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基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的鹽酸小檗堿治療胃炎機(jī)制研究

2020-07-02 07:56李雪梅徐文堅(jiān)
中國(guó)藥業(yè) 2020年12期
關(guān)鍵詞:小檗靶點(diǎn)胃炎

李雪梅,吳 堅(jiān),徐文堅(jiān)△

(1. 廣東省中山市小欖人民醫(yī)院,廣東 中山 528400; 2. 廣東省汕頭市中心醫(yī)院,廣東 汕頭 515000)

胃病的發(fā)病率高達(dá)80%,其中以胃炎發(fā)病率最高[1]。胃炎是各種原因引起的胃黏膜炎癥,為最常見的消化系統(tǒng)疾病,是一種血管系統(tǒng)的活體組織對(duì)損傷因子所發(fā)生的復(fù)雜防御反應(yīng),通常包括上皮損傷、黏膜炎性反應(yīng)和上皮再生3個(gè)過程。機(jī)體許多成分參與胃炎反應(yīng)過程,主要包括白細(xì)胞、血管壁細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)和胃炎介質(zhì)等。胃炎常表現(xiàn)為腹胃脘部不適、疼痛、飯后飽脹、噯氣、反酸,甚至惡心、嘔吐等癥狀[2],影響其正常飲食和生活質(zhì)量,甚至威脅機(jī)體健康。目前,治療胃炎仍以化學(xué)藥物為主,能快速改善癥狀,緩解不適,但易復(fù)發(fā),甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)研究技術(shù)的發(fā)展,藥物分離及分析技術(shù)的提高,分子生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科研究的深入,結(jié)構(gòu)確定、作用溫和、藥效緩慢與持久的藥用天然產(chǎn)物逐漸成為開發(fā)新藥的寶庫(kù)。

小檗堿(berberine,BBR,C20H19NO5,相對(duì)分子質(zhì)量為336.37)又名黃連素,可從小檗科、毛茛科、蕓香科、鼠李科等屬植物中提取分離的異喹啉類生物堿[3],是除青蒿素、三氧化二砷及阿帕替尼外,我國(guó)自主研發(fā)的藥用植物單體藥物,來源廣泛,成本低,不良反應(yīng)小[4-5],臨床應(yīng)用廣泛,極具開發(fā)潛能。臨床常用的鹽酸小檗堿(BBRH,相對(duì)分子質(zhì)量372.87)具有多種生物活性,以及抗炎、抗菌、降糖、調(diào)脂、抗痢疾、抗腫瘤等藥理活性[6-15],可用于治療消化性潰瘍、胃炎、腸炎等消化系統(tǒng)疾病[16]。BBRH 治療胃炎效果良好,但其作用機(jī)制尚未見系統(tǒng)報(bào)道。目前絕大多數(shù)藥物以個(gè)別靶點(diǎn)和通路作為研究對(duì)象闡明其作用機(jī)制,但該法難以全面地反映具有天然屬性的鹽酸小檗堿的藥理機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)基于系統(tǒng)生物學(xué)理論,從藥物、靶點(diǎn)與疾病間相互作用的整體性和系統(tǒng)性出發(fā),通過采用復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)模型,揭示藥物、基因、靶點(diǎn)、疾病之間復(fù)雜的整體生物網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上分析、預(yù)測(cè)藥物的藥理學(xué)機(jī)制[17-20]。目前,多采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法研究天然單體藥物和西藥的藥理機(jī)制,如丹參酮ⅡA、苦參堿、大黃素、人參二醇、牛磺鵝去氧膽酸、臭椿酮、阿帕替尼等成分和藥物的機(jī)制分析[21-27]。本研究中基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的分析方法,從整體、系統(tǒng)的生物學(xué)角度綜合探討B(tài)BRH 治療胃炎的作用機(jī)制,為BBRH 藥理機(jī)制的闡明及其更多臨床應(yīng)用的開發(fā)提供研究思路。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 BBRH 靶點(diǎn)收集及其互作網(wǎng)絡(luò)(PPI)構(gòu)建

在NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得berberine 的SDF 格式文件,并 將 其 上 傳PharmMapper 服 務(wù) 器(http:/ / lilab.ecust.edu.cn/pharmmapper/submit_file.php)進(jìn) 行 靶 點(diǎn)預(yù)測(cè),設(shè)置獲得前300個(gè)人類靶點(diǎn)及其名稱、匹配值(score)、PDBID 等 信 息;將 PDBID 導(dǎo) 入 UniProt(https:/ /www.uniprot.org/)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索和矯正,剔除重復(fù)、非人源與不規(guī)范的靶點(diǎn),并結(jié)合TCMSP(http:/ /lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)和Puchem(https:/ /pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)收集的靶點(diǎn)建立Berberine 的靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù);將BBRH 潛在靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING 數(shù)據(jù)庫(kù)(http:/ /string-db.org),選定物種為人類,最后導(dǎo)出BBRH 潛在靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)文件,并使用Cytoscape 3.6.1 軟件進(jìn)行可視化分析。

1.2 BBRH 治療胃炎的潛在靶點(diǎn)確認(rèn)及PPI 構(gòu)建

以“gastritis”為 關(guān) 鍵 詞,在GeneCards(https:/ /www.genecards.org/)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與胃炎相關(guān)的靶點(diǎn),建立胃炎相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù);按1.1 項(xiàng)下同法構(gòu)建胃炎PPI 網(wǎng)絡(luò);對(duì)BBRH 潛在靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)和胃炎相關(guān)靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交集比對(duì),確認(rèn)BBRH 治療胃炎的潛在直接作用靶點(diǎn)及間接作用靶點(diǎn),按1.1 項(xiàng)下同法構(gòu)建BBRH 治療胃炎的潛在作用靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò);采用Cytoscape 3.6.1 軟件自帶的“Network Analysis”插件對(duì)該P(yáng)PI 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)湫再|(zhì)分析,包括度數(shù)(degree)和介數(shù)中心度(betweenness)[28-29],以大于或等于1 倍介數(shù)中心度(betweenness)和接近中心度(closeness)中位數(shù)及大于或等于2 倍度數(shù)(degree)的中位數(shù)為條件篩選關(guān)鍵靶點(diǎn)[30]。

1.3 相關(guān)通路和注釋分析及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

使用DAVID 數(shù)據(jù)庫(kù)(https:/ /david.ncifcrf.gov/)對(duì)靶點(diǎn)進(jìn)行KEGG 生物通路富集分析,并使用Cytoscape 3.5.1 軟件的ClueGO 插件對(duì)BBRH 治療胃炎的生物學(xué)功能進(jìn)行注釋分析,并采用其Merge 與Union 功能構(gòu)建“藥物-靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)。

1.4 藥物-靶點(diǎn)的分子對(duì)接驗(yàn)證

采用Discovery studio 2.5,AutoDock 1.5.6,PyMOL軟件,分別對(duì)原配體和蛋白進(jìn)行預(yù)處理、對(duì)接、作圖,以結(jié)合自由能(ΔGbind)為參考指標(biāo),ΔGbind 值越小,BBRH 與靶點(diǎn)的結(jié)合能力越強(qiáng),并從最優(yōu)構(gòu)象上分析BBRH 與靶點(diǎn)的結(jié)合模式,從分子水平探討兩者的結(jié)合情況,準(zhǔn)確了解靶點(diǎn)和活性小分子間的相互作用[31]。

