激素性股骨头坏死是非创伤性股骨头坏死中最常见的类型,在非创伤性股骨头坏死中占比高达1/3.但现有疗法无法有效延缓该疾病的进展,髋关节置换术往往是晚期股骨头坏死患者的唯一选择.因此寻找一种防治激素性股骨头坏死的新型保髋疗法,减轻患者的痛苦和经济负担是目前亟须解决的难题.近年来研究发现磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路与激素性股骨头坏死的发病联系紧密,靶向PI3K/AKT信号通路用药对激素性股骨头坏死疗效显著.中草药是我国中医学的结晶,使用中药治疗疾病具有多靶点、低成本、低不良反应的特点.随着中药药理学研究的不断深入,众多具有补肾强骨、活血化瘀等功效的中药单体和复方被证实能够通过调控PI3K/AKT信号通路治疗激素性股骨头坏死.

目的:结合网络药理学和实验验证探讨金龙补肾合剂防治高糖高脂饮食诱导代谢综合征大鼠脂质代谢紊乱的作用及机制。方法:检索TCMSP和相关文献获得金龙补肾合剂中枸杞子、金樱子、龙眼肉、大枣、绞股蓝、罗汉果、母丁香药物的活性成分和作用靶点，检索GeneCards在线数据库获得代谢综合征相关靶点，利用Venny 2.1.0获得金龙补肾合剂和代谢综合征的交集靶点，采用STRING在线数据库构建交集靶点PPI网络。使用Cytoscape 3.9.0中Cyto NCA插件筛选度值前50位的核心靶点。利用DAVID Bioinformatics Resources 6.8在线分析平台进行GO功能富集与KEGG通路富集分析。采用高糖高盐高脂饲料喂养20周建立代谢综合征大鼠模型。将造模成功大鼠按随机数字表法分为模型组、阳性对照组和金龙补肾合剂组，另设空白对照组，每组8只。金龙补肾合剂组灌胃金龙补肾合剂1.8 ml/kg，阳性对照组灌胃二甲双胍溶液90 mg/kg，空白组和模型组灌胃等体积生理盐水，1次/d，连续干预4周。观察大鼠体重、腹围及空腹血糖变化，检测大鼠血脂水平，采用HE染色观察肝组织病理变化，采用ELISA法测定肝组织中三磷酸腺苷（ATP）、IL-1β、IL-6水平，采用qRT-PCR检测肝组织肝激酶B1（LKB1）、AMPK、Akt1、肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）、下调乳酸脱氢酶A（LDH-A）mRNA水平，采用Western blot测定肝组织p-LKB1、LKB1、p-AMPK、AMPK、p-Akt1、Akt1蛋白表达。结果:获得金龙补肾合剂主要活性成分141个，841个作用靶点，代谢综合征靶点18 763 个，得到药物和疾病交集靶点820个。KEGG通路富集分析得到173条通路，主要涉及PI3K-Akt、HIF-1信号通路等。实验结果显示，金龙补肾合剂组大鼠体重、空腹血糖及血脂水平降低，大鼠肝脏糖脂质代谢紊乱改善；血清ATP水平升高（ P<0.05），IL-1β、IL-6水平降低（ P<0.05）；肝组织LKB1、AMPK、Akt1、CPT1A mRNA水平升高（ P<0.05），LDH-A mRNA水平降低（ P<0.05），p-LKB1/LKB1、p-AMPK/AMPK及p-Akt1/Akt1比值升高（ P<0.05）。 结论:金龙补肾合剂可通过多靶点、多通路改善代谢综合征脂质代谢紊乱，其机制可能通过调节LKB1/AMPK/Akt信号通路发挥作用。

