论著
李俊, 庹炎君, 阿如罕, 龚琴, 翟淑婷, 熊磊
目的 采用网络药理学富集信号通路预测药物可能的作用靶标,并以大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞株(pheochromocytoma cell line,PC12)细胞为实验对象体外探讨紫丁香提取物(Syringa oblata Lindl,ZDX)调控环磷酸腺苷(cyclic adenosine phosphate,cAMP)抗抑郁症的相关作用机制。方法 运用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,HERB)、在线人类孟德尔遗传数据库(online mendelian inheritance in man,OMIM)以及人类基因数据库(gene cards)来筛选药物活性成分和疾病靶点,借助韦恩图(Venny 2.1)分析软件取二者交集靶点;将交集靶点导入相互作用基因/蛋白检索工具(search tool for the retrieval of interacting genes/proteins,STRING)数据库,构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图,并进行基因本体论(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析,使用生物信息可视化(Cytoscape 3.9.1)分析软件对以上结果进行可视化数据分析。根据网络药理学结果,并结合前期实验研究成果,在体外实验中,利用重组技术敲低PC12细胞的cAMP,细胞分为空白组(NC组)、模型皮质酮组(CORT组)、紫丁香提取物组(CORT+ZDX组)、敲低cAMP的模型组(shcAMP+CORT组)、敲低cAMP的紫丁香提取物给药组(shcAMP+CORT+ZDX组)。采用蛋白质印迹(Western blot)、实时荧光定量(RT-qPCR)检测cAMP信号通路上关键分子的蛋白和mRNA表达,流式细胞术检测细胞凋亡情况和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,以确证ZDX通过调控cAMP发挥抗抑郁的相关机制。结果 通过数据库得到ZDX与抑郁症有110个靶点交集,潜在的核心靶点有肉瘤病毒蛋白(sarcoma proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase,SRC)、雌激素受体1(estrogen receptor 1,ESR1)、糖原合成酶激酶3B(glycogen synthase kinase 3 beta,GSK3B)等37个;KEGG富集通路得出ZDX涉及的主要信号通路有cAMP、磷酸化磷脂酰肌醇 3-激酶(phosphorylated phosphatidylinositol 3-kinase,p-PI3K)、磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,p-AKT)/AKT、缺氧诱导因子-1(HIF-1)等。体外实验结果显示,ZDX可明显上调cAMP、神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)蛋白和基因表达,同时显著抑制细胞凋亡,并降低细胞内ROS含量(CORT组与CORT+ZDX组比较,差异有统计学意义)。敲低cAMP后,ZDX的上述作用均被抑制(CORT+ZDX组与shcAMP+CORT+ZDX 组比较有统计学差异)。结论 ZDX可通过cAMP信号通路改善神经元细胞的可塑性,并抑制神经细胞凋亡和氧化应激,本研究结果为进一步探讨ZDX抗抑郁作用机制提供体外实验数据支持。