基于网络药理学和代谢组学探究疏清颗粒对H1N1流感病毒感染小鼠的保护作用及机制

流感是一种由在世界范围内传播的流感病毒感染呼吸道引起的。流感引起的病毒性肺炎是全世界所有年龄组感染患者发病率https://www.selleck.cn/products/iacs-010759-iacs-10759.html和死亡率居高不下的主要原因。流感病毒的遗传特性使得疫苗具有滞后性,并容易诱导部分抗病毒药物耐药性。因此,开发新的有效治疗药物对于防治此类疾病具有重要意义。中药具有多靶点、多途径的特性,可干预并抑制病毒复制,并调节炎症反应。老药新用即对中成药的二次开发,成为研发新药最快速、最高效的策略之一。复方中药疏清颗粒已被证明具有体外抗流感病毒的作用,提示该药具有开发为体内抗病毒制剂的潜力。中药的药效是通过机体的整体调节实现的,故本论文在体外试验基础上进行体内试验,也是对体外试验结果的进一步印证。因此,深入探讨中药疏清颗粒是否具有体内抗病毒作用及其机制,将为了解该药在防治流感中的作用提供重要证据。此外,越来越多的研究表明,在流感病毒感染导致的病毒性肺炎中,单纯依赖抗病毒策略是无法降低因流感病毒感染导致患者的发病率和死亡率的,减轻病毒感染引起的细胞因子风暴的抗炎疗法越来越被重视。随着数据库的不断更新和生物信息学研究的不断深入,疏清颗粒中许多药效学成分及其作用靶点在抗炎效果及相关机制方面还有待挖掘。近年来网络药理学和代谢组学技术的飞速发展,为人们获取药物的分子网络作用机制提供了有力的工具,被广泛用于药物筛选、药物药效学等方面的研究中。目的:本研究旨在观察疏清颗粒对H1N1流感病毒感染小鼠保护作用的基础上,运用网络药理学和代谢组学技术,深入分析其抗病毒和抗炎的作用机制。方法:1.疏清颗粒抗流感病毒网络药理学分析利用TCMSP数据库筛选药物成分大青叶、甘草,芦根,桑叶和石膏的活性化合物,通过Mala Card、Gene Cards等网站查询流感的相关靶点,并上传至venny2.1.0网站获得交集靶点并绘制韦恩图。利用STRING数据库建立疏清颗粒化合物靶点-Influenza靶点的PPI网络图,利用Cytoscape 3.9.0软件对网络进行拓扑学分析,获取相关拓扑参数,筛选平均值分别大于节点连接度(Degree)、节点亲密度(Closeness)、节点中间度(Betweenness)指标筛选出关键靶点。通过Metascape、Omicshare等数据库进行GO和KEGG信号通路富集分析。2.疏清颗粒体内抗流感病毒肺炎的药效学研究本论文通过构建小鼠H1N1感染模型验证疏清颗粒有效成分的体内药效及网络药理学关键靶基因在m RNA水平上的验证:记录各组小鼠体重改变及死亡情况,观察疏清颗粒对病毒感染小鼠体重变化的影响;各组小鼠分别于感染后第7天,解剖取肺,将肺组织切片HE染色观察小鼠肺组织病理改变;通过实时荧光定量PCR法检测小鼠肺内相关细胞因子m RNA表达量的变化情况。3.疏清颗粒抗流感病毒代谢组学分析及整合分析通过构建小鼠H1N1感染模型,治疗组给予不同剂量的疏清颗粒,于第7天取血处死,收集血清样本,进行基于高分辨率的UPLC-Q/TOF-MS的非靶向代谢组学分析。同时寻找可能发生的代谢通路,最后,通过Metabo Analyst 4.0平台将网络药理学关键靶点与代谢组学生物标志物整合分析,初步预测疏清颗粒抗流感引起病毒性肺炎可能的发病机制。结果:1.疏清颗粒共有8个活性成分即槲皮素、山奈酚、柚皮素、花生四烯酸、靛玉红、β-谷甾醇、靛蓝、β-DNA Purification胡萝卜素等。拓扑学分析得到TNF、IL-6、IL-1β、IL-10、CXCL10等25个与流感相关的靶基因,富集结果显示Influenza A、TNF和NF-κB等信号通路在疏清颗粒治疗中也发挥着主导作用。2.病毒模型组小鼠体重明显下降,而疏清颗粒高、中、低剂量组可有效抑制感染小鼠感染早期的体重下降。与病毒模型组相比,疏清颗粒高、中、低剂量组可见NF-κB、TNF-α、IL-6、IL-Iβ、CXCL10、IL-10 m RNA表达量显著降低,PKR显著升高。药物低剂量组肺泡内炎性渗出物明显减少,较病毒组肺泡浸润面积明显减轻;中剂量组肺部仍可见肺泡病变,较病毒组炎性病变减轻;高剂量组肺部可见部分出现浸润及炎性病变,表明疏清颗粒主要通过早期抑制相关炎症因子的表达从而减轻感染所致的炎症改变,且炎症因子在基因表达水平上与网络药理学研究预测结果一致。代谢组学分析鉴定出C-M组共147个差异代谢物、M-H组共48个差异代谢物,并富集到KEGG通路发现了8条显著变化的代谢通路:亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、视黄醇代谢、亚麻酸代谢、鞘脂类代谢、甘油磷脂代谢、类固醇激素生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成,其中亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、视黄醇代谢,发生了极为显著的变化,与流感发生发展及疏清颗粒干预显著相关。经整合分析,我们共找到5条代谢通路,分别是花生四烯酸代谢、视黄醇代谢、α-亚麻酸代谢、脂肪酸的生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成。此外,我们找到4个相关的关键靶点即IL-6、TNF、IL-10、CXCL10和2个相关的生物标志物花生四烯酸和α-亚麻酸,这些关键靶点、生物标志物和代谢通路与疏清颗粒抗流感病毒感染的进程密切相关。3.结论:疏清颗粒可能通过其关键活性成分(槲皮素、花生四烯酸等)靶向炎症相关通路(TNF信号通路、NF-κB通路等),调控花生https://www.selleck.cn/products/MLN8237.html四烯酸代谢、视黄醇代谢和α-亚麻酸代谢等,从而改善由流感病毒感染引起的肺部炎症。