王娟,王廷華,白雪
1 西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院 四川瀘州 646000 2 四川大學(xué)華西醫(yī)院 四川成都 610041
腦卒中是世界上最普遍的血管疾病,具有較高的發(fā)病率、致殘率、病死率,給社會(huì)、政府及家庭帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)。腦卒中分為出血性腦卒中和缺血性腦卒中,前者是由大腦內(nèi)部血管破裂引起的,缺血性中風(fēng)是由血管堵塞引起的,這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致大腦局部組織缺氧。雖然這兩種中風(fēng)都很嚴(yán)重,很普遍,但研究表明,缺血性中風(fēng)更常見(jiàn),占中風(fēng)總數(shù)的87%[1]。血腦屏障(blood brain barrier,BBB)是大腦和外周循環(huán)之間的重要屏障,通過(guò)嚴(yán)密調(diào)節(jié)物質(zhì)交換在維持中樞系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中起著至關(guān)重要的作用。缺血性腦卒中(ischemic stroke,IS)可引起B(yǎng)BB損傷及破壞,進(jìn)一步促進(jìn)缺血性腦損傷的發(fā)展[2-3]。研究表明,缺血性腦卒中患者血腦屏障的破壞可能與TJ蛋白破壞、MMPs、AQP-4 基因和蛋白、VEGF的表達(dá)上調(diào)、免疫炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)被激活,大量炎性細(xì)胞因子和趨化因子釋放,破壞血腦屏障的內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞,導(dǎo)致血腦屏障的損傷[4]。
缺血性腦卒中屬于祖國(guó)醫(yī)學(xué)“中風(fēng)”范疇,總結(jié)中風(fēng)發(fā)病機(jī)理,不外乎氣機(jī)逆亂、腦脈痹阻、絡(luò)破血溢、損脈及腦[5]。金代醫(yī)家劉完素提出“腦之玄府理論”,劉完素認(rèn)為五官、四肢百骸、意識(shí)等功能的正常皆依賴于玄府開通、氣機(jī)升降出入的通利,若玄府密閉則會(huì)導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生,腦之玄府閉塞是缺血性中風(fēng)的發(fā)病關(guān)鍵,故治療中風(fēng)注重宣通玄府[6]。現(xiàn)代研究表明玄府理論與血腦屏障 (bIood brain barrier,BBB)在結(jié)構(gòu)和功能方面存在著許多共性內(nèi)涵。三化湯主要由大黃、厚樸、羌活、枳實(shí)四味藥物組成,是開通玄府治療中風(fēng)病之名方,具有宣行氣血、通腑開結(jié)、調(diào)暢氣機(jī)、開通玄府的作用[7]。本文主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的知識(shí),探究三化湯開通玄府法調(diào)節(jié)血腦屏障治療缺血性腦卒中的作用機(jī)制。
在傳統(tǒng)中藥系統(tǒng)藥理學(xué)(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology:TCMSP)(https://tcmspw.com/index.php)以“大黃、厚樸、羌活、枳實(shí)”成分為關(guān)鍵詞搜索各成分的所有化學(xué)成分,以吸收、分布、代謝、排泄(ADME)參數(shù)中的OB≥30%、DL≥0.18、BBB≥0.3及BBB<0.3為篩選條件,得到三化湯主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及外周的化學(xué)活性成分。并應(yīng)用SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)檢索三化湯各單味藥化學(xué)成分對(duì)應(yīng)的靶點(diǎn)并加以整合、去重、取并集后,即為各成分靶點(diǎn)庫(kù)。
在UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.uniprot.org/)將搜詢得到的靶點(diǎn)蛋白名稱按順序逐一鍵入搜索框中搜索得到其對(duì)應(yīng)基因名稱(Gene names)。
