基于PI3K/AKT/NF-κB信号通路探究玉屏风散对急性肠炎的抗炎机制

摘要

基于网络药理学、分子对接和动物试验相结合的方法探究玉屏风散治疗脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导的急性肠炎的作用机制。选用18只4周龄雄性昆明小鼠随机分为空白组(NC组)、模型组(LPS组)和玉屏风散组(YPFS组)。YPFS组小鼠预防性给药玉屏风散羧甲基纤维素钠混悬液1 365 mg/(kg·d) 7 d, NC组和LPS组小鼠灌胃等体积0.3%羧甲基纤维素钠溶液；第8天，YPFS组和LPS组小鼠腹腔注射LPS水溶液(15 mg/kg)建立急性肠炎模型。观察小鼠临床表现，记录体温、体质量、疾病活动指数(disease activity index, DAI)。试验结束后，采集肝脏、肾脏、脾脏称质量并计算脏器指数，HE染色对回肠、结肠进行病理组织学观察，检测炎症因子含量。通过TCMSP、Pubchem、SwissTargetPrediction等数据库筛选玉屏风散活性成分及相关靶点数据；GeneCards数据库检索急性肠炎获取相关靶点；通过Venny工具确定玉屏风散活性成分靶点与疾病靶点的交集；进一步绘建“药物-成分-靶点”网络图和PPI网络图并进行GO功能，KEGG通路富集分析；最后经分子对接预测并验证检测各组小鼠回肠、结肠PI3K/AKT/NF-κB通路相关基因mRNA相对表达量。结果显示，与LPS组相比，YPFS组小鼠体温波动较平稳，腹泻程度较减，粪便基本成型，体质量变化率较缓和负增长；肝脏指数、肾脏指数、脾脏指数和DAI评分均显著性降低(P<0.050、P<0.010、P<0.001);回肠、结肠病理组织学观察仅有轻微炎症，杯状细胞增多、黏膜层隐窝结构改善，黏膜肌层增厚；血清白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平降低但无显著性差异(P>0.050);回肠、结肠中IL-1β、TNF-α mRNA表达量显著降低(P<0.010、P<0.001)。经筛选得到玉屏风散治疗急性肠炎靶点228个，以度值筛选出kaempferol、Jaranol、quercetin、isorhamnetin等主要活性成分；5个核心交集靶点，包括原癌基因酪氨酸蛋白激酶(SRC proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase, SRC)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶AKT1(AKT serine/threonine kinase 1,AKT1)、磷脂酰肌醇3-激酶调节亚基1(phosphoinositide-3-kinase regulatory subunit 1,PIK3R1)、磷脂酰肌醇3-激酶催化亚基α(phosphoinositide-3-kinase catalytic subunit α,PIK3CA)、热休克蛋白90αA类1(heat shock protein 90 α family class A member 1,HSP90AA1)。GO功能富集得到1 242个条目，KEGG信号通路富集得到166条生物通路，显示PI3K/AKT等信号通路可能为玉屏风散治疗急性肠炎的关键通路。采用kaempferol、Jaranol、quercetin、isorhamnetin与SRC、AKT1、PIK3R1、PIK3CA、HSP90AA1进行分子对接，结合能均小于-21.42 kJ/mol,结合活性较强。结肠PIK3CA、HSP90AA1、核因子-κB(nuclear factorκB,NF-κB) mRNA表达量显著减少(P<0.050、P<0.010);回肠PIK3CA、AKT1、HSP90AA1、Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)mRNA表达量显著减少(P<0.050、P<0.010、P<0.001)。结果表明，玉屏风散可能通过下调PI3K/AKT/NF-κB通路基因的表达，减少炎症因子的释放发挥治疗急性肠炎的作用。

关键词

急性肠炎 / 玉屏风散 / LPS / PI3K/AKT/NF-κB信号通路 / 小鼠