目的 基于网络药理学和分子对接技术筛选补肾活血方防治糖尿病性视网膜病变的质量评价指标,同时建立活性成分的超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UHPLC-QqQ-MS/MS)含量测定方法.方法 利用网络药理学筛选补肾活血方防治糖尿病性视网膜病变的关键化合物和靶点.基于分子对接技术验证化合物和靶点的相关性,确定补肾活血方的活性成分作为质量评价指标.建立补肾活血方活性成分的UHPLC-QqQ-MS/MS含量测定方法.采用ZORBAX SB-C18(2.1 mm×50 mm,1.8 μm)色谱柱,甲醇(A)-0.1%甲酸水溶液(B)作为流动相,在多反应监测模式下进行梯度洗脱.流速:0.3 mL·min-1;进样量:1 μL.结果 网络药理学及分子对接筛选出了 5 个核心靶点及 12 个活性成分(毛蕊花糖苷,松果菊苷,异类叶升麻苷,丹参酮ⅡA,隐丹参酮,二氢丹参酮I,人参皂苷Re、Rd和Rb1,葛根素,大豆苷,鹰嘴豆牙素A),其亲和力良好(结合能≤-5.0 kcal·mol-1).含量测定结果表明,各成分在线性范围内相关性良好(r＞0.999 5),平均加样回收率在 97.57%～101.48%.8 批样品中 12个成分含量分别为 0.027 9%～0.050 6%、0.006 4%～0.022 0%、0.017 1%～0.041 5%、0.009 2%～0.015 4%、0.012 6%～0.020 5%、0.004 4%～0.007 6%、0.334%～0.643%、0.238%～0.530%、0.353%～0.693%、3.411%～6.048%、1.023%～1.352%和 0.000 8%～0.001 8%.结论 基于网络药理学、分子对接和UHPLC-QqQ-MS/MS技术,建立了快速筛选并测定补肾活血方中 12 个活性成分的方法,为全面评价其质量及有效性提供了参考.

目的 基于网络药理学及动物实验探讨补肾活血方治疗多囊卵巢综合征(PCOS)的作用机制.方法 通过TCMSP、GeneCards、OMIM、CTD数据库获取疾病靶点,构建PPI网络、"药材-成分-靶点"网络,对关键靶点进行GO、KEGG分析,并对关键活性成分与靶点进行分子对接.通过动物实验验证补肾活血方对多囊卵巢综合征的作用靶点.结果 网络药理学表明,补肾活血方的关键成分为槲皮素、山柰酚、谷甾醇、异补骨脂查耳酮、阿魏酸,治疗多囊卵巢综合征的关键靶点为EGFR、SRC、JUN,主要通过PI3K/Akt、MAPK、Rap1、Ras、Ca2+等信号通路发挥作用.动物实验表明,与模型组比较,补肾活血方能降低胰岛素水平,增加各级卵泡数和黄体数,降低LH、T水平,升高E2、FSH水平,改善卵巢组织病理形态,颗粒细胞层数变多且规则排列,升高卵巢组织PI3K、p-Akt/Akt蛋白表达.结论 补肾活血方具有多成分、多靶点、多途径特性,可能通过PI3K/Akt信号通路改善胰岛素抵抗治疗多囊卵巢综合征.

目的:采用网络药理学和分子对接、动物实验探讨并验证补肾开窍方治疗糖尿病合并缺血性卒中的分子作用机制.方法:雄性SD大鼠48 只,随机分为假手术组12 只和造模组36 只,造模组大鼠第1 天和第4 天分别腹腔注射1%链脲佐菌素(strepto-zotocin,STZ,50 mg·kg-1)各1 次,第14 天采用大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)法建立糖尿病合并缺血性卒中模型大鼠.将造模组大鼠随机分为糖尿病MCAO模型组(STZ+MCAO)、补肾开窍方高剂量组(18.7 g·kg-1)、补肾开窍方低剂量组(9.4g·kg-1),实验第7 天糖尿病造模成功后开始给予中药,每天灌胃1 次,连续8d.TTC法测量大鼠脑缺血体积;Garcia JH法检测大鼠神经功能缺损程度;干湿重法测定脑含水量.明确补肾开窍方治疗糖尿病合并缺血性卒中的疗效.随后从TCMSP、HERB、GeneCards、OMIM、Disgenet数据库筛选补肾开窍方的活性成分和靶点,采用Cytoscape 3.8.0 软件构建成分-靶点-通路关联网络;利用STRING数据库进行蛋白质互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析,Metascape数据库进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析与京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路富集分析;采用分子对接软件对活性成分与核心靶点进行验证.随后采用免疫荧光染色法检测大鼠缺血侧皮层中p-ERK1/2 表达,Western blot法检测p-ERK1/2、ERK1/2、GPX4、SLC7A11 的蛋白表达.结果:动物实验结果显示,与假手术组相比,STZ+MCAO组大鼠血糖显著升高(P<0.01),神经功能评分显著降低(P<0.01),脑缺血体积和脑含水量显著增加(P<0.01),补肾开窍方高、低剂量组可逆转上述变化.网络药理学筛选得到活性成分436 种,预测得到补肾开窍方的潜在靶点219 个,PPI分析表明RELA、STAT3、ERK1、ERK2、JUN等为核心靶点.GO和KEGG分析显示补肾开窍方的作用机制可能与MAPK信号通路密切相关.分子对接结果显示,ERK1、ERK2 与活性成分结合较好.验证实验结果显示,与假手术组相比,STZ+MCAO组大鼠缺血侧皮层中p-ERK1/2 表达显著上升(P<0.01),GPX4、SLC7A11 蛋白表达显著下降(P<0.01);与STZ+MCAO组相比,补肾开窍方高、低剂量组p-ERK1/2 表达显著下降(P<0.01),GPX4、SLC7A11 蛋白表达增加(P<0.05,P<0.01).结论:补肾开窍方对糖尿病合并缺血性卒中模型大鼠具有神经保护作用,其作用机制可能与调控ERK1/2 和抑制铁死亡密切相关.