應(yīng)用GeneCards 數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.genecards.org)與 DisGeNET(https://www.disgenet.org/),在 搜索框中輸入關(guān)鍵詞:“ischemic stroke、 Cerebral arterial thrombosis、 Cerebral arterial thrombosis、 stroke 、cerebral infarction ”進(jìn)行搜索,挖掘缺血性腦卒中相關(guān)靶點(diǎn)。
按照BBB≥0.3及BBB<0.3將篩選出的三化湯化學(xué)活性成分對(duì)應(yīng)的靶點(diǎn)和疾病靶點(diǎn)應(yīng)用Venny2.1數(shù) 據(jù) 庫(kù)(https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/),得出交集靶點(diǎn)。
將共同潛在靶點(diǎn)導(dǎo)入 STRING11.0 數(shù)據(jù)庫(kù)(https://string-db.org/)構(gòu)建 PPI 網(wǎng)絡(luò)圖(設(shè)置條件:蛋白質(zhì)種類 “homo sapiens(人類)”,作用閾值 “medium confidence(0.400)”)。通過(guò)Cytoscape(Version 3.7.1)軟件,進(jìn)行可視化網(wǎng)絡(luò)處理,得到三化湯活性成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖。以同樣的方法得到缺血性腦卒中的疾病-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖。應(yīng)用Cytoscape(Version 3.7.1)軟件中的merge設(shè)置,將三化湯治療缺血性腦卒中疾病關(guān)鍵靶點(diǎn)可視圖像,對(duì)這些重要靶點(diǎn)進(jìn)行分析。
通過(guò) Metascape(http://metascape.org/gp/index.html#/main/step1)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)靶點(diǎn)生物過(guò)程(BP)、細(xì)胞組分(CC)、分子功能(MF)進(jìn)行GO富集分析和KEGG代謝通路富集分析,并采用線上繪圖工具Omic Share Tool(https://www.omicshare.com/tools/index.php/)將富集結(jié)果可視化。
通過(guò)TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得三化湯中活性成分的PubChem號(hào),輸入PubChem在線數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)中搜索出各活性成分小分子配體3D結(jié)構(gòu),并使用Openbable軟件將格式轉(zhuǎn)化為Mol2格式,導(dǎo)入AutoDock tools(1.5.6)進(jìn)行加氫離子,計(jì)算電荷數(shù)目,合并非極性氫后保存為pdbqt格式;在PDB在線數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)(https://www1.rcsb.org/)中搜索出藥物核心靶點(diǎn)蛋白受體,通過(guò)Pymol軟件去除蛋白受體結(jié)構(gòu)的溶劑和水分子,將其導(dǎo)入Auto Dock Tools 1.5.6軟件進(jìn)行同樣的處理,根據(jù)每個(gè)受體蛋白結(jié)構(gòu)的不同,定義不同的Grid Box盒子;運(yùn)用分子對(duì)接技術(shù),對(duì)其活性成分的受體與配體進(jìn)行匹配,分析其結(jié)合能力,選取每個(gè)藥物配體結(jié)合能最低的結(jié)合能,保存文件,將其導(dǎo)入Pymol軟件進(jìn)行對(duì)接結(jié)構(gòu)可視化。
OB≥30%、DL≥0.18、BBB≥0.3的藥物成分共12種(見(jiàn)表1),其中大黃3種,厚樸1種,羌活8種,枳實(shí)2種;其對(duì)應(yīng)的靶點(diǎn)共131個(gè),其中大黃43個(gè),厚樸26個(gè),羌活46個(gè),枳實(shí)17個(gè),通過(guò)Unipot數(shù)據(jù)庫(kù)和perl軟件對(duì)蛋白名稱進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)注釋化并刪除重復(fù)靶點(diǎn),篩選得到的靶點(diǎn)共59個(gè)。
