基于UPLC法和网络药理学的黄芩茎叶防治新型冠状病毒肺炎潜在作用机制研究
发布时间:2021-12-01 19:04
目的利用超高效液相色谱(UPLC)对黄芩茎叶中的黄酮类、酚酸类成分进行分析与评价,基于网络药理学和分子对接探讨黄芩茎叶防治新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在作用机制。方法采用UPLC测定11个产地黄芩茎叶样品中9种黄酮类、3种酚酸类成分的含量,并利用SPSS 19.0对不同产地样品进行主成分分析。利用TCMSP数据库获取上述12种化学成分的作用靶点,使用GeneCards及NCBI数据库获取COVID-19靶点,导入Cytoscape 3.7.0软件建立药物-化学成分-靶点-疾病网络,导入STRING数据库获取靶点PPI网络,导入Bioconductor进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。利用AutoDock Vina将化合物与新型冠状病毒(SARS-CoV-2)S蛋白受体结合结构域与血管紧张素转化酶II(ACE2)蛋白酶结构域复合物(SARS-CoV-2-S-RBD-ACE2)进行分子对接。结果不同产地黄芩茎叶中均含有丰富的黄酮类、酚酸类成分,但含量差异较大,野黄芩苷为黄芩茎叶中含量最高的成分,相同产地黄芩茎叶化学成分相似度较高,不同产地黄芩茎叶化学成分相似度较低,表明不...
【文章来源】:药物评价研究. 2020,43(06)
【文章页数】:12 页
【部分图文】:
黄芩茎叶治疗COVID-19靶点韦恩图
在RCSB数据库中下载ACE2蛋白酶结构域与新型冠状病毒S蛋白受体结合结构域的复合物PDB文件(SARS-CoV-2-S-RBD-ACE2,PDB ID:6lzg)导入PyMOL,删除水分子,添加氢。在Pubchem数据库中下载药物-化学成分-靶点-疾病网络中化学成分及4种临床用于治疗COVID-19药物结构,导入Chem3D转化成PDB格式。将以上化合物导入AutoDock Tools 1.5.6程序,添加原子电荷,分配原子类型,所有柔性键均默认可旋转,保存为pdbqt格式,作为对接配体。运行AutoDock Vina进行分子对接。选取打分最高(affinity数值最低)的构象作为对接构象,利用PyMOL程序对对接构象进行可视化分析。每种活性成分对接结果几种结合构象中,选取结合能较低且构象较好的结果作为分子对接结果,结合能越小说明受体配体之间亲和力越大,结果见表8和图8。由表8可知,药物-化学成分-靶点-疾病网络中化学成分的结合能均小于-5 kJ/mol,即与SARS-CoV-2-S-RBD-ACE2均有较好的结合活性。图7 KEGG通路富集分析结果
黄芩是我国常用清热药,在COVID-19的中医药防治中发挥了重要作用。多年生植物黄芩在我国的栽培面积巨大,每年均会产生生物量数倍于根的黄芩地上部分,因此造成了严重的资源浪费与生态等问题。黄芩茶由黄芩的嫩茎及叶制成,是我国民间的别样茶之一,保健效果明显,在我国部分地区十分流行[2]。研究表明,黄芩的茎和叶资源性化学成分类型与根类似且含量丰富,药理作用明显,具有巨大的开发潜力,以黄芩茎叶为原料的黄芩茎叶解毒胶囊在中医临床上已被广泛用于治疗上呼吸道感染等相关疾病[3-4]。目前关于黄芩茎叶化学成分的研究多集中在少数几种黄酮类成分上,鲜有黄芩茎叶中具有明显生物活性的酚酸类成分的定性定量研究。故本研究在前期基础上系统考察黄芩茎叶的提取条件(水提、不同比例醇提、不同超声时间、不同回流时间)、流动相系统(乙腈-甲酸水、乙腈-磷酸水、甲醇-甲酸水、甲醇-磷酸水)、不同梯度洗脱程序等最终建立不同产地黄芩茎叶中的9种黄酮类、3种酚酸类成分的UPLC快速分析方法。结果发现,不同产地黄芩茎叶中均含有丰富的黄酮类、酚酸类资源化学成分,但含量差异较大,野黄芩苷为黄芩茎叶中含量最高的成分;相同产地黄芩茎叶化学成分相似度较高,不同产地黄芩茎叶化学成分相似度较低,提示产地生态环境诸多生态因子能显著影响黄芩茎和叶中资源性化学成分形成和积累从而造成品质的差异。本研究建立的UPLC方法可对简单快速、全面可靠的对不同产地黄芩茎叶进行评价,可为黄芩茎叶质量控制、资源综合利用提供思路,亦为黄芩植物其他器官或同属药材成分定性定量提供有益参考。