目的:采用网络药理学方法和分子对接技术并结合体内实验,分析并验证补肾启智方调控海马神经元铁死亡改善血管性痴呆(vascular dementia,VD)认知功能的作用机制.方法:在TCMSP数据库、BATMAN-TCM数据库、ETCM数据库筛选补肾启智方的活性成分及其作用靶点;在GeneCards数据库、OMIM数据库、DisGeNET数据库筛选血管性痴呆的潜在靶点;在FerrDB数据库筛选铁死亡的相关靶点,以上所有靶点均经Uniprot数据库规范,并在微生信-免费在线绘制韦恩图——Venn Diagrams网站获得三者的交集靶点.采用Cytoscape 3.9.1 软件绘制"补肾启智方药物-活性成分-潜在靶点"网络、"补肾启智方-血管性痴呆-铁死亡靶点"的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,并进行拓扑学分析以获得核心成分与核心靶点;在DAVID数据库进行交集靶点的基因本体(Gene Ontology,GO)功能富集分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析.采用AutoDock 4 软件进行分子对接,并利用PyMol 2.5 软件对分子对接结果进行可视化分析.通过动物实验验证关键靶点及信号通路.将32 只SD雄性大鼠随机分为假手术组、模型组、补肾启智方高剂量组(14.4 g·kg-1)、补肾启智方低剂量组(3.6g·kg-1),每组 8 只.除假手术组外,其余大鼠采用双侧颈总动脉永久结扎(2-vessel occlusion,2-VO)法建立血管性痴呆模型.采用Morris水迷宫实验评估大鼠的空间学习与记忆能力;Western blot法检测大鼠海马组织中缺氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)、细胞溶质载体家族7 成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)的蛋白表达;生化法检测大鼠海马组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平.结果:筛选得到补肾启智方调控海马神经元铁死亡治疗VD的活性成分40 种,有效靶点30 个,核心成分是槲皮素、茉莉酮、马兜铃酮,核心靶点是肿瘤蛋白P53(tumor protein P53,TP53)、核因子E2 相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,MTOR)、HIF-1α;GO功能富集分析结果显示,补肾启智方可能通过改善细胞对过氧化氢、缺氧、氧化应激的反应及促进血管生成等方面治疗VD,KEGG通路富集分析表明,其可能通过调控缺氧诱导因子 1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)信号通路、细胞衰老、活性氧、叉头盒蛋白O(forkhead box protein O,FoxO)信号通路、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)信号通路等治疗VD.经补肾启智方干预后,VD大鼠的空间学习与记忆能力得到改善,海马组织MDA表达降低(P<0.01)、GSH水平升高(P<0.01),HIF-1α与铁死亡核心调控蛋白SLC7A11 和GPX4 蛋白表达水平显著升高(P<0.01,P<0.05,P<0.01).结论:补肾启智方可通过多成分、多靶点改善VD认知功能,其关键机制可能与激活HIF-1α/SLC7A11/GPX4 信号通路、抑制海马神经元铁死亡相关.

