基于网络药理学探究盐敷方治疗膝骨关节炎的作用机制.pdf

医学理论与实践 年第卷第期 基于网络药理学探究盐敷方治疗膝骨关节炎的作用机制江晓倩 张玉琴 滕海英 福建中医药大学附属康复医院福建省福州市 福建中医药大学摘要 目目的的:探讨盐敷方组方治疗膝骨关节炎可能的作用机制 方方法法:运用中药系统药理学数据库与分析平台()筛选盐敷方的活性成分及其对应的靶点基因并用 数据库对基因名进行校正通过 和 数据库获取膝骨关节炎的疾病靶点并得到盐敷方与膝骨关节炎的共同靶点利用.软件绘制“盐敷方成分靶点网络图”利用 数据库构建盐敷方与膝骨关节炎共同靶点 网络利用 数据库进行 及 富集分析 结结果果:()共筛选出盐敷方活性成分 个及活性成分作用靶点 个()与疾病的交集靶点共有 个核心靶点为、等()分析结果共涉及 个生物学过程()、种细胞成分()、个分子功能()()分析结果显示盐敷方治疗膝骨关节炎的信号通路主要有、肿瘤坏死因子、类风湿关节炎、核因子 等信号通路 结结论论:盐敷方可通过下调细胞因子表达、抑制炎症反应、减慢软骨降解退变等途径来延缓膝骨关节炎的发展 基金项目:福建中医药大学校管临床专项资助()通信作者:张玉琴关键词 盐敷方 膝骨关节炎 网络药理学 信号通路 作用机制中图分类号:.文献标识码:/.:.:.“”.:().().()()()().().:.膝骨关节炎()是一种以关节软骨退行性改变、滑膜炎症反应、关节间室变窄和关节继发性骨质增生为主要病理特征的慢性进行性骨关节病是临床常见的骨科疾病之一 好发于 岁以上中老年人随着我国进入老龄化社会 的发病人数也在与日俱增总患病人数可高达 万 在中医学属“痹证”“痿证”等范畴国家中医药管理局将其命名为“膝痹”中医痹病理论始于内经素问痹论首次提出骨痹、筋痹、脉痹的概念中医理论将其病因病机概括为肝肾亏虚、筋骨失养、气血不足、风寒湿邪痹阻所致具有本虚标实的特点中药外敷法是中医骨伤科临床治疗膝骨关节炎诊疗指南中推荐的药物疗法之一具有不良反应小、减轻关节疼痛效果明显等优势 目前临床常用的外敷方功效多以活血化瘀、通络止痛为主将药剂贴敷于患处或穴位肌肤具有增强软骨细胞活力、促进其增殖、抑制炎症和组织水肿、降低骨内压、缓解疼痛等作用“盐敷方”为福建中医药大学附属康复医院外用经验方其主药成分有:乳香、没药、制吴茱 年第卷第期医学理论与实践萸、丁香、紫苏子、炒莱菔子、大青盐 本方具有活血行气、祛寒止痹、通络止痛的功效与大青盐合用可引药入肾携药渗透入里从而增强药效在临床上取得了较好的疗效网络药理学的发展为探究中药方剂的活性成分和潜在作用机制提供了一种新思路 本研究运用网络药理学的方法对盐敷方治疗膝骨关节炎的分子作用机制进行探讨为后期盐敷方作用机制的研究提供了理论参考方法.盐敷方有效成分收集及药物靶点预测以乳香、没药、制吴茱萸、丁香、紫苏子、炒莱菔子作为检索词在 数据库(:/./.)检索获得这 味中药的化学成分信息将筛选条件设置为生物利用度()、类药性(值).筛选出盐敷方中符合条件的活性成 分 再 通 过 (:/./)数据库对搜集的六味中药活性成分所对应的靶点进行名称校正.构建膝骨关节炎靶点基因预测在(:/.)与(:/.)数据库中以“”“”为 关 键 词种属选择“”筛选与疾病相关的靶点将两数据库搜索结果合并去重获得疾病靶点基因.获取交集基因及网络构建.构建盐敷方成分靶点网络图 运用.软件导入盐敷方中各组分的化学成分及所对应的靶点基因构建盐敷方成分靶点网络.构建盐敷方膝骨关节炎共同靶点网络 将盐敷方活性成分作用靶点和膝骨关节炎靶点基因取交集获得盐敷方与膝骨关节炎的共同靶点.构建蛋白相互关系网络()将获得的共同靶 点 导 入 数 据 库(:/.)物种设定为“”其他筛选条件选择默认参数从而构建盐敷方治疗膝骨关节炎共同靶点蛋白可视化网络.富集分析及 富集分析将“盐敷方膝骨关节炎”中共同靶点导入到(:/.)