2 結(jié)果與分析

2.1 BBRH 靶點(diǎn)收集及其PPI 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

合并PharmMapper(227)和TCMSP(49)及Pubchem(54)3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的BBRH 靶點(diǎn),并取PharmMapper 數(shù)據(jù)庫(kù)中score 排序前30個(gè)靶點(diǎn)及其他2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的靶點(diǎn),剔除重復(fù)項(xiàng)后共獲得117個(gè)靶點(diǎn),詳見圖1??梢?,117個(gè)靶點(diǎn)共存在1242 條關(guān)系,對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行分析可知,degree,betweenness,closeness 的中位數(shù)分別為8,0.0028,0.433,且符合大于或等于1 倍betweenness 和closeness 中位數(shù)及大于或等于2 倍degree 中位數(shù)的靶點(diǎn)共20個(gè),該類靶點(diǎn)是BBRH 作用的潛在關(guān)鍵靶點(diǎn)。結(jié)果見表1。

2.2 胃炎相關(guān)靶點(diǎn)的收集及其PPI 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

從GeneCards 數(shù)據(jù)庫(kù)獲得882個(gè)與胃炎相關(guān)的靶點(diǎn),對(duì)BBRH 靶點(diǎn)與胃炎相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行比對(duì),得出31個(gè)BBRH 治療胃炎的潛在直接靶點(diǎn),包括TP53,MAPK1,COX-2,PPARG,IFN-γ 等。BBRH 靶點(diǎn)與胃炎靶點(diǎn)的韋恩圖見圖2。在BBRH 治療胃炎的潛在直接靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)中有30個(gè)靶點(diǎn)存在相互作用,且構(gòu)成127 條關(guān)系,詳見圖3。對(duì)BBRH 治療胃炎的潛在直接靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行Network Analyzer 分析發(fā)現(xiàn),該P(yáng)PI 網(wǎng)絡(luò)中的degree,betweenness,closeness 分 別 為 6.5,0.00729,0.537,其中符合篩選條件的靶點(diǎn)有TP53,MAPK1,COX-2,PPARG,這4個(gè)靶點(diǎn)是連接其他靶點(diǎn)的樞紐,提示其在BBRH 治療胃炎過程中可起到關(guān)鍵作用。

此外,BBRH 治療胃炎的31個(gè)潛在直接靶點(diǎn)與651個(gè)胃炎相關(guān)靶點(diǎn)存在相互作用關(guān)系,表明BBRH 通過直接作用到31個(gè)潛在靶點(diǎn)上而再影響到651個(gè)靶點(diǎn)的活性,詳見表2;對(duì)間接靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)湫再|(zhì)分析,并列出了該網(wǎng)絡(luò)符合關(guān)鍵參數(shù)條件的前50個(gè)靶點(diǎn),其中包括白細(xì)胞介素6(IL-6)等靶點(diǎn)。結(jié)果見表3。

圖1 鹽酸小檗堿作用靶點(diǎn)的互作網(wǎng)絡(luò)

表1 關(guān)鍵藥物靶點(diǎn)的拓?fù)鋮?shù)基本情況

圖2 鹽酸小檗堿治療胃炎的潛在直接靶點(diǎn)韋恩圖

2.3 相關(guān)通路和注釋分析及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

對(duì)靶點(diǎn)進(jìn)行ClueGO 生物功能注釋,BBRH 治療胃炎的潛在生物學(xué)功能主要概括為13個(gè)方面的內(nèi)容,如細(xì)胞因子介導(dǎo)信號(hào)通路調(diào)節(jié)、活性氧的代謝調(diào)節(jié)、一氧化氮生物合成過程、血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移的調(diào)控、外源性凋亡信號(hào)通路的調(diào)控、RNA 聚合物的轉(zhuǎn)錄、端粒酶活性的調(diào)節(jié)等,該類生物功能均與細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移、細(xì)胞凋亡、血管再生、細(xì)胞周期的調(diào)控,以及轉(zhuǎn)錄、翻譯、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、炎性反應(yīng)、免疫應(yīng)激等生物過程密切相關(guān),提示BBRH 對(duì)胃炎的治療是通過多種生命過程共同干預(yù)胃炎的發(fā)生、發(fā)展實(shí)現(xiàn)的。

圖3 鹽酸小檗堿治療胃炎的潛在直接靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)

