中草药抗中风活性化合物的发掘及分子机制研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:redlong888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中风是全球范围的高发病率、高致死率、除血管问题外发病前无明显症状的突发性综合疾病。不管是对于中风的急性干预治疗,还是后期的恢复性治疗都存在一定的困难。因此,不断地发掘有效的抗中风药物以及对这些药物抗中风机制的研究,对于中风的预防、治疗及恢复都具有非常重要的意义。现今,世界多个国家都在尝试从植物中获取具有一定疾病治疗作用的小分子化合物。但只有很小一部分药用植物来源的化合物被发掘。例如,灯盏花、细辛、银杏叶和丹参等,这些中草药植物的提取物已应用于中风的中西临床联合治疗。  中国传统中药数据库记录了超过2000种的药用植物。这些药用植物被用于治疗中风已经有近千年的历史。由此可见,在有效的抗中风药物发掘方面,传统中草药无疑是一个宝贵资源库。然而,依靠实验系统地发掘传统中草药植物中有效地小分子化合物及其作用机制是一个庞大复杂且昂贵耗时的过程。  鉴于这一现状,本论文研究旨在结合中草药中所含的活性化合物小分子和已知的中风相关的作用靶点,利用分子对接的方法寻找中草药中能够对治疗中风起到关键作用的活性化合物,进而发掘中草药活性化合物在抗中风过程中的作用机制,明确其治疗中风的作用靶点,从而有效地预防和治疗中风。  首先,通过中国知网(CNKI)数据库,以“中风病”、“脑梗塞”和“脑出血”为检索主题,获得了5000多篇关于中风临床中草药治疗的研究。在这些相关的临床抗中风中草药的研究中,有801篇拥有完整的中药药方、用药人数和治疗效果等信息。进而,对每篇研究进行人工查阅和统计,获得954个临床抗中风中药药方、192个药方中所包含的抗中风中草药植物以及这些植物的使用频率。  其次,使用台湾中草药数据库TCM Database@Taiwan(录入8529个中草药植物ID和超过60000的中草药植物中所含的活性化合物小分子ID)中通过类药性筛选的21940个中草药活性小分子和汤森路透(Thomson Reuters)Integrity数据库中15个已知的中风相关靶点进行分子对接,从而获得2355个具有潜在作用于中风相关靶点能力的候选抗中风中草药化合物。  接着,将候选抗中风中草药化合物,通过TCM数据库获得其所对应的中草药植物中。结果显示,相对于随机选取的非抗中风中草药植物而言,候选化合物显著富集于使用频率前十的抗中风中草药植物。此外,抗中风靶点结构复合物上的配体小分子和Integrity数据库51个中风相关的药物,同候选化合物一起与靶点进行分子对接。分子对接能量值之间的对比表明,候选抗中风中草药活性化合物具有更低的分子对接能量值,也更易于同抗中风靶点发生互作反应。这些发现都肯定了获得的2355个候选化合物潜在的抗中风作用。  然后,对候选抗中风中草药化合物进行同现有药物结构相似性分析、基于作用靶点的互作网络分析、基于共有分子指纹印记结构的聚类分析、与抗中风靶点的作用机制分析以及ADMET可药特性等方面的分析。  (1)1985个DrugBank上市药物中,16个药物化合物与19个候选抗中风中草药化合物结构上一致(Tc=1)。这些候选化合物和现有药物分别作用于不同的抗中风靶点。其中部分药物已用于抗中风的治疗研究。  (2)在2355个候选抗中风中草药化合物中,有1564个化合物单一靶向15个抗中风靶点;其中作用于抗中风靶点COX-1的候选化合物数目最多,有172个。791个化合物属于多靶点化合物,其作用的抗中风靶点数目从2到11不等;候选抗中风化合物18583麦角异胺(Ergotaminine)可作用于11个抗中风靶点。  (3)根据候选化合物的分子指纹印记特征,将候选化合物进行结构聚类。10个聚类簇的中心化合物分子都含有碳环结构,但每个簇的候选化合物成员数目不同,作用于每个靶点的候选化合物数目也不尽相同。  (4)临床抗中风中草药植物和其所含的候选抗中风化合物,在靶点NOS3、PSD-95和PDE5A上显著富集,表明这些抗中风靶点在中风治疗中具有重要作用。并进一步揭示了中草药植物和候选化合物的抗中风作用机制。  (5)经过ADMET成药性特征评价,候选抗中风中草药化合物中35个化合物有良好水溶性、肠吸收、血脑屏障渗透性、肝毒性和血浆蛋白结合力等特征。  通过本论文的研究,发掘了天然中草药化合物中获得具有潜在抗中风活性的先导化合物及其作用的分子机制,对中风药物的开发设计有重要的指导性作用。
其他文献
舌质与舌苔的颜色特征是中医舌诊的重要依据。由于舌与人体状态联系紧密,人在不同状态时的舌质和舌苔颜色是千差万别的。但是,根据中医舌诊理论,存在一些主导舌象变化的关键因素
本论文以棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HearNPV)的结构蛋白HA100、HA44、ODV-E66为研究对象,依靠HaBacHZ8bacmid系统,分别构建了ha100、ha
作为片上气体分析系统的一个全新技术方案,利用基于一维纳米电极的场致等离子体器件实现气体传感,近年来成为国际上的研究热点.该领域目前亟待解决的关键问题是:1)一维纳电极中
诞生于上个世纪80年代的复杂性科学,主要研究系统涌现整体功能大于部分功能之和的特性。目前,复杂性科学的研究已经涉及到越来越多领域:金融市场、生物医学工程、地质,网络等等。
当前严峻的污染问题使得人们愈发关注建立健康舒适的家居环境。传统的家居环境监测延展性差、布线方式繁琐、影响室内美观程度、线路容易被腐蚀或着老化。针对这些缺点,本文
唇形科(Lamiaceae或Labiatae)是有花植物中的一个大科,全世界有236属7200余种。自上世纪90年代起,分类学及分子系统学的研究很大程度地改变了传统唇形科及马鞭草科(Verbenaceae
鮡科(Sisoridae)是亚洲鲇形目(Siluriformes)鱼类主要分布在山川河流中的小型鱼类代表类群。有200多种物种分布在西起两河流域的幼发拉底河和底格里斯河,东至中国的长江及其以
超宽带通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术,它利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,具有传输速率高,安全性好,抗多径能力强以及精确的定位能力等许多优点,特别是它不需
本文分为两个部分:   第一部分:2009-2010年我国中东部人群乙型流感病毒的分子流行病学研究   本研究对2009-2010年在我国湖北和浙江省采集的341份发热患者的咽拭子样
登革病毒(dengue virus,DENV)和乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)属于黄病毒科黄病毒属,是蚊媒传播的病毒性传染病病原体,其中登革病毒可引起严重的登革热、登