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脓毒血症(sepsis)是指由细菌等病原微生物侵入机体引起的全身炎症反应综合征[1-2]。机体产生脓毒血症时会出现免疫功能失衡的现象,即抗炎反应和促炎反应交替发生,多器官炎症同时爆发最终引起炎症风暴[3-4]。中医上将炎症称为热症或湿热火毒,主要使用清热解毒或清湿热类的药物。目前对于脓毒血症缺乏专门的预防和治疗方法[5],寻找治疗脓毒血症的新方法及作用机制是医学亟待解决的问题[6]。
苣荬菜(Sonchus arvensis L.)是菊科苦苣菜属的干燥全草,茎直立,全株有白色乳汁,又称败酱草、曲麻菜,最早记载于《植物名实图考》,性寒,味苦,具有清热解毒,补虚止咳的功效,常用于治疗虚弱咳嗽,咽喉肿痛及菌痢等疾病[7-8]。其嫩茎可食用,属于药食同源的植物。苣荬菜分布范围十分广泛,在西北、华北、东北地区都有生长。苣荬菜中主要含有烷烃类、倍半萜类[8]、三萜类[9-10]、黄酮类[11]等化学成分。研究发现,苣荬菜内化学成分具有抗炎的作用[12-13],但苣荬菜治疗脓毒血症的原理及机制研究尚未见报道。
网络药理学作为生物信息学的新型工具,其“多成分、多途径、多靶点”的研究方法可高效预测植物化学成分的作用机制[14]。基于此,本研究利用网络药理学预测苣荬菜中潜在作用靶点及其机制,为改善脓毒血症提供新的思路。
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通过文献挖掘及结合本课题组分离实验结果共得到71种化学成分,成分对应的潜在靶点579个。具体信息见表1。
成分编号 成分名称 成分编号 成分名称 SA1 taraxasterol[10] SA37 1-tricosanol[16] SA2 β-Amyrin[10] SA38 2-vinylnaphthalene[16] SA3 α-Amyrin[10] SA39 methyl laurate[16] SA4 lupeol[10] SA40 linolenic acid[16] SA5 psi-taraxasterol[10] SA41 phytol[16] SA6 taraxasterol acetate[17] SA42 linoleic acid[16] SA7 β-sitosterol[18] SA43 methyl linoleate[16] SA8 daucosterol[18] SA44 rutin[19] SA9 santamarine[17] SA45 stigmasterol[20] SA10 fraxetin[21] SA46 ursolic acid[20] SA11 fraxetin[21] SA47 α-amyrenyl acetate[20] SA12 apigenin[20] SA48 β-amyrin acetate[20] SA13 apigenin-7-O-glucuronide[19] SA49 esculetin[22] SA14 acacetin[23] SA50 emodin[22] SA15 linarin[10] SA51 1-heptacosanol[15] SA16 luteolin[20] SA52 β-amyrenone[15] SA17 luteolin-7- O- glucopyranoside[19] SA53 taraxasterone[15] SA18 luteolin 7-galacturonide[10] SA54 squalene[15] SA19 lonicerin[10] SA55 taraxeryl acetate[15] SA20 chrysoeriol[23] SA56 balansenate I[15] SA21 kaempferide[23] SA57 dioctyl phthalate[15] SA22 isorhamnetin[23] SA58 stigmast-4-en-3-one[15] SA23 isorhamnetin-3-O-galactoside[10] SA59 2,4-di-tert-butylphenol[15] SA24 quercetin[19] SA60 oleic acid[15] SA25 hyperoside[10] SA61 ethyl 4-hydroxyphenylacetate[15] SA26 friedelin[9] SA62 dihydroreynosin[15] SA27 taraxerylacetate[9] SA63 ethyl2-(3,4-dihydroxyphenyl)acetate[15] SA28 β-amyrone[9] SA64 caffeic acid ethyl ester[15] SA29 bauerenyl acetate[9] SA65 syringaresinol[15] SA30 oleanane[9] SA66 phytenoic acid[15] SA31 palmitic acid[19] SA67 1-heneicosanol[15] SA32 methyl hexadecanoate[16] SA68 lauric acid[15] SA33 chrysanthenone[16] SA69 dammarenediol II[15] SA34 anisole[16] SA70 11β,13-dihydro-santamarin[15] SA35 methyl-14