為了進(jìn)一步探討B(tài)BRH 治療胃炎的潛在作用機(jī)制,將31個(gè)潛在靶點(diǎn)映射到DAVID 數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行KEGG 通路富集,共富集到64 條信號(hào)通路(見表4),其中P>0.05的通路共有50 條,主要與炎癥、癌癥、免疫等相關(guān)(包括TNF 信號(hào)通路等炎癥通路、B 細(xì)胞受體信號(hào)通路等免疫通路、PI3K-Akt 信號(hào)通路等常見腫瘤經(jīng)典通路)。共12個(gè)靶點(diǎn)富集在幽門螺桿菌感染的上皮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)(DDR1,IκB-α,MAPK14)、缺氧誘導(dǎo)因子-1 信號(hào)通路(HIF-1α,IFN-γ,MAPK1,iNOS,eNOS)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子信號(hào)通路(MAPK1,iNOS,eNOS,COX-2)、腫瘤壞 死 因 子 信 號(hào) 通 路(IκB-α,COX-2,MAPK14,MAPK1)、花生四烯酸代謝通路(COX-1,COX-2)、病灶粘連(BRAF,DDR1,GSK-3β,MAPK1)等與胃炎的發(fā)生,發(fā)展密切相關(guān)的信號(hào)通路中,體現(xiàn)了BBHR 干預(yù)胃炎的多途徑作用特點(diǎn)。為更清晰地了解BBRH 干預(yù)胃炎的潛在機(jī)制,本研究中構(gòu)建了“藥物-靶點(diǎn)-通路”可視化網(wǎng)絡(luò),有助于BBHR 干預(yù)胃炎機(jī)制的闡釋。詳見圖5。

表2 鹽酸小檗堿治療胃炎的潛在直接靶點(diǎn)的拓?fù)鋮?shù)基本情況

表3 間接靶點(diǎn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋮?shù)基本信息

2.4 分子對(duì)接驗(yàn)證

圖4 鹽酸小檗堿治療胃炎的生物學(xué)功能注釋

將富集在與胃炎發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)通路的12個(gè)潛在靶點(diǎn)與BBRH 進(jìn)行分子對(duì)接(見圖4),配體與受體結(jié)合的構(gòu)象穩(wěn)定時(shí)能量越低,發(fā)生作用可能性越大。本研究中的分子對(duì)接結(jié)果表明,BBRH 與12個(gè)靶點(diǎn)的親和力和各蛋白原配體的親和力相近,其中親和力最強(qiáng)的是iNOS(見圖6),BBRH 與iNOS 的Tyr-483,Gln-199,Trp-366 存在氫鍵作用,其自由能為-10.1 kcal/mol,不僅接近于原配體與該蛋白的自由能,且結(jié)合最穩(wěn)定。詳 見 表5。此 外,BBRH 與IFN-γ,MAPK1,eNOS,GSK-3β 等靶點(diǎn)的自由結(jié)合能較其對(duì)應(yīng)的原配體更低,且存在氫鍵作用。與原配體的結(jié)合相比,BBRH 與這些靶點(diǎn)的結(jié)合更親和和穩(wěn)定,體現(xiàn)了BBRH 多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)。

表4 鹽酸小檗堿治療胃炎的信號(hào)通路

圖5 鹽酸不檗堿對(duì)胃炎的“藥物-靶點(diǎn)-通路”干預(yù)網(wǎng)絡(luò)

3 討論

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一種集系統(tǒng)生物學(xué)和多向藥理學(xué)及計(jì)算機(jī)分析技術(shù)網(wǎng)絡(luò)為一體的新型學(xué)科,其可將藥物和疾病緊密關(guān)聯(lián)起來[32],建立既復(fù)雜又清晰的藥物-靶點(diǎn)-疾病的相互作用網(wǎng)絡(luò),助力現(xiàn)代藥物研究者從系統(tǒng)和整體的角度闡明和理解藥物作用機(jī)制,可為先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)、新藥靶點(diǎn)的識(shí)別等研究提供新策略和思路[33-34]。本研究中通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),BBRH 可通過多靶點(diǎn)、多通路的作用特性干預(yù)胃炎的發(fā)生、發(fā)展。

