目的:基于中医“天人相应”理论,利用人工模拟系统,研究和观察在气温骤变条件下玉屏风散和褪黑素对小鼠免疫力的影响,同时将中医药理论与分子生物学相结合,运用中药网络药理学筛选玉屏风散和褪黑素的潜在作用靶点,预测可能存在的作用机制和关键信号通路,分析和探讨气温骤变干预和玉屏风散联合褪黑素干预对免疫系统作用的分子生物学机制。方法:1.首先通过运用中药网络药理学方法对玉屏风散和褪黑素可能存在的作用靶点做出预测和筛选。使用SymMap数据库查询玉屏风散中黄芪、白术和防风三味中草药的潜在靶点,并将玉屏风散的靶点与从CTD疾病数据库中查询的褪黑素的作用靶点做重叠就可得到玉屏风散-褪黑素的共同靶点。将得到的潜在药物靶点通过STRING蛋白互作在线分析工具构建蛋白质相互作用网络(PPI网络),用Cytoscape软件中的CluGO插件对构建的PPI网络进行GO功能分析和KEGG信号通路富集分析,保留具有统计学意义的结果。2.采用动物实验进一步验证气温骤变干预下玉屏风散和褪黑素对小鼠的免疫系统的影响。首先使用D-半乳糖使小鼠致衰老免疫力低下模型,对小鼠进行随机分组,按照两因素4x3析因设计共分为药物干预组:玉屏风散组、褪黑素组、玉屏风&褪黑素组、生理盐水组;气温骤变干预组:气温骤降组、气温骤升组、常温对照组,共12组,每组6只。按组别分别用玉屏风散中药液和褪黑素给小鼠灌胃6周。灌胃结束后,将小鼠按组别放入人工气温模拟箱干预,气温骤降组从30℃在30分钟内下降到8℃,气温骤升组从8℃在30分钟内上升至30℃,相对湿度保持自然条件湿度,光照时间参照自然光照,持续10个小时。实验结束后,采用ELISA法检测小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-a和小鼠肺脏组织中NFkB、NLRP3、SIRT1、SIRT2的蛋白表达情况,采用Qrt-PCR检测了小鼠肺脏组织中NRF2基因的表达水平。结果:1.通过中药网络药理学分析得到,玉屏风散和褪黑素的共同作用靶点有85个,使用STRING对其构建蛋白互作网路得到20个节点度最高的关键靶点,依次为TP53、AKT1、ALB、JUN、IL6、CASP3、VEGFA、MAPK3、MAPK1、TNF、ESR1、PTGS2、FOS、CAT、HMOX1、SIRT1、CCND1、RELA、IL1B、BCL2L1。使用 CluGO 分别对20个关键靶点和85个全部共同靶点进行GO功能分析和KEGG富集分析后得知,玉屏风散和褪黑素与多个免疫学生物过程相关,包括胸腺发育、巨噬细胞分化、免疫应答细胞因子的调节、T细胞稳态、氧化应激诱导细胞凋亡的负调控、急性炎症反应的调节、趋化因子的调控等,还涉及到了 NF-kB信号通路、线粒体自噬、长寿调节途径、T细胞受体信号通路、TNF信号通路、IL-17信号通路等与免疫、衰老和氧化应激过程密切相关的信号通路。2.玉屏风散可以使血清IL-1β升高(P<0.05),褪黑素可以使IL-1β(P<0.05)和TNF-a降低(P<0.05),玉屏风散和褪黑素联合使用可以使IL-1β(P<0.05)和IL-6升高;玉屏风散和褪黑素均能有使小鼠肺脏中NF-kB、SIRT1、SIRT2、NLRP3蛋白表达升高的趋势;在玉屏风散和褪黑素联用的情况下NRF2基因表达显著上调(P<0.05)。气温骤变对血清中IL-1β、IL-6、TNF-a等指标没有明显的影响,气温骤降因素使小鼠肺脏中NFkB、NLRP3、SIRT1、SIRT2等蛋白表达明显降低(P<0.05),气温骤升因素使SIRT1的表达相对于对照组降低(P<0.05)。气温骤降和气温骤升均使小鼠肺脏组织中NRF2基因表达水平明显下降(P<0.05)。结论:研究发现玉屏风散和褪黑素可能分享了部分相同的免疫系统调节的作用靶点和信号通路机制。动物实验表明玉屏风散和褪黑素表现出既能促炎又能抗炎的双重调节作用,两者联用能产生协同效应并具有明显的抗炎抗氧化作用,与使用网络药理学方法预测的玉屏风散和褪黑素具有相同的靶点和作用机制的推断相符合。气温的剧烈变化在一定程度上干扰了机体免疫系统的抗炎抗氧化的正常功能,其中气温骤降的寒冷因素对免疫系统的影响更为显著。本研究为今后进一步研究中医药应对气候变化和生物节律异常引起的人体免疫系统功能失调提供了科学依据。