【参考文献】:
期刊论文
[1]中药在抗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)引起的细胞因子风暴中的应用分析[J]. 何黎黎,龚普阳,封玥,邹微,王恩龙,顾健. 中草药. 2020(06)
[2]黄芩-金银花药对治疗新型冠状病毒肺炎潜在作用机制的网络药理学研究[J]. 刘嘉,严宝飞,曾明月,曾庆琪,杨海军,张景正. 世界中医药. 2020(04)
[3]肿瘤坏死因子-α在糖尿病痛性神经病变患者中的表达及其意义[J]. 张悦,周冬梅,李伟,凌宏威,沈梦媛. 中国实验诊断学. 2020(01)
[4]木犀草素通过抗氧化应激和抑制COX-2信号通路抑制哮喘幼鼠气道炎症[J]. 邹华,王颖,秦晓宇,张宝辉. 解剖科学进展. 2019(06)
[5]炎症及细胞自噬与急性肺损伤关系的研究进展[J]. 孙健,沈巨信. 中国免疫学杂志. 2019(17)
[6]AGEs-RAGE信号通路在糖尿病肾病中的作用机制及中医药研究进展[J]. 杨超茅,杨志新,马晓玲. 中医学报. 2019(09)
[7]芹菜素对丙烯腈染毒大鼠脑组织氧化应激及炎症反应的影响[J]. 赵粉线,石影,郑爱,白清丽,党瑜慧,李芝兰. 毒理学杂志. 2019(04)
[8]芹菜素对腺嘌呤所致慢性肾衰竭大鼠肾功能、血流动力学及血脂的影响[J]. 杨杰. 现代中西医结合杂志. 2019(23)
[9]不同炒制温度和时长对黄芩茎叶化学成分影响[J]. 李永杰,李琳,刘容秀,郭争争,刘凯,张丹,王俊英,魏胜利. 辽宁中医药大学学报. 2018(07)
[10]几种天然产物与CASP3靶点的相互作用机制探索[J]. 张静晓,刘晓洁,杨春,陈盼盼,张丽雷. 世界科学技术-中医药现代化. 2017(11)
硕士论文
[1]黄芩茎叶资源化学与新资源药材质量评价研究[D]. 严宝飞.南京中医药大学 2018
本文编号:3526885
【文章来源】:药物评价研究. 2020,43(06)
【文章页数】:12 页
【部分图文】:
黄芩茎叶治疗COVID-19靶点韦恩图
在RCSB数据库中下载ACE2蛋白酶结构域与新型冠状病毒S蛋白受体结合结构域的复合物PDB文件(SARS-CoV-2-S-RBD-ACE2,PDB ID:6lzg)导入PyMOL,删除水分子,添加氢。在Pubchem数据库中下载药物-化学成分-靶点-疾病网络中化学成分及4种临床用于治疗COVID-19药物结构,导入Chem3D转化成PDB格式。将以上化合物导入AutoDock Tools 1.5.6程序,添加原子电荷,分配原子类型,所有柔性键均默认可旋转,保存为pdbqt格式,作为对接配体。运行AutoDock Vina进行分子对接。选取打分最高(affinity数值最低)的构象作为对接构象,利用PyMOL程序对对接构象进行可视化分析。每种活性成分对接结果几种结合构象中,选取结合能较低且构象较好的结果作为分子对接结果,结合能越小说明受体配体之间亲和力越大,结果见表8和图8。由表8可知,药物-化学成分-靶点-疾病网络中化学成分的结合能均小于-5 kJ/mol,即与SARS-CoV-2-S-RBD-ACE2均有较好的结合活性。图7 KEGG通路富集分析结果