表1 三化湯主要的潛在活性成分(BBB≥0.3)
OB≥30%、DL≥0.18、BBB<0.3的化學(xué)成分30種(見(jiàn)表2),其中大黃7種,厚樸1種,羌活5種,枳實(shí)17種;其對(duì)應(yīng)的靶點(diǎn)共185個(gè),其中大黃41個(gè),厚樸7個(gè),羌活17個(gè),枳實(shí)120個(gè),刪除重復(fù)靶點(diǎn)后最終得到134個(gè)靶點(diǎn)。其中大黃的Mutatochrome(β胡蘿卜素氧化物)、Sennoside E(番瀉苷E)、Sennoside D(番瀉苷D),羌活的coumarin,glycoside(香豆素糖苷),枳實(shí)的Obacunone(黃柏酮)無(wú)法在SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)查詢到對(duì)應(yīng)靶點(diǎn),這些成分查閱文獻(xiàn)單獨(dú)分析:β胡蘿卜素是一種重要的天然色素,對(duì)人體健康十分有益。它廣泛存在于蔬菜和水果中。三種主要功能是抗氧化作用、細(xì)胞間隙連接相關(guān)功能和免疫相關(guān)功能。由于它的多種功能,β -胡蘿卜素被認(rèn)為可以預(yù)防和治療許多慢性病。胃癌是其可治療的重要疾病之一[8]。番瀉苷(sennoside)包括番瀉苷 A、B、C、D、E、F、G 等,具有瀉下、抗菌活性、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞等功能,對(duì)大黃進(jìn)行炮制的過(guò)程中無(wú)論是清蒸、酒蒸還是酒炙,番瀉苷含量均有所下降,番瀉苷D、E含量更少,且研究甚少[9]。香豆素糖苷是合成香料、醫(yī)藥、染料及 農(nóng)藥的重要中間體,香豆素還具有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié),光敏,抗菌、抗病毒,松弛平滑肌,抗血凝等生物活性[10]。黃柏酮具有多種藥理作用,其中對(duì)腫瘤的治療作用倍受關(guān)注,研究表明,黃柏酮在乳腺癌、胰腺癌、結(jié)腸癌等多種癌癥中具有抑制細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用,但它對(duì)血管平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移的影響仍不清楚[11]。
表2 三化湯主要的潛在活性成分(BBB<0.3)
利用 Cytoscape3.7.2繪 制“藥 物-成分-靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)圖(圖1),其中BBB≥0.3共有75 個(gè)節(jié)點(diǎn)、154 條邊(圖左),根據(jù)Degree值及靶點(diǎn)數(shù)前三的化合 物 分 別 是beta-sitosterol(degree=40)、Eucalyptol(degree=27)、及Ammidin(degree=18)。BBB<0.3共有167 個(gè)節(jié)點(diǎn)、409 條邊(圖右),根據(jù)Degree值及靶點(diǎn)數(shù)前三的化合物分別是luteolin(degree=58)、naringenin(degree=38)、及nobiletin(degree=37)。(節(jié)點(diǎn)代表作用靶點(diǎn);邊表示靶點(diǎn)之間的聯(lián)系強(qiáng)度)。
圖1 藥物-活性成分-靶點(diǎn)相互作用網(wǎng)絡(luò)圖(BBB≥0.3(圖左)、BBB<0.3(圖右))
疾病與藥物交集靶點(diǎn)(圖2)。結(jié)果顯示,“三化湯-缺血性腦卒中”共同靶點(diǎn)有72個(gè),其中易透過(guò)血腦屏障與缺血性腦卒中共26個(gè),不易透過(guò)血腦屏障與缺血性腦卒中共同潛在靶點(diǎn)63個(gè)。
圖2 疾病與藥物交集靶點(diǎn)
將三化湯與缺血性腦卒中共同潛在靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫(kù),獲得靶蛋白之間的相互作用關(guān)系,再將靶蛋白相互作用信息導(dǎo)入Cytoscape 3.7.2軟件中(圖3)。
圖3 蛋白互作圖:BBB≥0.3(圖左)、BBB<0.3(圖右)
