基于网络药理学和分子动力学的不同地区金莲花属植物抗炎活性组分及机制研究

摘要

目的 通过网络药理学、分子对接及分子动力学模拟预测金莲花抗炎机制，并利用细胞炎症模型验证不同地区金莲花属植物醇提物的抗炎活性。方法 通过数据库筛选金莲花活性成分和其靶点。从数据库中获取炎症相关靶点，与活性成分靶点进行交集分析获取共有靶点，构建共有靶点的蛋白质-蛋白质互作网络并筛选核心靶点。对核心靶点进行基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析，结合分子对接与分子动力学模拟验证核心靶点与关键抗炎活性成分之间的结合稳定性。采用70%乙醇溶液对不同地区金莲花进行提取(西藏地区金莲花，TCB1;山西地区金莲花，TCB2;内蒙古地区金莲花，TCB3;阿尔泰金莲花，TAC;新疆淡紫金莲花，TLB),采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法检测不同地区金莲花醇提物对佛波酯(PMA)诱导分化的人单核细胞白血病(THP-1)细胞的活力。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定不同地区金莲花醇提物对脂多糖(LPS)联合尼日利亚菌素激活的THP-1炎症模型细胞中白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)的含量。结果 获得60个金莲花活性成分，615个潜在作用靶点，448个共有靶点。AKT1、TNF、ALB、EGFR等是金莲花治疗炎症的核心靶点。核心靶点主要涉及蛋白凋亡过程的负调控、蛋白激酶B(AKT)信号转导的正调控及炎症反应等生物学过程，主要富集磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路等。具有抗炎活性的金莲花核心化学成分包括荭草素、牡荆素、鼠尾草素、柳穿鱼黄素及槲皮素等。荭草素、牡荆素等与AKT1、MAPK3和TNF等核心靶点均能形成稳定结合。TCB1、TCB2、TCB3、TAC、TLB在12.5、25、50和100μg/mL浓度范围内均无细胞毒性。与空白对照组相比，模型组细胞上清中IL-1β和IL-6的含量升高(P<0.001)。与模型组相比，(100、50、25、12.5μg/mL)TCB1组、(100、50μg/mL)TCB2组、(100、12.5μg/mL)TCB3组、(100、50、25μg/mL)TAC组及(25、12.5μg/mL)TLB组细胞上清中IL-1β的含量降低，(100、50、25μg/mL)TCB1组和(100、50、25、12.5μg/mL)TCB2、TCB3、TAC及TLB组细胞上清中IL-6的含量降低(P<0.05)。结论 金莲花可通过多靶点、多通路协同发挥抗炎作用，其提取物在体外炎症模型中表现出抗炎活性，为进一步探索金莲花属植物的抗炎机制提供了实验依据与理论基础。

关键词

金莲花 / 分子动力学模拟 / 网络药理学 / 分子对接 / 作用机制

基金资助

国家自然科学基金项目(82473773); 新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01D38); 新疆维吾尔自治区重点研发计划(2023B03012-1)