这难道就是“中医药”的天花板思路?清华大学:网络药理学+分子对接+干湿结合,中药经方再现,可复现性超强!

文摘   2024-11-05 10:00   上海  


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说到能为人类作出贡献的发明创造,中医中药应该算一个,而其中的经方更是我们引以为自豪的。今天馆长为大家分享一篇中药经方发文套路:网络药理学+实验验证—干湿结合类文章,下面咋们一起看下这篇文章的套路如何运用到你自己的课题思路?看看换换疾病?换换经方?你是否也能“即刻”将一篇SCI收入囊中?

文章由清华大学团队在Journal of Ethnopharmacology上发表,研究运用网络药理学分析筛选药物靶点和通路,妥妥滴用现代医学方法阐明中医的潜在机制;利用分子对接和分子力分析进行验证,可靠性不在话下;通过建立Aβ诱导的SH-SY5Y细胞模型和动物实验,在细胞和整体水平上进一步验证了GHYSJ的神经保护作用,为GHYSJ的临床应用提供了科学依据。(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馆长吧~馆长风里雨里时刻为您排忧解难!) 

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关键词:阿尔茨海默病;淀粉样蛋白聚集途径;BACE1;古汉养生精;网络药理学

一句话总结这篇文章:这篇文章通过网络药理学和分子对接技术,探讨了古汉养生精(Guhan Yangshengjing,GHYSJ)对阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的保护机制,揭示了GHYSJ通过调节β-淀粉样前体蛋白(APP)的β位点裂解酶1(BACE1)来减少Aβ积累,从而可能延缓AD的进展。


研究背景

阿尔茨海默病(AD)是一种常见的神经退行性疾病,其特征是认知功能逐渐下降,目前缺乏有效的治疗手段。古汉养生精(Guhan Yangshengjing,GHYSJ)是一种基于古代中医经典文献的中药复方,被认为可能对AD有保护作用,但其具体作用机制尚不清楚。网络药理学和分子对接技术的应用为揭示GHYSJ如何通过多种活性成分和靶点影响AD病理过程提供了新的研究手段。

研究思路

研究方法

l网络药理学分析:通过构建化学成分-靶点-通路网络,预测GHYSJ治疗AD的潜在靶点和信号通路;

l分子对接:使用分子对接技术验证活性成分与靶点之间的相互作用关系,并评估它们之间的结合亲和力;    

l液相色谱-质谱联用(LC-MS):分析GHYSJ的化学成分,鉴定能够穿过血脑屏障的生物活性化合物;

l高效液相色谱(HPLC):对GHYSJ中的主要成分进行定量分析;

l细胞实验:建立Aβ诱导的SH-SY5Y细胞模型,验证网络药理学和分子对接结果,检测GHYSJ对细胞活力(CCK-8实验)、细胞凋亡(流式细胞术)和BACE1表达(免疫荧光技术)的影响;

l组织病理学检查(H&E染色):评估GHYSJ对大鼠组织(海马体、心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏)的影响,以评估其安全性。

主要结果

1.GHYSJ治疗AD的网络药理学分析

基于TCMSP数据库,鉴定了155种具有穿透血脑屏障并进入大脑能力的活性成分,从Genecards数据库获得了1390个与AD特别相关的潜在靶点。GHYSJ靶点(970个基因)和AD相关靶点(1390个基因)取交集得到293个交集基因,PPI网络进一步分析确定了44个核心靶点,其中包括淀粉样蛋白前体(APP),因此预测GHYSJ对AD的作用机制可能与APP或其上下游靶点有关。

(A)GHYSJ具有穿透血脑屏障进入大脑能力的一部分;

(B)GHYSJ和AD中靶基因的交集;

(C)GHYSJ在治疗AD中的PPI网络分析。

2.GHYSJ和AD的GO和KEGG富集分析

利用Metascape数据库对AD调控的GHYSJ靶标进行信号通路分析,使用CytoScape软件构建GHYSJ组分-AD靶点-通路网络,经过一系列对比分析找到了与AD治疗相关的关键靶点为BACE1。

(A)GHYSJ和AD的生物过程(BP)富集分析;

(B)GHYSJ和AD的分子功能(MF)富集分析;

(C)GHYSJ和AD的细胞组分(CC)富集分析;

(D)GHYSJ和AD的KEGG富集分析;

(E)GHYSJ和AD的KEGG通路分类及总结分析;

(F)GHYSJ成分-AD靶点通路网络,颜色越深的节点越大,说明节点的显著性水平越高。

3.GHYSJ的活性成分(配体)与靶标(受体)之间的分子对接

分子对接分析显示GHYSJ的主要活性成分与AD相关的关键靶点之间有较强的结合亲和力。

(A)活性成分和靶标之间的分子对接分数;

(B)Liquiritigenin与BACE1之间的二维力和三维空间环境;

(C)人参皂苷Rh4和BACE1之间的二维力和三维空间环境。

4.大鼠海马、心、肝、脾、肺、肾的H&E染色

通过对大鼠组织进行H&E染色,证明了GHYSJ口服液对主要器官没有明显的病理变化,显示出良好的安全性。

(A)海马体,(B)心,(C)肝脏,(D)脾脏,(E)肺,(F)肾脏。上图为GHYSJ组,下面为正常组。

5.GHYSJ对Aβ损伤的SH-SY5Y细胞的药效学效应

通过体外细胞实验,发现GHYSJ中的Liquiritigenin和Ginsenosides Rh4,以及GHYSJ药物血清能够在Aβ诱导的SH-SY5Y细胞模型中显著下调BACE1表达。

(A)CCK8方法检测Aβ 25-35单独处理或Aβ 25-35与GHYSJ血清联合处理的SH-SY5Y细胞的细胞活力(5%、10%、20%);

(B)流式细胞术分析Aβ 25-35单独处理或Aβ 25-35与GHYSJ血清联合处理的SH-SY5Y细胞的凋亡率(5%、10%、20%);

(C)分别用Aβ 25-35和GHYSJ血清、Liquiritigenin、人参皂苷Rh4处理的SH-SY5Y细胞免疫荧光,用共聚焦显微镜的FV3000拍摄。

文章小结

该研究通过结合网络药理学和分子对接技术,不仅预测了GHYSJ的潜在作用靶点,还验证了其活性成分与这些靶点之间的直接相互作用,为中药复方的研究提供了新的视角。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!思路匮乏或者技术上难以复现的朋友可以来找馆长,方案设计和生信分析有我无忧!

馆长有话说

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