圖6 鹽酸小檗堿與NOS2 分子對(duì)接圖

表5 鹽酸小檗堿與14個(gè)重要靶點(diǎn)的對(duì)接結(jié)果

通過PharmMapper 服務(wù)器和TCMSP 數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的BBRH 靶點(diǎn)與利用GeneCards 數(shù)據(jù)庫(kù)得到的胃炎相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比與分析,并預(yù)測(cè)到BBRH 干預(yù)胃炎的潛在靶點(diǎn)共31個(gè)。然后利用STRING 數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建PPI,分析發(fā)現(xiàn),共有30個(gè)蛋白存在相互作用關(guān)系,其中COX-2,MAPK1,TP53,PPAPG 等靶點(diǎn)較關(guān)鍵,這表明BBRH 干預(yù)胃炎的效果是通過多靶點(diǎn)相互作用實(shí)現(xiàn)的。隨后利用ClueGO 對(duì)這些靶點(diǎn)進(jìn)行GO 生物功能注釋,結(jié)果表明,這些靶點(diǎn)主要參與機(jī)體多種應(yīng)激反應(yīng)和多種蛋白酶的生物合成過程,也參與蛋白、氨基酸、脂質(zhì)等代謝,調(diào)控細(xì)胞增殖與凋亡、免疫應(yīng)答及信號(hào)傳導(dǎo),調(diào)控多種金屬離子的運(yùn)轉(zhuǎn)和多種蛋白激酶的活性及細(xì)胞活化等作用,提示BBRH 干預(yù)胃炎的作用可通過多層次、多途徑實(shí)現(xiàn)。

對(duì)以上靶點(diǎn)進(jìn)行KEGG 通路富集分析發(fā)現(xiàn),31個(gè)靶點(diǎn)分布在64 條信號(hào)通路上,其中12個(gè)靶點(diǎn)富集在6 條與胃炎發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的通路上,主要為酶類(包括蛋白酶、蛋白激酶、氧化還原酶等)、受體、轉(zhuǎn)錄因子等。分子對(duì)接結(jié)果也表明,BBRH 與這些靶點(diǎn)均有良好的結(jié)合,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),COX-2 和MAPK1 分別都富集在3 條通路中,且為在12個(gè)靶點(diǎn)中的拓?fù)鋮?shù)最大的2個(gè)靶點(diǎn)。此外,BBRH 與iNOS 的結(jié)合最親和,表明其在BBRH 干預(yù)胃炎的過程中發(fā)揮著較重要的作用,提示網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對(duì)BBRH 干預(yù)胃炎的機(jī)制研究具有一定的可靠性和參考價(jià)值。

COX 主要分為COX1 和COX-2,前者在大多數(shù)正常組織中表達(dá),負(fù)責(zé)生理性PG 的生成,后者在正常內(nèi)環(huán)境中不表達(dá),但其升高可導(dǎo)致炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng)和組織損害,并與炎癥程度呈正相關(guān)。COX-2 是催化花生四烯酸(AA)裂解為前列腺素類等致炎介質(zhì)的關(guān)鍵酶,其介導(dǎo)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)可調(diào)節(jié)炎性介質(zhì)NO 和前列腺素類(PGs)的合成和釋放,該酶活性的降低或抑制能有效控制炎癥的發(fā)生[35]。有研究發(fā)現(xiàn),胃炎患者的COX-2 的蛋白表達(dá)陽性率很高[36],表明COX-2 蛋白的表達(dá)可促進(jìn)黏膜的炎性反應(yīng)[37]。因此,對(duì)COX-2 蛋白表達(dá)下降可修復(fù)胃黏膜并恢復(fù)其正常的生理功能,進(jìn)而緩解胃炎的癥狀[38]。

