
(A)LH的植物照片和BPI图;
(B)评分图(B)和15个标记在LH中的分布(C)。
2.与肝纤维化相关的LH活性成分
利用HotMap测定每个批次中15种标记成分的相对含量,发现这些成分在不同批次和产地之间存在差异。某些标记成分如Acteoside、Luteolin、SME、8-O-ASME、Loganin和Loganate显示出对肝纤维化的潜在治疗作用。
(A)HotMap分析标记成分的相对含量;
(B)17批LH中15种标记化合物的相对含量;
(C)17批LH的相关性数据;
(D)α-MSA对6种标记物的肝脏保护水平。
3.基于网络药理学筛选LH调节肝纤维化的靶点及潜在机制
通过UPLC分析共筛选出LH中23个活性成分(21个具有靶向活性),通过UniProt蛋白数据库筛选出134个靶点。利用OMIM、TTD和GeneCards数据库,识别出与肝纤维化相关的靶点,二者取交集后共获得52个关键靶点。基于此,构建了“成分-靶点-通路”网络图。富集分析显示LH可能通过影响与炎症和氧化应激反应相关的通路来改善肝纤维化,为LH的抗肝纤维化作用提供了潜在的分子机制。
(A)LH的成分-靶点-通路图;
(B)肝纤维化靶点和LH靶点的维恩图;
(C)52个LH靶点和肝纤维化靶点相关靶点通路图;
(D)52个LH靶点和肝纤维化靶点相关靶点的KEGG和GO富集分析。
4.LH活性成分和关键靶点的分子对接
分子对接结果显示,Acteoside、8-O-ASME、Luteolin、SME、Loganin和Loganate对PTGS2、MAPK、EGFR、AKT1、SRC、Fn1、Col3a1、Col1a1和PC-III具有最佳亲和力。
(A)分子对接分数的热图;
(B)生物活性成分与预测的PTSG2靶点结合的分子模型。
5.LH减少了HSC-T6细胞的肝纤维化
免疫荧光、ELISA、RT-PCR及Western blot结果显示,LH及其单体成分能够通过抑制HSC-T6细胞的活化、降低炎症因子的表达以及抑制细胞外基质沉积来减轻肝纤维化。
(A)对Flag-α-SMA转染的HSC-T6细胞进行核染色(DAPI)和Flag免疫染色(Flag-α-SMA)的荧光显微镜图像及具有核α-SMA细胞的百分比;
(B)LH和单体成分对HSC-T6细胞中α-SMA、LN、PC-III、IV-Col表达的影响;
(C)AKT1、SRC、Fn1、PTGS2、EGFR、MAPK等基因的表达;
(D)纤维连接蛋白、Col3a1、Col1a1、α-SMA蛋白的表达。
文章小结
该研究通过综合化学和网络药理学方法,筛选了LH抗肝纤维化靶点,通过分子对接验证了活性成分与靶点之间的直接相互作用,此外,还通过ELISA、RT-PCR和Western blot等实验方法对网络药理学的结果进行了验证,增强了研究结果的说服力。生信分析方法容易,实验难度也不高,可以说是极容易复现啦~对咋医生来说,网络药理学已经成了人手必会的技能!思路匮乏或者电脑不给力的朋友可以来找甄博,方案设计、生信分析及任君挑选的超大服务器都可以为您奉上!
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