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目的:基于网络药理学及分子对接的方法,明确保元汤治疗慢性心力衰竭的主要活性成分、作用靶点及作用机制。通过观察保元汤对阿霉素诱导损伤的心肌细胞活力、凋亡情况、慢性心力衰竭大鼠心肌组织的病理形态改变、血清相关指标、内质网应激凋亡途径相关因子的蛋白表达及基因表达的影响,探讨保元汤防治慢性心力衰竭的效果及作用机制。方法:1.基于网络药理学探讨保元汤治疗慢性心力衰竭的作用机制通过TCMSP数据库与相关文献检索保元汤的有效成分及作用靶点;通过Gene Cards、OMIM、TTD、Drug Bank、Pharm GKB数据库筛选CHF疾病靶点;利用以获得的保元汤有效成分及CHF疾病靶点进行数据处理,获取保元汤与CHF的交集靶点,将筛选后的交集靶点导入STRING数据库构建PPI网络图,形成“保元汤药物活性—靶点”的可视化网络图,进一步筛选出保元汤治疗CHF的核心靶点;对保元汤与CHF的交集靶点进行GO富集分析和KEGG富集分析;对保元汤的关键成分和核心靶点进行分子对接。2.保元汤对阿霉素诱导的心肌细胞损伤及内质网应激凋亡的体外实验研究用1-3d的乳鼠培养出心肌细胞。心肌细胞随机分为5组:正常对照组(正常细胞培养,加入等数量的培养基,不加入任何药物);阿霉素损伤组(加入阿霉素1μg/m L);阿霉素+保元汤低浓度组(加入阿霉素1μg/m L和保元汤5μg/m L);阿霉素+保元汤中浓度组(加入阿霉素1μg/m L和保元汤10μg/m L);阿霉素+保元汤高浓度组(加入阿霉素1μg/m L和保元汤20μg/m L)。作用48h后,MTT法检测不同浓度保元汤对心肌细胞活性的影响;TUNEL检测各组细胞凋亡情况;Real-time PCR检测内质网应激细胞凋亡相关基因GRP78、CHOP、JNK、Caspase12的m RNA表达水平。3.保元汤干预阿霉素诱导的大鼠心肌损伤及内质网应激凋亡的体内实验研究将健康SD大鼠90只,适应性喂养1周,随机分为空白组、模型组、保元汤低剂量组、保元汤中剂量组、保元汤高剂量组、卡托普利组,每组各15只。除空白组外,其余5组根据大鼠公斤体重以1.5mg/kg剂量,每周2次,连续8周,累积阿霉素剂量24mg/kg以上,腹腔注射阿霉素溶液进行慢性心力衰竭模型制备,造模同时给药8周。给药结束后取材,HE染色、Masson染色,观察心肌组织病理改变及纤维化;ELISA检测BNP、SOD、MDA的水平;Western blot法检测内质网应激及细胞凋亡相关蛋白GRP78、PERK、e IF2α、CHOP、JNK、Caspase12的蛋白表达情况;Real-time PCR检测内质网应激及细胞凋亡相关蛋白GRP78、PERK、e IF2α、CHOP、JNK、Caspase12的m RNA表达水平。结果:1.保元汤的有效活性成分共144个,作用靶点共253个,关键成分主要包括槲皮素、柚皮素、葛兰素等黄酮类化合物;保元汤与CHF的交集靶点共240个,其核心靶点包括JUN、STAT3、TP53、RELA、MAPK1、ESR1等;GO和KEGG富集分析结果显示主要涉及2475个生物过程、104个细胞组分、253个分子功能、174条相关信号通路,主要通过细胞质、细胞膜、内质网等细胞组分,调节氧化应激反应、炎症反应、钙离子通道、凋亡信号通路等生物过程,发挥DNA结合转录因子结合、RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合、丝氨酸/苏氨酸激酶活性、泛素样蛋白连接酶结合等分子功能,通过PI3K-Akt、MAPK、AGE-RAGE、IL-17、细胞凋亡、癌症等信号通路发挥治疗CHF的作用。2.保元汤对阿霉素诱导的心肌细胞损伤及内质网应激凋亡的影响(1)MTT法检测结果显示与正常对照组相比,阿霉素损伤组、保元汤低浓度组细胞活力显著降低(P<0.05),与阿霉素损伤组相比,保元汤中、高浓度组细胞活力显著升高(P<0.05)。