BBRH 具有保護(hù)胃腸道黏膜的作用,可誘導(dǎo)胃腸黏膜中PGE2 含量的增加,COX-1 表達(dá)的升高及COX-2表達(dá)的降低[39],同時(shí),促進(jìn)可能與胃腸黏膜血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌NO 密切相關(guān)的eNOS 的表達(dá),介導(dǎo)胃黏膜血管內(nèi)皮細(xì)胞依賴性舒張反應(yīng),改善胃局部微循環(huán),通過修復(fù)胃黏膜的損傷,恢復(fù)胃腸黏膜的生理功能、增強(qiáng)其對(duì)外界刺激的防御能力,從而實(shí)現(xiàn)BBRH 對(duì)胃腸黏膜的保護(hù)作用。

MAPK1(ERK 1/2)和MAPK14(p38)均為絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族成員,參與機(jī)體對(duì)外界環(huán)境應(yīng)激的適應(yīng)、炎性反應(yīng)等多種生理、病理過程,是多種抗炎藥物作用的共同通路[40]。在生理狀態(tài)下,NF-κB 以p50-p65 異源二聚體的形式存在,且與IκB 結(jié)合而處于失活狀態(tài)[41]。IκB-α 是遏制NF-κB 核因子活性的關(guān)鍵蛋白[42],可通過與NF-κB 二聚體結(jié)合,使NF-κB 以失活的靜息狀態(tài)存在細(xì)胞質(zhì)中。但當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激時(shí),IκB-α 被磷酸化[43],NF-κB 變?yōu)橛坞x狀態(tài),啟動(dòng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),誘導(dǎo)相關(guān)炎性因子、趨化因子及炎性介質(zhì)表達(dá),放大炎性損傷[44]。BBRH 能下調(diào)MAPK 信號(hào)通路中ERK 1/2 和p38 蛋白磷酸化水平,提高兩者總蛋白的表達(dá)水平[45]。此外,BBRH 還能降低NF-κB 信號(hào)通路中p65 蛋白和IκB-α 的磷酸化水平和提高IκB-α 總蛋白表達(dá)水平[46],從而減少炎性因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),減輕炎癥對(duì)組織的繼續(xù)損傷而發(fā)揮其抗炎效應(yīng)。

BRAF 作為一種蛋白激酶也參與了促有絲分裂信號(hào)從細(xì)胞膜到細(xì)胞核的傳遞,能磷酸化MAPK1 激活MAPK/ERK 信號(hào)通路,影響細(xì)胞分裂、分化和分泌[47]。由分子對(duì)接結(jié)果可知,BBRH 可與BRAF 的Lys483,Sep467,Phe595,Ser463 形成較穩(wěn)定的氫鍵,據(jù)此推測(cè)BRAF 也是BBRH 參與胃炎治療的重要靶點(diǎn)。

慢性胃炎多由幽門螺桿菌感染引發(fā)。幽門螺桿菌是定植于胃黏膜表面和黏膜層之間的微需氧菌,其細(xì)胞壁的主要成分為脂多糖,可使單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞分泌抗原類物質(zhì),幽門螺桿菌感染機(jī)體的同時(shí)可刺激iNOS 表達(dá)增高,該蛋白誘導(dǎo)產(chǎn)生的NO 含量也隨之增加[48],進(jìn)而引起并加劇了胃黏膜的炎性反應(yīng),造成胃黏膜發(fā)生損傷及萎縮等變化。故幽門螺桿菌的陽性率越高,慢性胃炎的癥狀就越重[49]。

在機(jī)制方面,受體酪氨酸激酶(DDR1)在多個(gè)臟器的炎癥中發(fā)揮重要作用[50-51],參與調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞在病灶的聚集和浸潤(rùn),可通過促進(jìn)炎性細(xì)胞對(duì)膠原基質(zhì)屏障的黏附和侵襲作用[52],在多種炎癥性疾病的發(fā)生、進(jìn)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用[53]。BBRH 在體內(nèi)外對(duì)幽門螺桿菌均有較強(qiáng)的抑制或殺滅作用,其機(jī)制可能為抑制細(xì)菌在胃上皮的附著和增殖[54]。此外,BBRH 還可抑制促炎因子iNOS 的表達(dá)[55],減少炎性介質(zhì)的產(chǎn)生。