methylpentadecanoate[16]SA71 1-hexacosanol[15] SA36 eugenol[16] -
将苣荬菜成分的Smiles号或2D结构输入SwissTarget Prediction数据库中,以probability>0为筛选依据,共得到苣荬菜成分潜在靶点579个。
在OMIM、GeneCards、TTD数据库检索得到脓毒血症相关靶点,合并去重后共得到3437个靶点。将579个成分靶点和3437个疾病靶点绘制韦恩图,共得到272个交集靶点(见图1)。
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将苣荬菜的化学成分潜在靶点导入Cytoscape 3.8.2软件中进行可视化分析,获取“化学成分-潜在靶点”网络图(见图2)。其中包括71个成分节点,用菱形表示;272个成分潜在靶点,用长方形表示。化学成分根据度值前5个从大到小排序为:亚油酸、亚麻酸、二氢炔诺酸、油酸、14-甲基十五烷酸甲酯。相关靶点根据度值排序前5个分别是TNF(肿瘤坏死因子)、AKT1(丝氨酸/苏氨酸激酶)、IL-6(白介素-6)、IL-1β(白介素-1β)、TP53(肿瘤蛋白P53)。
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STRING数据库中得到PPI网络图(图3),共有272个节点、4464条边,平均节点度值为32.8,其中排名前10的靶点为TNF、AKT1、IL-6、IL-1β、TP53、VEGFA(血管内皮生长因子A)、MAPK3(人丝裂原活化蛋白激酶3)、EGFR(人表皮生长因子受体)、SRC(非受体酪氨酸激酶)、STAT3(信号转导及转录激活蛋白3)。
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将苣荬菜化学成分相关靶点和疾病的交集靶点输入DAVID数据库进行GO基因功能富集分析,得到GO富集条目1366个,其中涉及生物过程(BP)有关条目1002条,包括蛋白质磷酸化、炎症反应、胞浆钙离子浓度的正调节、药物反应等多种功能;涉及细胞组成(CC)有关条目119条,包括质膜、胞液、细胞质、高分子复合物、薄膜筏等;涉及分子功能(MF)相关条目245条,包括酶结合位点、蛋白激酶活性、同一蛋白质结合、RNA聚合酶II转录因子活性、配体活化序列特异性DNA结合、跨膜受体蛋白酪氨酸激酶活性等多种功能。各类富集评分值排名前5的通路见图4。
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将苣荬菜化学成分相关靶点和疾病的交集靶点输入DAVID数据库进行KEGG基因功能富集分析,得到富集通路166个,对其P值排名前15的通路进行可视化分析,绘制气泡图(见图5)。结果显示靶点主要富集于癌症通路、脂质与动脉粥样硬化、人巨细胞病毒感染、HIF-1信号通路、卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染、鞘磷脂信号通路、化学致癌-活性氧、C型凝集素受体信号通路、趋化因子信号通路、类固醇激素生物合成、催乳素信号通路等多条通路上。
Discussion on the chemical compositions and treatment mechanism of sepsis of Sonchus arvensis L. by network pharmacology
doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202301001
- Received Date: 2023-01-01
- Rev Recd Date: 2023-02-17
- Publish Date: 2023-04-25
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Key words:
- Sonchus arvensis L. /
- sepsis /
- network pharmacology /
- IL-6 /
- TNF
Abstract:
Citation: | HU Bingyue, ZHANG Xinkang, CEN Jinfeng, LV Chongning, LU Jincai, XIAO Kai. Discussion on the chemical compositions and treatment mechanism of sepsis of Sonchus arvensis L. by network pharmacology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(4): 245-251. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202301001 |