中进行通路富集分析 在 的基因面板中粘贴基因列表将物种限定设置为人类()后进行 富集分析和 信号通路富集分析 富集条件设置为 .重 叠 值()富 集 值().分析的过程主要包括三个方面:生物过程分析()、细胞成分分析()、分子功能分析()最后利用微生信网站对结果进行可视化结果.盐敷方的成分及作用靶点运用 数据库共筛选出盐敷方组方的 个活性成分其中乳香 个没药 个紫苏子 个吴茱萸 个丁香 个莱菔子 个剔除重复项后获得 个活性成分通过 数据库对 数据库检索出的盐敷方组方中活性成分所对应的作用靶点进行名称校正后共获得 个活性成分作用靶点.膝骨关节炎的作用靶点通过检索 与 数据库以“”“”为关键词进行检索两个数据库所得的靶点信息整合、去重后总共获得 个疾病靶点.构建盐敷方活性成分膝骨关节炎共同靶点网络将盐敷方活性成分作用靶点和膝骨关节炎靶点基因取交集筛选出盐敷方与膝骨关节炎的共同靶点 个这些靶点为盐敷方治疗膝骨关节炎的潜在作用靶点 这 个靶点对应的盐敷方活性成分共有 个导入.软件构建“盐敷方活性成分共同靶点网络图”见图 图 盐敷方活性成分共同靶点网络图.网络的构建通过 数据库在线构建的盐敷方活性成分和膝骨关节炎共同靶点的 网络包含 个节点和 条线将这些节点相连接见图 将这 个共同靶点按照自由度()值进行排序排名前十的靶点为、其中、的自由度值最高均为 表明这些靶点为盐敷方治疗膝骨关节炎的核心靶点可能在盐敷方治疗膝骨关节炎中发挥核心作用医学理论与实践 年第卷第期 图 盐敷方膝骨关节炎共同靶点 网络图.与 富集分析.富集分析 功能富集分析共涉及 条生物过程、种细胞组分、个分子功能根据基因富集程度进行排序列举排名前十位的功能并绘制三合一气泡图详见图 结果显示:()盐敷方治疗膝骨关节炎的生物过程通路()主要富集于炎症反应()、炎症反应的调节()、细胞对脂质的反应()、细胞运动的正向调节()等()细胞成分分析()主要涉及膜筏()、膜微区()、血小板颗粒腔()、血小板 颗粒()等细胞成分()分子功能分析()主要涉及细胞因子活性()、信号受体调节活性()、细胞因子受体结合()、受体配体活性()等分子功能图 盐敷方膝骨关节炎共同靶点 富集分析图.富集分析 通路富集分析共获得 个条目对富集基因最多的前 条信号通路进行可视化见图 与膝骨关节炎相关的 通路主要涉及:()、肿瘤坏死因子()、类风湿关节炎()、核因子()等信号通路图 盐敷方膝骨关节炎共同靶点 通路富集分析图讨论膝骨关节炎是一种关节软骨退行性病变严重影响患者生活质量 其病理特征随病程变化所受累组织不同而呈现出多方面的改变包括软骨下骨增生硬化、关节软骨退变、骨赘形成、滑膜增厚等 当前研究显示 的发病机制尚不明确其病机主要包括软骨退变、软骨下骨代谢异常、滑膜炎症等“盐敷方”热敷外用可起到扩张血管、改善局部血液循环、消除炎症、改善关节功能、减轻疼痛的作用具有疗效确切、不良反应少、可用于长期治疗等优点 但由于缺乏动物实验数据支持及其作用机制尚未明确使得其难以广泛推广运用于临床文章采用网络药理学的分析方法对“盐敷方”进行了数据库层面的机制探究 根据 网络分析结果 可 知、等为关键靶点基因 患者血清及滑膜组织中的肿瘤坏死因子、白细胞介素因子、是评价药物治疗膝骨关节炎疗效的重要指标 研究表明、可激活机体产生炎症反应是参与 病程发展的关键炎症因子 可影响软骨细胞的生成与凋亡可分解代谢软骨组织导致关节软骨的破坏 不仅可以独立诱导软骨细胞炎性损伤还可刺激、等的产生激活炎症途径从而诱导炎症性疼痛 可加快生成 破坏软骨组织中 和 的平衡使细胞外基质结构失衡从而破坏关节软骨 环氧合酶 亦是炎症反应重要靶点通过将花生四烯酸转化为 从而诱导炎症 基质金属蛋白酶()可通过降解软骨基质中的胶原蛋白和蛋白多糖等成分而诱导软骨细胞发生凋亡坏死从而导 年第卷第期医学理论与实践致加重炎症反应 由此推测盐敷方可通过调控炎症因子、诱导软骨细胞的生成与凋亡等途径改善膝骨关节炎 