基于系统药理学对黄芩苷、栀子苷配伍抑制小胶质细胞异常活化抗脑损伤作用机制研究

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目的:基于系统药理学预测及体外细胞验证的方法探讨黄芩苷、栀子苷及其配伍组分保护小胶质细胞异常活化诱导的脑缺血损伤作用机制研究。  方法:  1.采用系统药理学模拟计算,预测黄芩、栀子及其代表性成分抗脑缺血损伤作用机制。(1)采用传统中药药理数据库(TCMSP),以口服生物利用度(OB)≥40、类药性(DL)≥0.18为条件筛选黄芩、栀子候选化合物;应用DrugBank、TTD数据库以及文献挖掘的方法,收集黄芩、栀子候选化合物、化合物体内作用靶点以及FDA批准的小分子抗脑缺血损伤药物作用靶点,建立黄芩、栀子化合物靶点库和脑缺血损伤疾病相关靶点库,比对分析得到黄芩、栀子候选化合物抗脑缺血损伤作用的靶点;对获取的靶点进行GO基因功能富集分析和KEGG通路注释,应用Cytoscape软件绘制黄芩、栀子Drug-Compound-Target、Compound-Target-Pathway网络并进行分析,明确黄芩、栀子抗缺血性脑损伤有效化合物,初步探讨黄芩、栀子配伍治疗脑缺血的物质基础和潜在作用靶点通路。(2)在已建立的数据库和网络中,筛选出含量高、网络度优的化合物黄芩苷(BC)、栀子苷(GD)及其抗脑缺血作用靶点,明确黄芩苷、栀子苷作用通路和生物途径,预测作用机制。  2.采用BV2小鼠小胶质细胞培养,验证黄芩苷、栀子苷及其配伍组分抗脑缺血损伤作用机制。通过细菌脂多糖(LPS)诱导BV2小鼠小胶质细胞活化建立体外炎症损伤模型,初步探讨黄芩苷(BC)、栀子苷(GD)及其(7:3)配伍组分(BC/GD)抗脑缺血炎性损伤及神经保护作用机制。(1)MTT法检测黄芩苷、栀子苷及其配伍对LPS刺激BV2细胞存活率的影响;Griess法检测细胞上清液NO含量。(2)Elisa法检测细胞上清液促炎因子IL-1β, TNF-α,抗炎因子 IL-10、TGF-?的表达;免疫荧光双标法检测BV2小胶质细胞表面标记物CD86/CD206的表达。(3)Western blot检测LPS激活BV2细胞5-LOX、CysLT1、CysLT2蛋白的表达;免疫荧光双标法检测LPS激活BV2细胞5-LOX的表达。  结果:  1.(1)对黄芩、栀子35个活性化合物进行网络分析发现黄芩苷、栀子苷网络度最优、靶点连接度最高,在预测出的功能通路中发挥重要作用。(2)发现黄芩苷、栀子苷抗脑缺血损伤相关靶点45个,KEGG数据库提取脑缺血相关通路26条,结合MAS基因分析软件提取处与脑缺血及其再灌注损伤密切相关的生物功能6个,其中与靶点连接度高的功能是抗炎作用(anti-inflammation)、抗凋亡(anti-apoptotic)及神经保护作用(Neuroprotective effect),预测其可能通过对促炎因子的负向调节和抗炎因子及神营养因子的正向调节发挥缺血性脑损伤的治疗作用,从系统药理学的角度揭示了黄芩苷、栀子苷配伍抗脑缺血损伤多靶点、多途径的作用机制。  2.(1)LPS可造成BV2细胞存活率下降NO分泌显著增加,BC、GD以及BC/GD配伍组合均显著提高LPS作用后BV2细胞的存活率、抑制NO表达。(2)BC、GD及BC/GD配伍组分均可显著降低细胞TNF-a释放水平。BC50μg/mL和BC/GD配伍组合12.5-50μg/mL浓度可抑制 IL-lβ的表达。GD各浓度对IL-lβ的表达有一定抑制作用。GD可显著升高细胞释放IL-10的水平,BC可显著升高TGF-β的表达。BC/GD配伍组合可显著升高IL-10及TGF-β的水平,两者产生协同作用;BC、GD以及BC/GD配伍组分均可抑制细胞CD86的表达,促进CD206的表达,BC/GD配伍效果最明显。(3)BC/GD配伍组合与BC、GD单药组相比,显著降低了CysLT1、CysLT2、5-LOX蛋白表达。  结论:BC/GD配伍可以通过抗炎、神经保护作用抑制小胶质细胞过度激活,对脑缺血后的神经损伤产生一定保护作用。作用机制可能有:?抑制小胶质细胞分泌促炎因子TNF-a和IL-lβ,促进小胶质细胞IL-10和TGF-β抗炎因子和神经保护因子的分泌;?诱导小胶质细胞由M1型向M2型极化状态的转变;?抑制5-LOX/CysLTs通路,下调5-LOX、CysLT1、CysLT2蛋白的表达。
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