(2)TUNEL检测结果显示,正常对照组观察视野内凋亡阳性染色细胞极少见;阿霉素损伤组及保元汤低浓度组可见呈绿色阳性染色的细胞分布于正常细胞间,凋亡阳性染色细胞数量显著增多,细胞核显著减少;保元汤中、高浓度组绿色阳性染色的细胞显著减少,细胞核明显增多。(3)Real-time PCR检测结果显示保元汤不同浓度均可以下调内质网应激凋亡途径相关因子的m RNA的表达。其中保元汤低浓度组的GRP78、JNK、Caspase 12的m RNA表达与阿霉素诱导组无显著性差异(P>0.05),保元汤中、高浓度组的GRP78、JNK、Caspase 12的m RNA表达显著降低(P<0.01,P<0.05);保元汤低、中浓度组的CHOP m RNA表达与阿霉素诱导组无显著性差异(P>0.05),保元汤高浓度组的CHOP m RNA表达显著降低(P<0.05)。3.保元汤干预阿霉素诱导的大鼠心肌损伤及内质网应激凋亡的体内实验研究(1)心肌组织HE染色结果显示模型组大鼠心肌细胞排列紊乱,形态多样,大量心肌细胞肥大,炎细胞浸润,肌间隙增宽,出现心肌纤维断裂,心肌纤维染色不均匀,心肌间质间隙扩大,心肌间质血管扩张充血。用保元汤干预后,保元汤中、高剂量组心肌组织病理改变较模型组明显缓解,仅见少许心肌细胞炎症浸润,心肌细胞排列基本整齐,少许心肌细胞肥大,偶见心肌间质血管充血,心肌纤维断裂。(2)Masson染色结果显示模型组大鼠心肌间胶原纤维增生明显,心肌间交错分布胶原纤维,可见较多的蓝染纤维,血管周围细胞外基质增多。用保元汤干预后,心肌间蓝染的胶原纤维减少,可见较大面积正常形态的心肌组织,肌纤维间隙明显变窄。(3)ELISA检测BNP的水平,结果显示与空白组相比,各组大鼠血清BNP水平均极显著增加(P<0.01),表明出现明显的心衰状态改变,用保元汤干预后,保元汤中、高剂量组及卡托普利组血清中BNP水平显著降低(P<0.01),保元汤高剂量组与卡托普利组大鼠血清BNP水平未见明显差异(P>0.05)。(4)ELISA检测SOD、MDA水平,研究结果显示与模型组相比,保元汤低、中剂量组SOD水平未见明显升高(P>0.05),保元汤高剂量组及卡托普利组SOD水平显著升高(P<0.01),保元汤高剂量组与卡托普利组SOD水平未见显著性差异(P>0.05);与模型组相比,保元汤低剂量组MDA水平未见明显降低(P>0.05),保元汤中、高剂量组及卡托普利组MDA水平显著降低(P<0.01,P<0.05),保元汤高剂量组与卡托普利组MDA水平未见显著性差异(P>0.05)。(5)Western blot法和Real-time PCR法检测结果显示,与模型组相比阿霉素诱导心肌损伤后各组大鼠内质网应激凋亡途径相关因子GRP78、PERK、e IF2α、CHOP、JNK、Caspase12的蛋白表达量及m RNA的表达量显著升高(P<0.05,P<0.01);保元汤低剂量组与模型组的蛋白及m RNA表达量未见显著性差异(P>0.05);保元汤高剂量组可显著下调内质网应激及凋亡相关蛋白及m RNA的表达(P<0.05,P<0.01);且保元汤高剂量组与卡托普利组蛋白及m RNA的表达无显著性差异(P>0.05)。结论:1.通过网络药理学结果分析,初步明确保元汤治疗CHF的有效活性成分主要为皂苷类化合物和黄酮类化合物,通过细胞质、细胞膜、内质网等细胞组分调节PI3K-Akt、MAPK、AGE-RAGE、TNF、癌症等通路发挥抑制炎症反应、抗氧化、抑制细胞凋亡等功能,从而发挥治疗CHF的作用。2.保元汤可以改善阿霉素诱导的心肌细胞损伤后的细胞活性,对心肌细胞活性具有良好的提升作用,同时对阿霉素诱导的心肌细胞凋亡有显著的抑制作用,改善心肌细胞活性及抑制心肌细胞凋亡均与用药浓度及剂量密切相关。3.保元汤可以改善阿霉素诱导的大鼠心肌组织损伤,改善心肌纤维化程度,降低BNP、MDA水平,提高SOD水平,具有显著的抗氧化作用,改善氧化应激状态。4.保元汤可通过抑制GRP78、PERK、e IF2α等内质网应激相关因子的蛋白表达及m RNA的水平及内质网应激凋亡途径相关因子CHOP、JNK、Caspase12蛋白表达及m RNA的表达,进而发挥抑制内质网应激介导的心肌细胞凋亡的作用。