利用“Analyze Network”功能對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治觯?jì)算出各節(jié)點(diǎn)的度值degree;當(dāng)BBB≥0.3,共有26個(gè)節(jié)點(diǎn),64條邊,平均自由度為4.92,篩選出符合degree≥4.92共有13個(gè),即為三化湯易透過(guò)血腦屏障成份治療缺血性腦卒中的關(guān)鍵靶點(diǎn)(見(jiàn)表3),將前3個(gè)靶點(diǎn)作為核心靶點(diǎn),即CASP3、PTGS2和JUN。BBB<0.3,共有63個(gè)節(jié)點(diǎn),823條邊,degree的中位數(shù)為26.12,篩選出符合degree≥26.12共有33個(gè),即為三化湯不易透過(guò)血腦屏障成份治療缺血性腦卒中的關(guān)鍵靶點(diǎn)(見(jiàn)表4),按照度值對(duì)關(guān)鍵靶蛋白進(jìn)行排序,將前3個(gè)靶點(diǎn)作為核心靶點(diǎn),即TNF、IL6和VEGFA。
表3 三化湯治療缺血性腦卒中關(guān)鍵靶點(diǎn)(BBB≥0.3)
表4 三化湯治療缺血性腦卒中關(guān)鍵靶點(diǎn)(BBB<0.3)
為了闡明三化湯治療缺血性腦卒中的作用機(jī)制,我們對(duì)三化湯治療缺血性腦卒中關(guān)鍵靶基因進(jìn)行GO功能及KEGG通路富集分析。
結(jié)果表明,BBB≥0.3,在生物過(guò)程方面,主要涉及:細(xì)胞對(duì)有機(jī)環(huán)化合物的反應(yīng)、對(duì)脂多糖的反應(yīng)、細(xì)胞對(duì)氮化合物的反應(yīng)、血液循環(huán)、對(duì)異源生物刺激的反應(yīng)、血管發(fā)育、細(xì)胞分泌等;在細(xì)胞組分方面,主要涉及膜筏、突觸前膜、小窩、血液微粒、黏著斑等;在分子功能方面,主要涉及凋亡、G蛋白偶聯(lián)胺受體活性、肽酶活性、核受體活性、蛋白質(zhì)同二聚活性、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合、蛋白酶結(jié)合、血紅素結(jié)合、絲氨酸水解酶活性、磷酸酯水解酶活性等。以q值為篩選依據(jù),繪制 GO Biological process(BP) 、GO Cellular component(CC) 及 GO Mo-lecular function(MF) 氣泡圖(見(jiàn)圖 6)。
圖4 BBB≥0.3 BP 、 CC、MF氣泡圖
圖5 BBB<0.3 BP、CC、MF氣泡圖
圖6 KEGG通路富集分析氣泡圖
BBB<0.3時(shí),在生物過(guò)程方面,主要涉及:對(duì)脂多糖的反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)、凋亡信號(hào)通路、炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)、肌肉細(xì)胞增殖、對(duì)多肽的反應(yīng)等;在細(xì)胞組分方面,主要涉及膜筏、細(xì)胞外基質(zhì)、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)復(fù)合物、谷氨酸能突觸等;在分子功能方面主要涉及:細(xì)胞因子受體結(jié)合、RNA聚合酶II特異性dna結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、MAP激酶活性、血紅素結(jié)合、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合、蛋白酶結(jié)合、多肽結(jié)合、內(nèi)肽酶活力等。以q值為篩選依據(jù),繪制 GO Biological process(BP) 、GO Cellular component(CC) 及 GO Mo-lecular function(MF) 氣泡圖(見(jiàn)圖7)。
圖7 KEGG通路富集分析氣泡圖
BBB≥0.3,KEGG通路分析主要涉及:與鈣離子相關(guān)通路、cAMP信號(hào)通路、VEGF信號(hào)通路、膽堿能突觸通路、5-羥色胺通路等;以q值為篩選依據(jù),繪制KEGG氣泡圖(見(jiàn)圖8)。
BBB<0.3時(shí),KEGG通路分析主要涉及:IL-17 信號(hào)通路、動(dòng)脈粥樣硬化、PI3K-Akt信號(hào)通路、PPAR信號(hào)通路、炎癥介質(zhì)對(duì)TRP通道的調(diào)節(jié);以q值為篩選依據(jù),繪制KEGG氣泡圖(見(jiàn)圖9)。