目的 基于网络药理学和分子对接技术探讨补肾复方五子衍宗丸治疗肝纤维化的作用机制.方法 使用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP,http://lsp.nwu.edu.cn/tcmspsearch.php)数据库预测五子衍宗丸有效成分的靶点并通过Uniprot数据库进行靶点名称标准化;通过OMIM、Gene Cards、DisGeNET数据库收集肝纤维化靶点,通过韦恩图筛选活性成分靶点和疾病靶点基因的交集,获取五子衍宗丸治疗肝纤维化的潜在靶点;运用Cytoscape 3.9.0构建有效成分-靶点-肝纤维化网络,预测核心靶点,构建基于STRING平台的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络;利用微生信平台进行基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;使用AutoDockTools软件,结合PPI网络及GO功能、KEGG通路分析,将核心靶点与有效成分进行对接验证.结果 获得五子衍宗丸活性成分84个,筛选出有效成分作用靶点179个,肝纤维化靶点798个,五子衍宗丸与肝纤维化交集靶点81个,经拓扑属性分析筛选得到五子衍宗丸26个活性成分、37个治疗肝纤维化关键靶点;根据"活性成分-靶点-通路"网络图,预测槲皮素、山柰酚、苦参碱、黄豆黄素为五子衍宗丸作用于肝纤维化的重要活性成分;RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-6(IL6)、细胞肿瘤抗原p53(TP53)、血管内皮生长因子A(VEGFA)等为核心靶点.GO功能富集分析的生物学过程(BP)主要与RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、基因表达的正调控等关联;细胞组分(CC)主要与细胞外空间、细胞核等关系密切;分子功能(MF)主要与大分子复合物结合、蛋白激酶活性、RNA聚合酶Ⅱ核心启动子近端序列特异性DNA结合等相关.五子衍宗丸治疗肝纤维化途径主要包括化学致癌-活性氧信号通路、JAK-STAT信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等.核心成分槲皮素、山柰酚、苦参碱、黄豆黄素与核心作用靶点AKT1、TNF、IL6、VEGFA、CASP3等对接结合稳定,分子对接初步证明关键成分自发地与多个核心蛋白结合,可对多个关键靶点进行调控.结论 通过网络药理学及分子对接初步揭示补肾复方五子衍宗丸影响凋亡过程的正负调控、氧化应激、炎症因子、血管生成等反应过程,具有多成分、多靶点、多通路等作用特点,可为临床肝纤维化治疗中重视补肾法提供参考依据.

目的 分析补肾疏肝法治疗多囊卵巢综合征(PCOS)的用药规律,挖掘核心中药治疗PCOS的药理学作用机制.方法 以中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献数据库作为文献来源,检索时间范围为2005年1月至2022年12月.采用数据挖掘技术对方药进行关联规则、系统聚类分析等.筛选核心中药的作用靶点及PCOS的治疗靶点;构建交集靶点蛋白-蛋白相互作用网络进行拓扑学分析筛选核心靶点;对交集靶点进行GO和KEGG通路富集分析,最终得出核心成分.结果 8味核心中药包括白芍、当归、菟丝子、熟地黄、香附、柴胡、郁金、山茱萸,其中柴胡-白芍、熟地黄-山茱萸为核心药对.网络药理学分析得出198个共同靶点,主要涉及胰岛素抵抗、类固醇激素生物合成相关的多个信号通路,包括丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、丝裂原活化蛋白激酶3(MAPK3)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、雌激素受体1(ESR1)、AP-1转录因子(FOS)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF)等关键靶点.结论 补肾疏肝法治疗PCOS用药以平补肝肾、柔肝疏肝为主,少辅健脾、活血之品.8味核心中药主要从改善胰岛素抵抗、抗炎、抗氧化等方面协同发挥抗PCOS的药理作用.

