广枣-肉豆蔻药对主要活性成分治疗心肌缺血的网络药理学分析

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目的:探讨蒙医治疗心血管病常用药对广枣-肉豆蔻对心肌缺血损伤的干预作用;应用网络药理学方法分析广枣-肉豆蔻药对化学成分的可能作用机制,探索其多成分-多靶点-多通路的网络关系,并对部分靶点进行实验验证,初步阐释广枣-肉豆蔻药对治疗心肌缺血的多成分、多靶点、多途径的整合协同作用。  方法:实验一:广枣、肉豆蔻提取物抗氧化活性体外筛选。①取新生Wistar大鼠乳鼠做心肌细胞原代培养,300umol·L-1 H2O2诱导建立心肌细胞氧化损伤模型,MTT法观察广枣醇提物和水提物、肉豆蔻超临界提取物挥发油、半固体成分、固体成分和广枣-肉豆蔻药对对心肌细胞氧化损伤的影响。实验二:广枣-肉豆蔻药对对心肌缺血损伤的干预作用。基于实验一结果选择70%广枣醇提物和肉豆蔻挥发油+半固体部分进行这一部分实验,①采用异丙肾上腺素(ISO)诱导大鼠急性心肌缺血模型,广枣70%醇提物、肉豆蔻挥发油+半固体成分、广枣-肉豆蔻药对给药干预,II导联心电图观察各组动物心电图变化,TTC染色观察心脏梗死面积,苏木素伊红(HE)染色观察心肌组织病理结构变化,qRT-PCR方法检测Bcl-2,Bax、TNF-α和IL-1β的基因表达。②取新生Wistar大鼠乳鼠做心肌细胞原代培养,300umol·L-1 H2O2诱导建立心肌细胞氧化损伤模型,MTT法观察广枣70%水提物、肉豆蔻挥发油+半固体成分、广枣-肉豆蔻药对对细胞活性的影响,qRT-PCR方法检测Bcl-2、Bax、 TNF-α和IL-1β的基因表达。实验三:广枣-肉豆蔻网络药理学分析及实验验证。①文献检索收集整理广枣、肉豆蔻化学成分、主要入血成分和血中代谢物,并经“中药系统药理学资料和分析平台”(TCMSP)进行口服生物利用度(OB)和类药性(DL)分析筛选;利用PharmMapper靶标预测平台,进行反向分子对接预测化合物潜在靶点;心肌缺血是冠心病最主要特征,搜寻DrugBank数据库、TTC数据库收集治疗冠心病的药物靶标,借助冠心病网络药理学研究平台CHD@ZJU V2.0收集冠心病发病机制靶标;通过MAS3.0在线工具对广枣-肉豆蔻的化合物靶标进行KEGG通路富集,蛋白互作分析;应用Cytoscape软件建立广枣-肉豆蔻药对的“化合物-靶点-药物网络模型”和“化合物-靶点-通路-疾病网络模型”,并对网络模型进行分析。②实验验证:qRT-PCR方法检测广枣、肉豆蔻、广枣-肉豆蔻药对对ISO诱导的急性心肌缺血模型大鼠和H2O2诱导的氧化损伤心肌细胞的网络药理学预测靶点MAPK14、HSD11B1、HMGCR、PDE4D的基因表达的影响。  结果:实验一:①与空白对照组相比,模型组细胞增殖率显著降低(P<0.05或P<0.01),与模型组相比,10%~95%广枣醇提物,肉豆蔻挥发油成分、总广枣和广枣-肉豆蔻药对均能显著增加细胞增殖率,且多表现依赖关系,即随浓度增加,抗氧化损伤能力越强,其中70%广枣醇提物、广枣、广枣-肉豆蔻药对抗氧化活性更强(P<0.05或P<0.01)。实验二:①模型组与空白组大鼠相比,异常心电图发生率为100%,广枣、广枣-肉豆蔻药对能明显降低异常心电图发生率;TTC染色表明模型组大鼠心脏梗死面积最大,广枣、广枣-肉豆蔻药对能减小大鼠心肌梗死面积;病理观察心肌组织变化发现广枣、广枣-肉豆蔻药对可减轻ISO引起的大鼠心肌纤维大片弥漫损伤,间质水肿、空泡样变性及炎性细胞浸润,肉豆蔻对心肌缺血大鼠的作用较弱;与模型组相比,广枣、肉豆蔻、广枣-肉豆蔻药对均能能够显著降低炎症因子TNF-α、IL-1β水平(P<0.05或P<0.01),调节凋亡基因 Bcl-2、Bax基因表达,增加 Bcl-2/Bax比值(P<0.01),广枣-肉豆蔻药对最强,广枣、肉豆蔻次之。②广枣、肉豆蔻、广枣-肉豆蔻药对均能显著调节H2O2诱导的氧化损伤心肌细胞凋亡相关基因Bcl-2、Bax表达,增加Bcl-2/Bax比值(P<0.01),广枣-肉豆蔻药对最强,广枣、肉豆蔻次之。实验三:①网络药理学结果表明,广枣-肉豆蔻药对与冠心病发病机制相关的生物学途径主要有:细胞黏附及连接、能量代谢、应激反应、血管生成、免疫炎症反应、细胞凋亡及坏死、内分泌调节、细胞分裂增殖、细胞运动。MAPK14、MAP2K1、HSD11B1、PTPN1、RXRA、PDE4D、HMGCR、F2等靶点可能是广枣-肉豆蔻药对治疗心血管病的关键靶点。②qRT-PCR实验对预测的部分靶点的验证结果显示,广枣、肉豆蔻、广枣-肉豆蔻药对均能显著降低冠心病机制相关靶点MAPK14(应激反应相关)和HSD11B1(血管新生相关)的表达(P<0.05或P<0.01),心肌组织中广枣组MAPK14降低最为显著,心肌细胞中广枣-肉豆蔻药对组MAPK14降低最显著;三组给药组均能显著降低心肌组织和心肌细胞的HSD11B1表达(P<0.05或P<0.01),尤其是广枣-肉豆蔻药对组降低最为显著,肉豆蔻组次之,广枣组再次。广枣、肉豆蔻、广枣-肉豆蔻药对均能显著降低冠心病药物靶点PDE4D(炎症相关)和HMGCR(脂代谢相关)的表达,三组给药组均能显著降低PDE4D的表达,尤其是广枣组降低最为显著,三组给药组均能显著降低 HMGCR的表达,降低 HMGCR表达程度:广枣组>广枣-肉豆蔻药对组>肉豆蔻组。广枣、肉豆蔻对预测靶点的调节各有高低,但两者合用效果最显著。  结论:①广枣-肉豆蔻药对能降低大鼠急性心肌缺血损伤和体外心肌细胞氧化损伤,抑制心肌细胞凋亡,炎症反应发生。②网络药理学研究表明广枣-肉豆蔻药对可能通过调节细胞黏附及连接、能量代谢、应激反应、血管生成、免疫炎症反应、细胞凋亡及坏死、内分泌调节、细胞分裂增殖、细胞运动等生物途径治疗冠心病。③qRT-PCR实验验证了广枣-肉豆蔻药对能够调节网络药理学预测的冠心病药物靶标PDE4D和HMGCR的表达和冠心病机制靶标MAPK14和HSD11B1的表达。广枣-肉豆蔻药对可能通过调节凋亡、炎症、应激反应、血管生成等相关蛋白表达发挥药效。广枣的作用多优于肉豆蔻,广枣-肉豆蔻药对优于各单味药,广枣和肉豆蔻有协同作用。
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