分析发现盐敷方治疗膝骨关节炎主要涉及炎症反应、炎症反应的调节、细胞对脂质的反应等生物过程 滑膜炎症是膝骨关节炎重要病理表现之一盐敷方可通过参与炎症反应与炎症反应的调节改善滑膜组织炎症 在 的早期阶段就可以观察到脂质沉积在关节腔内 研究表明脂质与炎症反应息息相关 棕榈酸可通过/信号通路增加软骨细胞中 的表达促进炎症反应 抵抗素可通过/信号通路促进关节滑液中 和 的表达激活炎症反应 富集通路分析结果显示盐敷方治疗膝骨关节炎主要涉及 信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、类风湿关节炎信号通路、核因子 信号通路等、信号通路都是与 病程发展密切相关的炎症信号通路 研究表明 信号通路可通过诱导释放炎症因子提升中性粒细胞的趋化能力降低相关酶的活性引起炎症反应的加剧和关节软骨的破坏 同时 信号通路能够异常激活 途径中的炎症因子调控促炎性细胞因子、等的表达增强炎症反应加重关节软骨的损伤 信号通路中的 不仅可诱导产生大量炎症同时可以激活 信号通路诱导产生基质金属蛋白酶 从而加速软骨的破坏 由此推测盐敷方可通过调控多条炎症信号通路从而治疗膝骨关节炎综上所述通过网络药理学方法可得盐敷方治疗膝骨关节炎具有多靶点、多途径的特点可通过下调细胞因子表达、抑制炎症反应、减慢软骨降解退变来延缓 的发展 文章对盐敷方作用机制进行了数据库水平的分析为后续研究奠定了坚实的理论基础接下来我们将对盐敷方如何调控细胞因子表达及其更深层次的抗炎机制进行实验研究参考文献陈定家刘军.中医骨伤科临床诊疗指南膝痹病(膝骨关节炎).康复学报():.马东川.体外冲击波联合中药盐敷治疗膝关节骨关节炎临床研究.南宁:广西中医药大学.王迷娜刘璐赵洛鹏等.膝骨关节炎炎性因子及信号通路的研究进展.中国骨伤():.王若旭郭艳幸郭珈宜等.膝骨关节炎治疗的研究进展.世界最新医学信息文摘():.时宗庭.中医外治法干预膝骨关节炎临床研究及其对滑膜炎症免疫应答机制.北京:北京中医药大学.:.:.:.():.:.():.:.():.:.():.():.():.傅永升谭茗月王卫国等.中药调控膝骨关节炎相关信号通路的研究进展.中国实验方剂学杂志():.徐明奎林业武黄坚等.恒古骨伤愈合剂联合盐酸氨基葡萄糖治疗膝骨关节炎的临床研究.现代药物与临床():.().张峰刘庆春王春成.补肾活血汤对大鼠骨性关节炎 表达的影响.中华中医药学刊():.吕静崔宇炜张英.番茄红素对 诱导软骨细胞炎性损伤的抑制作用.中成药():.():.曾惠琼黄新民伍少霞等.膝骨关节炎与外周血、的相关性分析.风湿病与关节炎():.:.():.侯佳瑶张亚奇王小钢等.淫羊藿与附子治疗膝骨关节炎的网络药理学作用机制研究.重庆医学():./.():.(下转第 页)年第卷第期医学理论与实践 任燕燕彭丽丽刘贤明等.晚期肺癌炎症指数对晚期胃癌患者一线化疗后预后的影响/.热带医学杂志:/./.陈成毛帅李猛等.术前晚期肺癌炎症指数与结直肠癌预后关联分析.中华肿瘤防治杂志():.迪丽奴尔艾尔肯张华 阿布都沙塔尔卡地尔等.预后营养指数在胃癌肺转移患者预后中的意义及列线图预测模型的建立研究.中国全科医学 ():.中国抗癌协会淋巴瘤专业委员会中国医师协会肿瘤医师分会中国医疗保健国际交流促进会肿瘤内科分会.中国淋巴瘤治疗指南(年版).中华肿瘤杂志 ():.韩雪阳高瞻刘勇.术前全身炎症反应指数和纤维蛋白原在肾癌切除术后肿瘤预后的影响.临床泌尿外科杂志():.黄梅王诗雨郝正栋等.中性粒细胞胞外诱捕网()对血液系统疾病的免疫调节作用.细胞与分子免疫学杂志():.王冉毛锐郭浩越等.趋化因子 与肿瘤发生发展的研究进展.现代肿瘤医学():.姚倩张小慧胡耀嘉等.中性粒细胞胞外诱捕网在弥漫性大 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