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TUhjnbcbe - 2021/7/23 12:21:00
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来源TMRPublishingGroup

作者TraditionalMedicineResearch编辑部

研究亮点

从延胡索散中鉴定出34种体外成分和20种血液原型成分。有效成分可能通过作用于AKT1和TNF靶点来调节PI3K-AKT和丝裂原活化蛋白激酶的信号通路,从而在关节炎的治疗中发挥作用。

研究背景

延胡索散由延胡索、补骨脂、牛膝和当归组成,是一种历史悠久的中草药配方,主要用于治疗关节炎。虽然延胡索散的临床疗效早已得到认可,但其作用机制和生物活性成分目前仍不清楚。因此,迫切需要一种准确、灵敏、可靠的方法来鉴定延胡索散的体内药物化学成分,以探索其作用机制。

研究方法

延胡索散汤剂由原方的四味药材按1:1:1:1的比例制成。反复浸泡煮沸提取,过滤,浓缩,得到相当于0.15g/mL原料药的提取物,用UPLC-Q-TOF/MS进行延胡索散汤剂中的成分分析。

以1.5g/kg(临床等效剂量)的剂量对大鼠灌胃延胡索散提取物。在给药后0.5、1、2、4、8、12和24小时对应的时间点收集含药血液样本,空白组相同。将每只大鼠所有时间的含药血浆样品混合,总共制备了六个大鼠血浆样品。血浆经过处理后,UPLC-MS/MS进行延胡索散体内成分分析。

将经过UPLC-Q-TOF/MS和UPLC-MS/MS联合测出的吸收成分进行网络药理学以预测靶点和途径。AutoDock软件随后被用于分子对接研究,以筛选潜在的药效物质。

研究结果

UPLC-Q-TOF/MS初步鉴定延胡索散的成分谱

应用UPLC-Q-TOF/MS技术,对正电离质谱模式的延胡索散进行了初步组分分析。采用UNIFI软件进行快速化学成分鉴定。共鉴定出34种成分,其中生物碱14种,*酮类7种,香豆素类4种,其他成分9种。

UPLC-MS/MS对延胡索散药典成分的进一步确认

在本研究中,应用UPLC-MS/MS方法进一步探索和验证延胡索散的成分,以便于检测低含量的吸收成分。为了保证该方法的准确性,选择了符合延胡索散药典标准的成分,建立了UPLC-MS/MS筛选方法。通过比较标准品在两种仪器上的保留时间,证实了该方法的适用性。经UPLC-Q-TOF/MS和UPLC-MS/MS分析,阿魏酸、可乐定、补骨脂素等标准品的保留时间相似,差异小于0.2s。后通过UPLC-MS/MS进一步确认了总共30种成分(包括5种化合物异构体)。

基于UPLC-MS/MS鉴定大鼠血浆中延胡索散的吸收成分

本研究分析了大鼠血浆中延胡索散的可吸收生物活性成分。用上面建立的UPLC-MS/MS方法筛选成分。吸收的成分如表1所示。如图3所示,在给药血浆中总共发现了20种原型成分。

延胡索散吸收成分的靶点预测

将上述测得的化合物导入到SwissTargetPrediction数据库预测这些化合物对应的作用靶点,共得到个作用靶点。

潜在的治疗靶点和途径

检索OnlineMendelianInheritanceinMan和genecards数据库,共获得个疾病靶标。通过组分靶标和疾病靶标的相互作用,获得了个与延胡索散治疗关节炎效果相关的直接靶点。通过Stringdatabase数据库分析,得出AKT1、TNF、CXCL8、STAT3和MAPK8等靶点在网络中起重要作用。GeneOntology数据库分析表明,相关的生物过程主要涉及炎症反应和血管保护。此外,通过KEGG分析获得了29条KEGG通路(P0.05),其结果可分为五个方面:PI3K-AKT、MAPK、凋亡、Ras、VEGF和ErbB是与细胞增殖、凋亡和分化相关的6条通路;趋化因子、TNF和NF-κB是与炎症相关的3条通路;b细胞受体、T细胞受体和Toll样受体是3条免疫通路,FOXO和AMPK是2条氧化应激通路。KEGG结果表明,延胡索散可能通过多途径、多靶点有效治疗关节炎。

复合靶向通路网络构建

为了更直观地表示化合物、靶标和途径之间的关系,构建了一个化合物-靶标-途径网络(图5)。网络图中组分、靶点和通路之间的复杂联系直观地展示了延胡索散治疗关节炎的复杂机制。

分子对接

通过分子模拟对接,检测了延胡索散主要活性成分与核心靶标的结合能力,进而筛选出活性成分。根据网络药理学的预测结果和骨关节炎相关的病理变化,我们选择了延胡索散、抗软骨细胞凋亡的靶点以及PI3K-AKT信号通路进行分子对接验证。通过检索相关文献,我们确定受体蛋白分子为caspase-3、Bax、Bcl-2、AKT、PI3K和mTOR。选择硫酸氨基葡萄糖作为疗效方面的阳性药物,青蒿琥酯和紫草素为该途径的阳性药物。这三种阳性药物的组合用作参考,评估20种血液原型成分的组合。结果显示,这20种组分的平均结合能均小于三种阳性对照化合物,表明20种输注血液的组分和六种配体蛋白均具有潜在的结合能力,并且可以在空间上相互匹配以实现牢固和稳定的结合。

结论

本文提出了一种基于UPLC-Q-TOF/MS和UPLC-MS/MS相结合的大鼠口服延胡索散后成分鉴定方法。在大鼠血浆中鉴定出总共20种化合物。吸收的主要化合物有延胡索乙素、当归素和补骨脂素。此外,通过网络药理学和基于所吸收化合物的分子对接,进一步研究了延胡索散的药理机制。

结果表明,使用延胡索散治疗关节炎可能通过抗炎作用、对软骨细胞的抗凋亡作用、抑制细胞外基质降解、免疫调节和氧化应激途径调节发挥作用。

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