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重庆理工大学附属中心医院耳鼻喉科
张伶俐团队
于2024年9月10日
在Heliyon（IF 3.4)
发表中医学研究成果
《Network pharmacology and bioinformatics approach to unravel the mechanism of Xiao-chai-hu-tang herbal formula in tinnitus treatment》
网络药理学和生物信息学方法揭示小柴胡汤治疗耳鸣的机制
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024136158
PDF获取：微信公众号后台回复“小柴胡汤”。
【研究亮点与发现】
1、该研究通过网络药理学和生物信息学方法，揭示了小柴胡汤（XCHT）中槲皮素、山柰酚和吴茱萸素等活性成分对耳鸣治疗的潜在分子机制。
2、研究结果表明HIF1A可能是小柴胡汤治疗耳鸣的关键靶点，其中吴茱萸素与HIF1A的结合显示出最强的稳定性和相互作用，为XCHT治疗耳鸣的分子靶点提供了新的见解。
重点摘要
背景：
耳鸣治疗仍然是一个全球性的挑战，目前的治疗方法仍然存在争议。本研究旨在通过网络药理学分析、孟德尔随机化和分子对接以及分子动力学模拟分析，阐明小柴胡汤 （XCHT） 治疗耳鸣的潜在机制；以期为中医作用靶点的研究和耳鸣机制的探索做出贡献。
研究方法：
利用网络药理学筛选小柴胡汤对耳鸣的潜在作用靶点。采用孟德尔随机化来确定潜在作用靶点与耳鸣之间的因果关系。最后，具有明确靶点的分子对接和分子动力学模拟以及活性成分的有效性组合。
主要包括以下几个步骤：
1、中药化合物中活性成分的靶点筛选；
2、潜在疾病靶点的筛选；
3、Cerbal medicine-活性成分-靶点网络分析与相关重叠靶点匹配；
4、中药化合物中靶向活性成分与潜在疾病靶点的重叠结果；
5、研究设计：使用 MR 来测试 XCHT 潜在靶点的基因和蛋白质表达水平对治疗耳鸣的影响。在确定因果效应 MR 证据后，我们进行了共定位分析，以确认暴露和结果受相同的因果变异调节；
6、数据集描述和 MR 分析；
7、共定位分析；
8、分子对接；
9、分子动力学模拟。
研究结果:
1.小柴胡汤方剂网络分析
从 TCMSP 数据库中鉴定出小柴胡汤的活性成分，去除重复项后共有 249 个有效靶点（补充材料 1）。此外，从GeneCards数据库 （补充材料 2） 中收集了 391 个与耳鸣相关的潜在靶点（图 2)，发现其中有38个重叠的靶点，表明它们可能是小柴胡汤治疗耳鸣的关键目标 （维恩图）。
图 2.处方-草药-成分-目标网络图。
图 3.小柴胡汤和耳鸣的维恩图。
2. 蛋白质-蛋白质相互作用网络分析
使用 String 网站，获得了38个重叠靶标的 PPI 网络图 （图 4）（补充材料 3）。在 Cytoscape 软件中的进一步分析揭示了重叠靶点之间的相关性程度，确定了前 5 个核心靶点：AKT1、TP53、HIF1A、ERBB2 和 STAT3。
图 4.小柴胡汤-耳鸣 PPI 网络。
3. 孟德尔随机化分析
筛选后，共纳入128个与耳鸣相关的SNP（补充材料 4）。MR 分析显示 HIF1A 和 CCND1 与耳鸣之间存在显著关联。HIF1A可能作为耳鸣的保护靶点，而 CCND1 可能促进其发生和发展。结果显示HIF1A（OR [95 %] = 0.78 [0.65， 0.94]，p = 0.008） 和 CCND1 （OR [95 %] = 1.22 [1.00， 1.49]，p = 0.04） 与 MR 分析 IVW 结果中耳鸣的显著相关性 （图 5,图 6)。
图 5.孟德尔随机化分析显著基因与耳鸣发作风险之间关系的森林图。
图 6.火山图说明了重要基因与耳鸣风险的关联。
4、分子对接验证：
使用 AutoDockVina1.1.2 和 PyMoL 软件，在 MCC 算法建议的前 3 种活性成分（槲皮素、山奈酚、汉黄绥） 和 MCC 算法建议的前 5 个靶点 （包括 HIF1A） 之间进行分子对接，并在 MR 分析中具有显著性。结果表明，这些活性成分与靶标之间具有很强的结合力，结合能低于 -1.2 kcal/mol（图 9)。
图 9.HIF1A 与槲皮素、山奈酚和汉黄皂苷的分子对接图。
5、分子动力学模拟：
结论:
结果表明，槲皮素、山柰酚和吴茱萸素是小柴胡汤中治疗耳鸣的关键生物活性化合物。
此外，通过MR分析，HIF1A被认为潜在的保护因素，与耳鸣的风险显著负相关（OR = 0.78，p = 0.008），而CCND1显示出正相关（OR = 1.22，p = 0.04）。
分子对接研究表明，槲皮素、山柰酚和吴茱萸素与HIF1A有强烈的结合亲和力，结合能量分别为-3.2、-4.9和-3.9 kcal/mol，表明与HIF1A靶点有强烈的相互作用。
其中，吴茱萸素显示出最显著的稳定作用。通过MM-PBSA计算，吴茱萸素的结合自由能为-83.36 kJ/mol，表明吴茱萸素稳定性好和分子间相互作用强。这些结果表明了小柴胡汤在治疗耳鸣方面的潜力，并为其分子靶标的进一步探索提供了基础。
尽管这些结果具有启发性和指导意义，但本研究存在局限性，需要进一步的实验验证和临床研究来确认。
随着对小柴胡汤的持续研究，相信可以更好地利用中药治疗耳鸣和其他相关疾病，在这个过程中使更多的患者受益。然而，具体的作用机制和效果需要进一步研究和验证。
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