一般認(rèn)為,當(dāng)結(jié)合能<0kcal·mol-1時(shí),認(rèn)為分子蛋白質(zhì)自發(fā)結(jié)合并相互作用,而且結(jié)合能越低,分子構(gòu)象越穩(wěn)定。若結(jié)合力<-5.0 kcal·mol-1,表明兩者具有較好的結(jié)合性,結(jié)合力結(jié)果見(jiàn)表5。
BBB≥0.3,經(jīng)篩選,靶點(diǎn)數(shù)前三的主要活性成分是:植物固醇(beta-sitosterol)、歐前胡素(Ammidin)、 桉樹腦(Eucalyptol),degree 值前三的靶點(diǎn)是CASP3、PTGS2和JUN,從上述化合物與交集靶點(diǎn)的分子對(duì)接結(jié)果(見(jiàn)表5)中不難發(fā)現(xiàn),植物固醇與PTGS2(PDB ID:5F19)、歐前胡素與CASP3(PDB ID:1NME)、桉樹腦與 PTGS2(5F19)均具有良好的結(jié)合活性。植物固醇可與活性位點(diǎn)附近的 ASN-537、VAL-228、GLY-533 三種氨基酸形成氫鍵結(jié)合到PTGS2、 歐前胡素可與 MET-44、GLY-45、GLU-84 三種氨基酸形成氫鍵結(jié)合到 CASP3、桉樹腦可與 ARG-44、HIS-39L兩種氨基酸形成氫鍵結(jié)合到PTGS2上(見(jiàn)圖 10)。
BBB<0.3,靶點(diǎn)數(shù)前三的主要活性成分是:木犀草素(Luteolin)、柚皮素(naringenin)、川陳皮素(nobiletin),degree 值前三的靶點(diǎn)是TNF、IL6和VEGFA,從上述化合物與交集靶點(diǎn)的分子對(duì)接結(jié)果(見(jiàn)表5)中不難發(fā)現(xiàn),木犀草素與IL6(PDB ID:1ALU)、柚皮素與TNF(PDB ID:2AZ5)、川陳皮素與VEGFA(1MKK)均具有良好的結(jié)合活性。木犀草素可與活性位點(diǎn)附近 的 LYS-86、LYS-66、GLU-93、LEU-62、ASN-61四種氨基酸形成氫鍵結(jié)合到IL6、柚皮素可與 GLN-125、ASN-92兩種氨基酸形成氫鍵結(jié)合到TNF、川陳皮素可與 CYS-102、CYS-104兩種氨基酸形成氫鍵結(jié)合到VEGFA上(見(jiàn)圖11)。
目前,缺血性腦卒中的發(fā)生主要是由各種原因引起的腦組織血流供應(yīng)驟減,腦組織缺血、缺氧、壞死,引起的一系列神經(jīng)功能障礙、內(nèi)皮細(xì)胞凋亡或壞死,腦血管結(jié)構(gòu)改變,血腦屏障功能破壞[12-13]。涉及機(jī)制主要有:興奮性氨基酸損傷學(xué)說(shuō)、炎癥反應(yīng)學(xué)說(shuō)、氧自由基學(xué)說(shuō)、神經(jīng)細(xì)胞凋亡學(xué)說(shuō)、血流動(dòng)力學(xué)改變學(xué)說(shuō)[14]。血腦屏障的損傷是腦缺血再灌注損傷的病理生理基礎(chǔ),缺血性腦中風(fēng)發(fā)病后,血腦屏障(bloodbrain barrier,BBB)的完整性受到破壞,通透性改變;研究表明,急性低壓低氧可導(dǎo)致大鼠腦組織細(xì)胞空泡化增多、水腫明顯,膠質(zhì)細(xì)胞增生顯著,影響了AQP4、Occludin、ZO-1蛋白表達(dá),增加低壓低氧下血腦屏障的通透性[15]。故保護(hù)血腦屏障完整性是中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮生理功能的重要保證。
《素問(wèn)·水熱穴論》曰:“所謂玄府者,汗孔也”。劉完素認(rèn)為:“玄府:無(wú)物不有,乃氣升降出入運(yùn)行之道路門戶也,廣泛存在于機(jī)體五官九竅、臟腑內(nèi)外的微觀、玄妙孔竅,與經(jīng)絡(luò)、腠理、三焦、臟腑等共同構(gòu)成運(yùn)行機(jī)體精、氣、血、津、液等的循環(huán)通道,強(qiáng)調(diào)了玄府的“廣泛性、微觀性、開闔性和通利性”,它與血腦屏障在結(jié)構(gòu)和生理上具有高度相似之處[16]。血腦屏障與玄府皆為人體結(jié)構(gòu)層次及功能系統(tǒng)中最為細(xì)小的單位,肉眼不可見(jiàn),分布廣泛。血腦屏障人體血液與腦組織液進(jìn)行物質(zhì)交換的重要保護(hù)屏障系統(tǒng),是各種離子通道及水通道蛋白的整合體,調(diào)控氣血周流,與玄府流通氣液、滲灌氣血的作用相似。在病理狀態(tài)下,玄府閉塞,氣血、津液出入門戶不通,氣機(jī)阻滯,風(fēng)、火、痰濁、淤血、濕邪等邪實(shí)阻滯與腦,神機(jī)實(shí)用,則產(chǎn)生意識(shí)功能障礙;腦血管疾病下?lián)p害血腦屏障,物質(zhì)交換屏障功能受損,有害物質(zhì)進(jìn)入大腦,引起腦水腫或腦腫脹。研究表明,開通玄府法可改善大鼠卒中后腦水腫及改善神經(jīng)功能,調(diào)節(jié)缺血再灌注損傷時(shí)AQP4 mRNA的異常表達(dá)[17]。
