中科院1区: 北中医等结合网药,RNA-seq和代谢组学揭示升麻-土茯苓对治疗银屑病的机制

【写在前面】：本期推荐的是由北京中医药大学、首都医科大学北京中医医院-北京中医学院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF7.9）的一篇文章，揭示结合网药,RNA-seq和代谢组学揭示升麻-土茯苓对治疗银屑病的机制。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Combining network pharmacology, RNA-seq, and metabolomics strategies to reveal the mechanism of Cimicifugae Rhizoma - Smilax glabra Roxb herb pair for the treatment of psoriasis

背景

银屑病是一种常见的慢性炎症性皮肤病，其特征是免疫细胞浸润和角质形成细胞异常增殖。升麻解毒汤的主要成分升麻-土茯苓对治疗银屑病疗效显著。然而，这一机制尚待破解。

目的

探讨CS治疗银屑病的作用机制。

方法

使用咪喹莫特诱导的银屑病样病变小鼠模型来鉴定CS的靶点和分子机制。采用网络药理学结合RNA-seq策略预测CS治疗银屑病的靶点和机制。代谢组学方法用于证明CS治疗银屑病的复杂性。最后，基于多组学结果构建了复合反应酶基因网络，以阐明潜在的联系。

结果

CS草药对可显著改善银屑病病变，减少炎症细胞浸润和角质形成细胞增殖。网络药理学预测TNF、JNK、IL-6和IL-1β可能是潜在的靶点。RNA-seq数据显示，CS可以显著调节与Th17反应相关的基因和信号通路，如IL-36、IL-1β、CCl2、CXCL16、角蛋白14、角蛋白5、抗菌肽S100A8和S100A9以及MAPK、mTOR和其他信号通路。进一步的实验数据证实，CS治疗显著降低了炎症细胞因子和因子的表达，如CCL2、CCL7、IL1F6、IL-17、IL-23、IL-1β、TNF-α和IL-6，并抑制p38和ERK1/2的磷酸化。这表明CS通过抑制MAPK信号通路发挥其治疗作用。此外，代谢组学分析表明，CS治疗改善了七种代谢途径，包括苯丙氨酸、酪氨酸、丙酮酸代谢、肉碱代谢等。四种关键代谢产物（L-精氨酸、L-苯丙氨酸、L-肉碱、O-乙酰肉毒碱）和九种差异基因（CMA1、PCBD2、TPSAB1、TPSB2等）被鉴定为影响氨基酸代谢、肉毒碱代谢和其他导致银屑病病变中Th17细胞浸润的途径。

结论

CS可通过减少MAPK途径介导的细胞因子和趋化因子的表达，改善体内氨基酸和肉碱代谢，从而减轻IMQ诱导的银屑病样皮炎。我们的研究首次证明了CS治疗银屑病的复杂机制，为从多角度阐明中药治疗银屑病的药理作用提供了新的范式。

图文摘要

【前言】

中医药作为一种补充和替代药物，在治疗银屑病方面有着悠久的历史。它具有起效快、成本低、可预防复发等优点。中草药药对（两种草药的组合）是中药处方中最基本的组成单元，在中医学中具有特殊的治疗和临床意义。升麻-土茯苓药对CS来源于明代《外科正宗》收载的升麻解毒汤，对牛皮癣有很好的治疗作用。然而，关于CS的研究很少，其机制仍有待破解。

银屑病的发展是复杂的，涉及局部病变以及各种免疫细胞，包括先天和后天免疫细胞，如辅助T细胞、树突状细胞、巨噬细胞、肥大细胞等。IL-23/Th17轴在银屑病的发病机制中起着重要作用。在本研究中，我们首次通过多组学技术探讨了CS对IMQ诱导的银屑病小鼠模型的影响，所有这些都可以通过调节IL-23/Th17轴来实现。

【结果部分】

1.CS药对的LC-MS/MS分析。

2.CS治疗可改善IMQ诱导的银屑病样皮肤病变。

3.CS抑制炎症细胞浸润。

4.CS抑制角质形成细胞的异常增殖和分化。

5.网络药理学揭示CS治疗银屑病的机制。

6.CS调节银屑病相关基因的表达via RNA-Seq analyses。

7.CS对IMQ诱导的银屑病样病变中关键基因表达和MAPK通路蛋白的影响。

8.代谢谱。

9.关键代谢产物和基因的复合反应酶基因网络。

【结论与讨论】

总之，本研究验证了CS治疗银屑病的疗效，并探讨了其机制。我们结合网络药理学、RNA-seq、代谢组学和实验验证，证明CS可以减轻IMQ诱导的银屑病样皮炎，并调节Th17相关基因如白细胞介素、趋化因子和角蛋白的表达。此外，CS还可以改善体内氨基酸和肉毒碱的代谢。IL-23/Th17轴和MAPK信号通路可能是CS治疗中不可或缺的靶点。由于中药汤剂的复杂性，尚未研究配方中每种化合物的配伍关系和治疗效果。需要进行更多的研究来验证我们研究中确定的潜在目标。总的来说，我们的工作发现了CS减少银屑病引起的炎症反应的新机制，表明了其治疗潜力。

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