⊙作者:于國華
⊙編輯:一墨
慢性支氣管炎是日常生活中非常常見且易發的一類呼吸系統疾病,臨床以咳嗽、氣喘、咳痰為主要癥狀,較難治愈,嚴重影響患者的正常生活,急促發病時易引起死亡。近年來,湖南安邦制藥生產的銀黃清肺膠囊被廣泛用于治療慢性支氣管炎及其急性發作,且在臨床取得了良好的治療效果。銀黃清肺膠囊處方以《傷寒論》中的麻杏石甘湯為基礎,經加味而來,是含有14味中藥材(麻黃、生石膏、北葶藶子、苦杏仁、浙貝母、枇杷葉、大青葉、石菖蒲、穿山龍、一枝蒿、五味子、銀杏葉、枳實、甘草)的大復方。前期研究主要集中在物質基礎研究和臨床療效觀察等方面,然而,由于銀黃清肺膠囊成分眾多,靶標數量龐大,對慢性支氣管炎的治療作用的分子機制尚未清晰。
網絡藥理學是運用整體和系統的方法對多靶點藥物進行分析,從而實現對藥物關鍵靶點和通路的預測,揭示藥物發揮療效的分子機理。中國中醫科學院中藥研究所中藥新藥設計課題組運用網絡藥理學的分析策略,通過從藥物成分靶標預測、PPI網絡構建和分析以及分子對接驗證這三個方面的研究,初步的闡釋了銀黃清肺膠囊治療慢支的分子機制。
收集銀黃清肺膠囊中14味中藥的藥物成分靶標,對兩兩中藥材之間所含有的共同靶標數目進行了計算,結果如下圖。由表中數據可見,銀黃清肺膠囊中14味中藥之間均具有不同數目的共同靶標,說明它們之間可能具有某些協同或拮抗的相互作用關系;而且各味中藥與銀杏葉之間的共同靶標數均大于其總靶標數的50%,從一定程度上表明,銀杏葉與其他各味中藥之間的關聯是比較緊密的。
在收集好藥物靶標和與慢性支氣管炎相關靶標之后,基于PPI蛋白數據庫的相互作用關系將靶標與靶標之間的相互作用關系對提取出來,進行了網絡構建。根據各個節點的拓撲結構特征值進行篩選,選取了“連接度”等拓撲值大于2倍中位數的節點作為關鍵靶標,并進行通路富集分析,篩選出參與慢支病理過程的關鍵通路。結果發現,關鍵藥物靶標主要參與到炎癥-免疫相關通路,其次是神經調節相關通路,最后是參與調控平滑肌收縮功能。將關鍵靶標對應的藥材以及相應的通路進行網絡構建,如下圖所示。
通過對上述靶標分子主要參與的炎癥-免疫相關通路的分析,發現相關關鍵靶標特別顯著富集于Asthma通路。而富集于這條通路上的藥物靶標分子EPX, FCER1G, IL3, IL5和已知與慢性支氣管炎密切相關的靶標分子CCL11, IL4, IL13, IL10被認為是關鍵調控因子。通過對大量與慢性支氣管炎病理環節相關的文獻的調研,可以發現這些分子在疾病發作過程中都扮演著非常重要的角色。比如,IL3和IL5可以促進嗜酸性粒細胞的成熟和分化,促進嗜酸性粒細胞過氧化物酶(EPX)的產生和釋放,引發氣道收縮引起的咳嗽、喘息和哮喘等反應。基于此,筆者預測,富集于這條通路上靶標分子EPX, FCER1G, IL3, IL5, CCL11, IL4, IL13, IL10是銀黃清肺膠囊發揮療效直接或間接作用的關鍵靶標分子,銀黃清肺膠囊正是通過調控這些關鍵靶標分子來發揮其治療作用的。
為驗證預測結果,提取了藥物成分與其對應藥物靶標分子關系對,進行了分子對接驗證工作,結果表明,在提取出來的33對藥物與靶標分子關系對中,藥物與靶標分子均存在不同程度的結合,共有17對藥物與靶標分子關系對存在非常強的結合能力。這也從側面印證了網絡藥理學預測結果的科學性。
該研究運用網絡藥理學的分析方法在分子層面上揭示了銀黃清肺膠囊在慢性支氣管炎治療上的重要作用,不僅為明確其藥效物質基礎具有重要的理論和指導意義,而且為進一步篩選其關鍵調控的小分子藥物提供了關鍵潛在靶標。
該部分研究結果于2016年12月22日在線發表于慢阻肺領域專業期刊《International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease》
(doi: 10.2147/COPD.S121079)上。
[本文來源:中藥大品種聯盟(BBTCML)。由中醫傳承輔助平臺(TCMISS2015)編校發表,文章僅代表作者個人觀點]