“玄府閉塞”是中風(fēng)病關(guān)鍵發(fā)病機(jī)制,中風(fēng)病病位在腦,高巔之上,唯風(fēng)可到,三化湯方用羌活以化風(fēng),厚樸、大黃以化滯,枳實(shí)以化痰,故曰三化,活用小承氣通腑瀉熱,巧用羌活解風(fēng)邪阻絡(luò)之標(biāo),使內(nèi)外相合,升降并濟(jì),以解中風(fēng)病玄府閉塞之要[18-20]。
利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法篩選出歐前胡素、木犀草素、柚皮素、川陳皮素等 42 個(gè)主要活性成分,可通過(guò)抗炎、抗細(xì)胞凋亡、保護(hù)血管內(nèi)皮等作用抑制 IS 的發(fā)生發(fā)展。CASP3、PTGS2、JUN、TNF、IL6和VEGFA作為核心靶點(diǎn)。Caspase-3是神經(jīng)元細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵介質(zhì)[21],缺血性腦卒中可激活caspase-3,導(dǎo)致細(xì)胞損傷和死亡[22],研究表明,急性缺血性腦卒中患者血清caspase-3的表達(dá)水平顯著增高,神經(jīng)功能發(fā)生障礙[23]。受多種炎性細(xì)胞調(diào)節(jié)而高度表達(dá),可抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB通路,進(jìn)一步抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移[24-25]。JNK是絲裂原活化蛋白激酶(mitogenac tivated-proteinkinase,MAPK)家族成員,參與了細(xì)胞生長(zhǎng)、增值、凋亡等過(guò)程,腦損傷前期,大腦釋放IL6、TNF等炎性因子,JNK的激活與炎癥因子密切相光,從而引發(fā)下游蛋白c-JNK磷酸化,促進(jìn)凋亡,同時(shí)可啟動(dòng)Caspase-3,進(jìn)一步促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞凋亡;研究表明Jun還可以促進(jìn)了大鼠CNS神經(jīng)元和小鼠DRG神經(jīng)元的突起生長(zhǎng)[26-27]。IL6、TNF是一種促炎因子,研究表明,急性缺血性腦卒中患者的IL6、TNF的表達(dá)顯著增高,介導(dǎo)白細(xì)胞浸潤(rùn)為主的急性炎性反應(yīng),與內(nèi)皮細(xì)胞損害、血腦屏障通透性改變、動(dòng)脈粥樣硬化、血管閉塞等多種損害有關(guān)[28-29]。VEGFA作為一種高度特異性的促血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子,能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖、遷移以及促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)變性、增加血管通透性,還具有促進(jìn)炎癥反應(yīng)、抗凋亡等作用。研究表明,VEGFA表達(dá)上調(diào),促進(jìn)腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞(BMECs)的存活和血管生成[30-32]。
CAMP相關(guān)信號(hào)通路廣泛參與神經(jīng)元的存活、生長(zhǎng)及神經(jīng)元突觸相關(guān)物質(zhì)的合成、傳遞等環(huán)節(jié),能抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡、增強(qiáng)海馬神經(jīng)元再生。研究表明,血管性癡呆大鼠模型中,海馬cAMP含量、PKA、pCREB蛋白顯著下調(diào),給予藥物干預(yù)后均可提高cAMP含 量[33-36]。