黄芩是我国常用清热药,在COVID-19的中医药防治中发挥了重要作用。多年生植物黄芩在我国的栽培面积巨大,每年均会产生生物量数倍于根的黄芩地上部分,因此造成了严重的资源浪费与生态等问题。黄芩茶由黄芩的嫩茎及叶制成,是我国民间的别样茶之一,保健效果明显,在我国部分地区十分流行[2]。研究表明,黄芩的茎和叶资源性化学成分类型与根类似且含量丰富,药理作用明显,具有巨大的开发潜力,以黄芩茎叶为原料的黄芩茎叶解毒胶囊在中医临床上已被广泛用于治疗上呼吸道感染等相关疾病[3-4]。目前关于黄芩茎叶化学成分的研究多集中在少数几种黄酮类成分上,鲜有黄芩茎叶中具有明显生物活性的酚酸类成分的定性定量研究。故本研究在前期基础上系统考察黄芩茎叶的提取条件(水提、不同比例醇提、不同超声时间、不同回流时间)、流动相系统(乙腈-甲酸水、乙腈-磷酸水、甲醇-甲酸水、甲醇-磷酸水)、不同梯度洗脱程序等最终建立不同产地黄芩茎叶中的9种黄酮类、3种酚酸类成分的UPLC快速分析方法。结果发现,不同产地黄芩茎叶中均含有丰富的黄酮类、酚酸类资源化学成分,但含量差异较大,野黄芩苷为黄芩茎叶中含量最高的成分;相同产地黄芩茎叶化学成分相似度较高,不同产地黄芩茎叶化学成分相似度较低,提示产地生态环境诸多生态因子能显著影响黄芩茎和叶中资源性化学成分形成和积累从而造成品质的差异。本研究建立的UPLC方法可对简单快速、全面可靠的对不同产地黄芩茎叶进行评价,可为黄芩茎叶质量控制、资源综合利用提供思路,亦为黄芩植物其他器官或同属药材成分定性定量提供有益参考。
【参考文献】:
期刊论文
[1]中药在抗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)引起的细胞因子风暴中的应用分析[J]. 何黎黎,龚普阳,封玥,邹微,王恩龙,顾健. 中草药. 2020(06)
[2]黄芩-金银花药对治疗新型冠状病毒肺炎潜在作用机制的网络药理学研究[J]. 刘嘉,严宝飞,曾明月,曾庆琪,杨海军,张景正. 世界中医药. 2020(04)
[3]肿瘤坏死因子-α在糖尿病痛性神经病变患者中的表达及其意义[J]. 张悦,周冬梅,李伟,凌宏威,沈梦媛. 中国实验诊断学. 2020(01)
[4]木犀草素通过抗氧化应激和抑制COX-2信号通路抑制哮喘幼鼠气道炎症[J]. 邹华,王颖,秦晓宇,张宝辉. 解剖科学进展. 2019(06)
[5]炎症及细胞自噬与急性肺损伤关系的研究进展[J]. 孙健,沈巨信. 中国免疫学杂志. 2019(17)
[6]AGEs-RAGE信号通路在糖尿病肾病中的作用机制及中医药研究进展[J]. 杨超茅,杨志新,马晓玲. 中医学报. 2019(09)
[7]芹菜素对丙烯腈染毒大鼠脑组织氧化应激及炎症反应的影响[J]. 赵粉线,石影,郑爱,白清丽,党瑜慧,李芝兰. 毒理学杂志. 2019(04)
[8]芹菜素对腺嘌呤所致慢性肾衰竭大鼠肾功能、血流动力学及血脂的影响[J]. 杨杰. 现代中西医结合杂志. 2019(23)
[9]不同炒制温度和时长对黄芩茎叶化学成分影响[J]. 李永杰,李琳,刘容秀,郭争争,刘凯,张丹,王俊英,魏胜利. 辽宁中医药大学学报. 2018(07)
[10]几种天然产物与CASP3靶点的相互作用机制探索[J]. 张静晓,刘晓洁,杨春,陈盼盼,张丽雷. 世界科学技术-中医药现代化. 2017(11)
硕士论文
[1]黄芩茎叶资源化学与新资源药材质量评价研究[D]. 严宝飞.南京中医药大学 2018
本文编号:3526885
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zhongyaolw/3526885.html
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