[目的]综合生物信息学、网络药理学和分子对接探讨补肾健脾方(由淫羊藿、鹿角胶、黄芪、山药等组成)改善2型糖尿病(T2DM)的作用机制,并通过动物实验验证.[方法]通过Mfuzz分析正常样本由糖耐量异常转变为T2DM的模块基因,并通过差异分析进一步筛选T2DM的疾病靶点;通过TCMSP、BATMAN数据库筛选补肾健脾方的活性成分及其作用靶点,随后获取补肾健脾方治疗T2DM的靶点并分析生物功能.比较补肾健脾方治疗组db/db小鼠胰岛功能、氧化应激指标、胰腺细胞凋亡与对照组的差异.[结果]共筛选出77个补肾健脾方的作用靶点,通过富集分析,77个靶点与氧化应激过程关系密切,并进一步筛选出2个核心靶点FOS、NOTCH1,通过分子对接证明了补肾健脾方主要活性成分与核心靶点结合稳定.最后,通过动物实验证明,与对照组比较,治疗组db/db小鼠稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)升高,氧化应激指标丙二醛(MDA)降低、超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,胰腺组织FOS、NOTCH1表达量降低,胰腺组织凋亡蛋白Bax和Caspase-3表达量降低、凋亡抑制蛋白Bcl-2表达量升高(P＜0.05或P＜0.01).[结论]补肾健脾方可通过减轻氧化应激,降低胰岛细胞凋亡,从而改善胰岛素抵抗以延缓T2DM的进展.

近年来,国内网络药理学的研究成井喷之势,特别是聚焦在中药复方的网络药理学研究,这类研究大多是通过整合中药成分与靶点数据库的信息,从"成分-靶点-作用通路"的框架去预测中药复方治疗疾病的药效物质基础及作用机制.由于这类研究后续大多缺乏严谨的药理学实验验证,加上其研究对象仅限于特定方剂作用于特定疾病,导致其研究结论可信度较低,缺乏实际科学价值,研究结果与阐明中医理论的现代科学内涵相距甚远.笔者从事网络药理学研究多年,结合自己的研究方向,针对网络药理学未来发展趋势,提出以下两点个人的建议.(一)聚焦中医药理论的现代科学内涵阐释.中医通过辨证论治治疗疾病,比如清热解毒法是中医抗癌的重要法则,补肾法是中医抗老年痴呆的普遍治法.这意味着具有清热解毒、或具有补肾疗效的中药与复方,能够普遍地作用于西医肿瘤及老年痴呆.即清热解毒法、补肾法分别与西医肿瘤及阿尔茨海默病(AD)之间具有共同的生物学基础.而这些具体的生物学基础是什么,可以通过网络药理学的研究方法来预测与指导.笔者结合前期的网络药理学研究基础,提出基于网络距离法探讨补肾法调控内质网应激防治AD的科学假说,获得了国家自然基金面上资助(82074278).近期本团队从基于网络药理学方面预测了补肾方剂补肾益智方中两个天然产物蛇床子素及五味子醇甲B具有协同抗AD的作用,其作用机制与调控内质网应激相关,预测结果在APP/PS1转基因动物模型上得到了验证(Phyto-medicine,2023,已录用).笔者呼吁更多的网络药理学从业者能够聚焦于更具普适性的中医药理论防治疾病的现代科学内涵阐释,及其对中药发掘的指导价值研究.(二)拓展网络药理学应用领域,关注老药新用.国际上对网络药理学的关注一直是聚焦在药物重定位领域,但是基于网络药理学方法的药物重定位研究在国内并未引起足够的重视.笔者2020年受邀Med Res Rev杂志撰写了网络药理学方法在AD药物重定位方面的长篇综述,提出了整合网络药理学方法结合临床电子病历深度挖掘的老年痴呆药物发现框架,即通过网络药理学预测已上市药物潜在的抗老年痴呆活性,并基于大规模电子病历的队列回顾性研究验证预测药物与AD发病率之间的关系[Med Res Rev,2020,40(6):2386-2426].该研究框架已在多个研究案例中成功实现[Nat Aging,2021,1(12):1175-1188;Alzheimers Res Ther,2022,14(1):7].2022年,笔者整合了大规模的AD全基因组关联研究结果,进一步发展人工智能框架预测AD的风险基因,并基于这些潜在靶标开展AD药物重定位研究,网络距离法预测结合大规模电子病历回顾性队列分析发现抗2型糖尿病老药吡格列酮(pioglitazone)与AD疾病风险降低有关,网络分析结合体外人源小胶质细胞模型验证了吡格列酮的抗AD分子机制[Alzheimers Res Ther,2022,14(1):7].该研究思路通过进一步的学科交叉,将网络药理学的预测结果在大规模的临床数据中寻找证据,进一步提高了预测结果的可信度,也加速了药物的发现进程.