【摘要】：赤芍(Paeoniae Radix Rubra)是毛茛科植物芍药或川赤芍的干燥根,其具有抗肿瘤、抗氧化、降血脂等多种药理作用,但其具体药效物质及其作用机制尚不明确,缺乏多种药理作用之间相关性研究,因此本研究通过网络药理学的方法构建赤芍化学成分-靶点(生物分子)-三类疾病(肿瘤相关疾病、氧化相关疾病和血脂相关疾病)多层次相互作用网络,通过对网络进行解析,明确协同治疗三类疾病的代表性化学成分,并进行实验验证。全文主要分为以下五个部分:1.绪论本章围绕赤芍国内外研究进展,成分靶点的预测方法,网络药理学的研究进展等方面进行综述。首先阐述了目前赤芍中药的化学成分和药理作用;其次介绍基于化合物结构和靶点结构的成分靶点的预测方法;最后综述了网络药理学的研究进展,包括数据来源,网络构建和网络解析。本章内容主要为本研究相关内容国内外研究进展,将为本研究提供理论、数据和技术基础,为本研究的顺利进行提供参考。2.数据的收集与整理本章通过数据库下载和文本挖掘两种方式收集整理赤芍相关生物医学数据,经整理后最终收集得到赤芍化学成分109个,其中已知靶点的化学成分51个,共作用于390个靶点,化学成分-靶点相互作用946对;肿瘤相关疾病168种,肿瘤相关疾病对应生物分子(靶点)459个,肿瘤相关疾病-生物分子(靶点)相互作用657对;氧化相关疾病36种,氧化相关疾病对应生物分子(靶点)90个,氧化相关疾病-生物分子(靶点)相互作用135对;血脂相关疾病40种,血脂相关疾病对应生物分子(靶点)80个,血脂相关疾病-生物分子(靶点)相互作用102对,蛋白质(靶点)-蛋白质(靶点)相互作用60079对。所收集数据为本研究提供数据基础。3.赤芍相互作用数据的扩展预测本章对赤芍化学成分-靶点相互作用、三类疾病(肿瘤相关疾病、氧化相关疾病和血脂相关疾病)-生物分子(靶点)相互作用进行预测扩展。通过简单预测得到新增赤芍化学成分-靶点相互作用60882对,新增化学成分作用靶点12339个,新增肿瘤相关疾病-生物分子(靶点)相互作用39399对,新增肿瘤相关疾病对应生物分子(靶点)10706个,新增氧化相关疾病-生物分子(靶点)相互作用5739对,新增氧化相关疾病对应生物分子(靶点)2479个,新增血脂相关疾病-生物分子(靶点)相互作用1259对,新增血脂相关疾病对应生物分子(靶点)891个。通过多成分-多靶点相互作用预测模型预测得到42个赤芍化学成分对应的923个靶点,2060对赤芍化学成分-靶点相互作用。通过预测扩展,提高了赤芍作用网络的完整性。4.赤芍多层次相互作用网络的构建及解析本章综合已知的赤芍数据和扩展预测的数据构建多层次相互作用网络。该网络与只使用已知赤芍数据所构建的网络进行参数比较,发现扩展后的网络密度更大,节点数目更多,相互作用更加完善,说明扩展后的网络具有更好的有效性。使用Cytoscape软件的MCODE算法对扩展后的网络进行解析,得到得分大于3的15个功能模块,其中同时具有赤芍化学成分和三类类型疾病的模块9个,使用KEGG Mapper分别对9个模块中化学成分作用靶点涉及的相关通路,以及模块中各个化学成分单独调控的相关通路进行分析,最终根据各化学成分能治疗多类不同疾病,同时调控三类疾病相关通路,且某一类疾病相关通路数量最多的原则,确定协同治疗三类疾病(肿瘤相关疾病、氧化相关疾病和血脂相关疾病)的化学成分为没食子酸、没食子酸丙酯和柚皮素。5.实验验证本章对三个化学成分的抗肿瘤、抗氧化和降血脂药理作用进行实验验证。首先建立了赤芍中没食子酸、没食子酸丙酯和柚皮素的含量测定的HPLC法,并进行方法学考察。结果显示没食子酸、没食子酸丙酯和柚皮素在5-250μg/mL浓度范围内浓度与峰面积均有较好的线性关系,且精密度和回收率的相对标准偏差(RSD)均小于2%。最终测得1 g赤芍含有没食子酸1.867 mg,没食子酸丙酯0.561 mg,柚皮素0.093 mg。以赤芍中没食子酸,没食子酸丙酯,柚皮素含量为参考,抗肿瘤细胞实验发现没食子酸、没食子酸丙酯、柚皮素、三个成分混合物和赤芍提取液均具有抗肿瘤效果,计算得到IC_(50)分别为275.29μM,394.55μM,85.10μM,89.38μM,128.66μM。柚皮素对肿瘤细胞的杀伤效果最佳,三个成分混合物其次,强于赤芍提取液、没食子酸、没食子酸丙酯。抗氧化实验发现没食子酸、没食子酸丙酯、柚皮素、三个成分混合物及赤芍提取液均有抗氧化的效果,当1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)清除率达到50%时,其浓度分别为1.7μg/mL,2.0μg/mL,4.7μg/mL,0.6μg/mL,16.8μg/mL,其中三个成分混合物的抗氧化效果最好。高血脂动物实验发现没食子酸、没食子酸丙酯、柚皮素、三个成分混合物及赤芍提取液均有降血脂的效果,其中三个成分混合物的降血脂效果最好,且与阳性对照组无显著性差异。由此可见,没食子酸、没食子酸丙酯、柚皮素具有同时协同抗肿瘤、抗氧化、降血脂的作用。综上所述,本研究通过网络药理学方法筛选得到赤芍协同抗肿瘤、抗氧化及降血脂的三个代表性药效成分,并对其有效性进行了验证,结果显示没食子酸、没食子酸丙酯、柚皮素具有协同抗肿瘤、抗氧化及降血脂的药理作用。本研究结果将为中药“一药多效”研究,以及质量控制提供参考。
【图文】：
简单预测方法的预测预测的原理预测基本原理是以已知化学成分-靶点相互作用，疾病-生物分子（和蛋白质（靶点）-蛋白质（靶点）相互作用数据为基础，根据化（生物分子）、疾病之间相互作用推测可能的化学成分-靶点相互物分子（靶点）相互作用（图 3.1）。例如，已知化学成分 1 作用子（靶点）A 调控疾病 1，因此预测化学成分 1 治疗疾病 1，即 Pre
NOS3 RPL4 Ubc CTSB RAM1 TYRO3 Kcnma1 MAP2 RDX2 ZNF558 HLA-DPA1 VLDLR RHEB ECSIT VDAC1 CRYAB ST13 CDC37 MMRN1 PDE1A CTG1 A2M MMP3 SAA2 ANKH Prnp CNTF VCP 靶点相互作用预测模型的预测赤芍化学成分-靶点相互作用，，本研究使用用预测模型[75]进行预测。该预测模型首先构建化学成分空间和蛋白质空间，基于已立化学成分空间与蛋白质空间之间的相-靶点蛋白相互作用关系（图 3.2）。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R284
【参考文献】
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