基于代谢组学与网络药理学研究四黑方对斑马鱼黑色素的作用机制

摘要

目的：联合网络药理学与代谢组学研究四黑方（SHF）改善色素缺失症（pigment deficiency disease,PD）的作用机制。方法：以1-苯基-2-硫脲（phenylthiourea,PTU）诱导的色素缺失性疾病斑马鱼胚胎为动物模型，分析SHF提取物（0.01、0.02、0.04 mg/mL）对斑马鱼胚胎黑色素细胞形态、黑色素面积、酪氨酸酶活性、黑色素含量的影响；采用超高效液相色谱-质谱（ultra high performance liquid chromatography-mass spectrometry,UHPLC-MS）对SHF治疗缺黑色素斑马鱼胚胎模型筛选差异代谢物，获得相关代谢通路。运用网络药理学获取SHF治疗PD的关键靶点，进行KEGG通路富集分析。将鉴定得到的差异代谢物和SHF与PD交集靶点导入Metscape插件，建立“代谢物-反应-酶-基因”网络，寻找关键代谢物、靶点和代谢通路。结果：SHF治疗后能增加斑马鱼黑色素形成，激活酪氨酸酶活性，提高黑色素含量。代谢组学分析获得54个差异代谢物，对上述代谢物进行代谢通路分析，涉及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢、酪氨酸代谢、亚油酸代谢、氨酰基-tRNA生物合成等通路。网络药理学得到成分和疾病交集靶点55个，KEGG涉及胰腺癌、TNF、癌症等信号通路。代谢组学和网络药理学联合分析确定了4个关键靶点：COMT、CYP1B1、TYR、ALDH2;3个关键代谢物：LTyrosine、homovanllate、L-Lysine;3个重要代谢途径：酪氨酸代谢、缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸降解、赖氨酸代谢。结论：SHF对PD具有良好的改善作用，联合代谢组学与网络药理学得到SHF可能通过调控L-Tyrosine这一代谢物，增强对酪氨酸代谢通路的影响，从而促进黑色素的形成。

关键词

四黑方 / 色素缺失症 / 代谢组学 / 网络药理学