缺血性腦卒中的發(fā)生引起興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的過(guò)度釋放,使突觸后膜處于持續(xù)性去極化狀態(tài),造成大量Ca2+內(nèi)流,引發(fā)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的生化反應(yīng),細(xì)胞內(nèi)鈣離子紊亂,線粒體內(nèi)Ca2+超載時(shí),線粒體腫脹、結(jié)構(gòu)裂解,同時(shí)激活caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng),引起細(xì)胞凋亡[37-38]。在腦缺血缺氧性疾病中VEGF可通過(guò)調(diào)節(jié) CBF、促進(jìn)血管新生、建立側(cè)支循環(huán),發(fā)揮改善腦灌注的積極效應(yīng);但同時(shí)另一方面病理性升高的 VEGF 水平會(huì)增強(qiáng)血管通透性和滲漏,并破壞血腦屏障的完整性,促進(jìn)血腦屏障泄露;VEGF 促進(jìn)血管新生的同時(shí),其介導(dǎo)的血腦屏障損傷機(jī)制,可能是其直接活化 Src,或通過(guò) AKT/eNOS 生成 NO 依賴性介導(dǎo)的亞硝基化,兩種途徑均激活了 caveolin-1,抑制了 eNOS 活性,在 VEGF/eNOS 途徑中形成eNOS/NO/Src/caveolin-1 的負(fù)反饋[39-42]。
白介素-17 是一種促炎細(xì)胞因子,研究表明,它可以促進(jìn)細(xì)胞增值,分化、凋亡,調(diào)控PI3K/AKT/FAS/FASL信號(hào)通路抑制Hep-2細(xì)胞凋亡,能調(diào)控JAK/STAT3信號(hào)通路,在喉癌的血管生成中起到重 要[43-44]。IL-17在腦病理狀態(tài)下,表達(dá)含量明細(xì)增高,研究表明,會(huì)激活NF-κB、JAKs/STATs等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,介導(dǎo)一系列炎癥反應(yīng),使血腦屏障通透性增高[45]。PI3K和AKT具有促進(jìn)細(xì)胞增殖、抗凋亡的作用[46],PI3K-Akt信號(hào)通路可以介導(dǎo)的PPAR γ表達(dá)雙向調(diào)節(jié)3T3 - L1細(xì)胞的增殖、分化和凋亡,同時(shí)AKT可特異性磷酸化內(nèi)皮一氧化氮氧合酶(endothial nitric oxide synapse,eNOS,介導(dǎo)血管新生與內(nèi)皮細(xì)胞功 能[47-48]?;罨腁kt可通過(guò)磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白,促使核因子NF-κB發(fā)生核轉(zhuǎn)位,NF-κB可調(diào)控多種炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄,調(diào)控IL-6、IL-8、IL-12、TNF-α等炎癥因子,調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)[49]?;钚匝酰≧OS )參與了腦卒中的發(fā)病,過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPARs )是ROS起作用的重要靶點(diǎn),激活PPAR δ清除ROS發(fā)揮抗氧化作用,保護(hù)神經(jīng)功能[50]。從分子對(duì)接的結(jié)果來(lái)看,除歐前胡素與JUN的結(jié)合效果稍差外,其余各成分與核心靶點(diǎn)都具有良好的結(jié)合活性。
本研究通過(guò)利用數(shù)據(jù)挖掘、生信分析等技術(shù),發(fā)現(xiàn)三化湯可通過(guò) CASP3、PTGS2、JUN、TNF、IL6和VEGFA 等靶點(diǎn)作用于 與鈣離子相關(guān)通路、cAMP信號(hào)通路、VEGF信號(hào)通路、膽堿能突觸通路、5-羥色胺通路、IL-17 信號(hào)通路、動(dòng)脈粥樣硬化、PI3K-Akt信號(hào)通路、PPAR信號(hào)通路等 等多條信號(hào)通路,在改善血腦屏障通透性、抗炎、抗氧化、促進(jìn)血管生成、抑制細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)功能的作用,具有多成分、多途徑、多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)。但研究也存在不足,如可能遺漏部分生物利用度差但發(fā)揮良好作用的活性成分、對(duì)接成分偏少等,后期仍需進(jìn)一步開展細(xì)胞、動(dòng)物等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。