银*清肺胶囊治疗慢性支气管炎分子机制的网

慢性支气管炎是日常生活中非常常见且易发的一类呼吸系统疾病,临床以咳嗽、气喘、咳痰为主要症状,较难治愈,严重影响患者的正常生活,急促发病时易引起死亡。近年来,湖南安邦制药生产的银*清肺胶囊被广泛用于治疗慢性支气管炎及其急性发作,且在临床取得了良好的治疗效果。银*清肺胶囊处方以《伤寒论》中的麻杏石甘汤为基础,经加味而来,是含有14味中药材(麻*、生石膏、北葶苈子、苦杏仁、浙贝母、枇杷叶、大青叶、石菖蒲、穿山龙、一枝蒿、五味子、银杏叶、枳实、甘草)的大复方。前期研究主要集中在物质基础研究和临床疗效观察等方面,然而,由于银*清肺胶囊成分众多,靶标数量庞大,对慢性支气管炎的治疗作用的分子机制尚未清晰。

网络药理学是运用整体和系统的方法对多靶点药物进行分析,从而实现对药物关键靶点和通路的预测,揭示药物发挥疗效的分子机理。中国中医科学院中药研究所中药新药设计课题组运用网络药理学的分析策略,通过从药物成分靶标预测、PPI网络构建和分析以及分子对接验证这三个方面的研究,初步的阐释了银*清肺胶囊治疗慢支的分子机制。

1.药物成分靶标预测

收集银*清肺胶囊中14味中药的药物成分靶标,对两两中药材之间所含有的共同靶标数目进行了计算,结果如下图。由表中数据可见,银*清肺胶囊中14味中药之间均具有不同数目的共同靶标,说明它们之间可能具有某些协同或拮抗的相互作用关系;而且各味中药与银杏叶之间的共同靶标数均大于其总靶标数的50%,从一定程度上表明,银杏叶与其他各味中药之间的关联是比较紧密的。

2.PPI网络构建和分析

在收集好药物靶标和与慢性支气管炎相关靶标之后,基于PPI蛋白数据库的相互作用关系将靶标与靶标之间的相互作用关系对提取出来,进行了网络构建。根据各个节点的拓扑结构特征值进行筛选,选取了“连接度”等拓扑值大于2倍中位数的节点作为关键靶标,并进行通路富集分析,筛选出参与慢支病理过程的关键通路。结果发现,关键药物靶标主要参与到炎症-免疫相关通路,其次是神经调节相关通路, 是参与调控平滑肌收缩功能。将关键靶标对应的药材以及相应的通路进行网络构建,如下图所示。

通过对上述靶标分子主要参与的炎症-免疫相关通路的分析,发现相关关键靶标特别显著富集于Asthma通路。而富集于这条通路上的药物靶标分子EPX,FCER1G,IL3,IL5和已知与慢性支气管炎密切相关的靶标分子CCL11,IL4,IL13,IL10被认为是关键调控因子。通过对大量与慢性支气管炎病理环节相关的文献的调研,可以发现这些分子在疾病发作过程中都扮演着非常重要的角色。比如,IL3和IL5可以促进嗜酸性粒细胞的成熟和分化,促进嗜酸性粒细胞 化物酶(EPX)的产生和释放,引发气道收缩引起的咳嗽、喘息和哮喘等反应。基于此,笔者预测,富集于这条通路上靶标分子EPX,FCER1G,IL3,IL5,CCL11,IL4,IL13,IL10是银*清肺胶囊发挥疗效直接或间接作用的关键靶标分子,银*清肺胶囊正是通过调控这些关键靶标分子来发挥其治疗作用的。

3.分子对接验证

为验证预测结果,提取了药物成分与其对应药物靶标分子关系对,进行了分子对接验证工作,结果表明,在提取出来的33对药物与靶标分子关系对中,药物与靶标分子均存在不同程度的结合,共有17对药物与靶标分子关系对存在非常强的结合能力。这也从侧面印证了网络药理学预测结果的科学性。

该研究运用网络药理学的分析方法在分子层面上揭示了银*清肺胶囊在慢性支气管炎治疗上的重要作用,不仅为明确其药效物质基础具有重要的理论和指导意义,而且为进一步筛选其关键调控的小分子药物提供了关键潜在靶标。

该部分研究结果于年12月22日在线发表于慢阻肺领域专业期刊《InternationalJournalofChronicObstructivePulmonaryDisease》

(doi:10./COPD.S)上。

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在后期的研究中,中药新药设计课题组还会从动物实验方面进行进一步的验证,更加全面和完善地阐释银*清肺胶囊发挥治疗作用的分子机制。

研究团队介绍

中国中医科学院中药研究所中药新药设计课题组由从事中医理论、化学、药理学、药代、生物信息的多学科人员组成,主要从事中药新药设计理论与应用、基于整合药理学策略的中药复杂系统作用解析研究。课题重视基础研究与实际应用的有机结合,将中药新药设计理论与整合药理学研究策略应用于中药产品研发、上市中成药大品种技术提升等领域,获得显著成效。

课题组主持国家自然科学自然基金(包括重点、面向、青年项目)、国家重大新药创制专项课题、国家科技支撑计划课题、计划课题等多项 课题;先后获得中国中西医结合学会科学技术奖一等奖(排名第1,)等5项科技奖励;发表SCI收录论文40余篇,主编著作3部;主持开发中医传承辅助平台软件,获得广泛应用;获得软件著作权4项;获得发明专利4项。

[本文来源:中药大品种联盟(BBTCML)原创发表,转载请注明。]

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