在炎性反應(yīng)和缺氧環(huán)境中,缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)對(duì)此環(huán)境中的代謝、增殖、凋亡、炎性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[56-58]。目前,HIF-1 與PI3K,MAPK,NF-κB 信號(hào)傳導(dǎo)通路之間聯(lián)系緊密[59-60],多個(gè)促炎因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)受HIF-1 的調(diào)控[61],如HIF-1α 調(diào)節(jié)iNOS 表達(dá)升高后產(chǎn)生的NO 可促進(jìn)炎性細(xì)胞釋放TNF-α,放大炎性反應(yīng)。同時(shí),TNF-α[62],IL-1β[63],ROS[64],NO[65]、生長(zhǎng)因子[66]等致炎因子也能激活HIF-1α 的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),提示HIF-1 與炎性反應(yīng)過程密切相關(guān)[67],并認(rèn)為HIF-1α 可能作為炎癥疾病治療的一個(gè)新靶點(diǎn)[68-69]。分子對(duì)接結(jié)果顯示,HIF-1α 與Tyr310,Arg383,Arg322 形成穩(wěn)定的氫鍵,提示HIF-1α 也可能在BBRH 治療胃炎的過程中起到非常重要的作用。

糖原合酶激酶3β(GSK-3β)是一種廣泛表達(dá)在真核生物中的一種多功能絲氨酸/蘇氨酸激酶,參與細(xì)胞分化、增殖、凋亡、代謝等多種細(xì)胞活動(dòng)過程[70-72]。GSK-3β 可參與調(diào)控炎癥信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[73],在炎癥性疾病的發(fā)生、發(fā)展中可選擇性地調(diào)控炎癥信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。在不同致病源刺激下,GSK-3β 可選擇性調(diào)控MyD88和TRF 依賴性的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,正向調(diào)控促炎因子和IFN-γ 的產(chǎn)生,介導(dǎo)不同的炎性反應(yīng)[74-75],當(dāng)GSK-3β活性受到抑制或其基因被敲除后,可下調(diào)IL-16,IL-12,TNF-α 等促炎因子的產(chǎn)生,上調(diào)IL-10 等抗炎因子的分泌[76-77]。對(duì)分子的對(duì)接結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),BBRH 與GSK-3β的Tyr134,Ser467,Phe201,Gln185 形成較穩(wěn)定的氫鍵,推測(cè)GSK-3β 也可能參與了BBRH 對(duì)胃炎的治療。

綜上所述,可通過調(diào)節(jié)多條生物通路共同作用抑制炎性因子的產(chǎn)生,促進(jìn)胃黏膜保護(hù)物質(zhì)的分泌,阻斷病菌遷移、侵襲、增殖、凋亡等過程干預(yù)胃炎的發(fā)生、發(fā)展。因此,推測(cè)BBRH 主要可通過修復(fù)胃黏膜、減輕炎癥損傷、消除幽門螺桿菌感染等功能發(fā)揮其治療胃炎的作用。

本研究中通過“藥物-靶點(diǎn)-疾病”關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,獲得了BBRH 干預(yù)胃炎的重要靶點(diǎn),其中BBRH 與部分靶點(diǎn)的作用已有文獻(xiàn)證實(shí),在一定程度上確證了本研究的準(zhǔn)確性,其余靶點(diǎn)的作用尚需進(jìn)一步探討,并給予實(shí)驗(yàn)確證;初步解釋了BBRH 干預(yù)胃炎的作用是通過多層次調(diào)控實(shí)現(xiàn)的,為今后更加深入地闡明BBRH 治療胃炎的機(jī)制提供了理論依據(jù)和線索。

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