溃疡性结肠炎(UC)作为一种慢性复发性炎症性肠病(IBD),其发病机制复杂,临床治疗仍面临巨大挑战。乌梅丸(Wumei Wan, WMW)是源自《伤寒论》的经典中药复方,历来用于治疗消化系统疾病,现代研究亦证实其对结肠炎具有良好疗效,然而其系统性作用机制尚不明确。一项发表于《Phytomedicine》的研究,以TCMSP数据库为核心驱动,巧妙融合系统药理学、UPLC-Q-TOF/MS成分定量分析、及体内动物实验验证,系统揭示了乌梅丸通过调控RAGE信号通路,从而抑制血管生成与炎症,发挥治疗溃疡性结肠炎作用的多靶点机制,为中医药现代化研究提供了又一典范。
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研究亮点:
1. TCMSP驱动靶点预测,奠定研究基石
本研究基于TCMSP数据库精准筛选乌梅丸活性成分与靶点,奠定了整个研究的可靠数据基础,确保了后续网络构建与机制预测的准确性。
2. 机制阐释深入,直击研究瓶颈
首次系统揭示乌梅丸治疗溃疡性结肠炎的核心机制在于调控AGE-RAGE信号通路,并深入探讨了其在抑制病理性血管生成这一溃疡性结肠炎关键病理环节中的作用。
3. 多技术融合,证据链完整
研究整合了TCMSP数据库挖掘、GEO数据库转录组分析、PPI网络构建、机器学习拓扑分析、关键成分定量分析(UPLC-Q-TOF/MS)以及DSS诱导的慢性结肠炎小鼠模型验证,形成了从计算预测到实验验证的完整证据链。
4. 发现关键活性成分群,突出抗血管生成新机制
明确鉴定出槲皮素(Quercetin)、山奈酚(Kaempferol)、木犀草素(Luteolin)、吴茱萸次碱(Rutaecarpine)、花旗松素(Taxifolin)等是乌梅丸作用于RAGE通路的关键活性成分,并进行了准确定量。突破传统抗炎视角,研究发现乌梅丸能显著下调一系列血管生成相关介质(如SPP1, SERPINE1, ICAM1, MMPs等),揭示了其通过抗血管生成治疗结肠炎的新机制。
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题目:
Wumei Wan attenuates angiogenesis and inflammation by modulating RAGE signaling pathway in IBD: Network pharmacology analysis and experimental evidence
研究思路梳理:
本研究采用“系统药理学预测- UPLC-Q-TOF/MS成分定量 - 体内动物模型验证”的系统策略,全面阐释乌梅丸治疗溃疡性结肠炎的作用物质基础与分子机制。
主要结果:
1.乌梅丸活性成分与潜在靶点筛选
从TCMSP及TCMID数据库中共筛选出104个乌梅丸活性成分(OB ≥ 30%, DL ≥ 0.18),对应251个潜在作用靶点,构建了“中药-成分-靶点”网络。
2.疾病靶点获取与核心靶点筛选
通过GEO数据库(GSE75214)获取827个溃疡性结肠炎差异表达基因,与药物靶点取交集后获得41个乌梅丸治疗溃疡性结肠炎的潜在靶点。进一步通过PPI网络拓扑分析,筛选出MMP9, CCL2, PTGS2, IL1B, CXCL8, MMP2, ICAM1, MMP1, SPP1, VCAM1, SERPINE1, PPARG, KDR 等13个核心靶点(Hub Targets)。
3.功能富集与通路分析锁定关键通路
GO与KEGG富集分析表明,这些靶点显著富集于细胞对LPS反应、白细胞迁移等生物过程,并主要集中在AGE-RAGE信号通路、TNF信号通路、IL-17信号通路等。其中,AGE-RAGE信号通路富集最显著,被确定为乌梅丸作用的关键通路。
4.构建“成分-靶点-通路”网络并定量分析关键成分
通过构建多维网络,预测出槲皮素、山奈酚、木犀草素、吴茱萸次碱、花旗松素等是作用于RAGE通路的关键成分。采用UPLC-Q-TOF/MS对WMW水煎液中这些成分进行准确定量,其中槲皮素含量最高(302.28 ng/g)。
5.体内实验验证乌梅丸疗效
在三周期DSS诱导的慢性结肠炎小鼠模型中,乌梅丸各剂量组(WMW-L, M, H)均能显著降低疾病活动指数(DAI)、改善结肠缩短、减轻组织病理损伤。
6.乌梅丸抑制炎症因子与血管生成介质表达
qPCR与ELISA结果显示,乌梅丸显著降低了结肠组织中Tnfα, Ifnγ, Il1α, Il1β等促炎因子的mRNA和蛋白水平,同时显著抑制了Spp1, Serpine1, Icam1, Mmp2, Mmp1, iNos2, Ptgs2等血管生成相关介质的mRNA表达。
7.乌梅丸抑制RAGE表达并保护肠道屏障
Western blot、免疫组化及免疫荧光结果显示,乌梅丸能有效抑制DSS引起的结肠组织RAGE蛋白表达上调,并减少NF-κB p65的磷酸化激活,同时增强紧密连接蛋白ZO-1的表达,从而保护肠道屏障完整性。
8.安全性评价
血清生化指标及心脏组织病理学分析表明,乌梅丸在治疗剂量下未对小鼠肝、肾、心功能及神经丝轻链(NEFL)产生明显毒性作用,具有良好的安全性。
点评:
本研究成功地将TCMSP数据库作为源头驱动力,贯穿于活性成分筛选、靶点预测、网络构建等关键环节,极大地提升了研究的效率与可靠性。通过计算预测与实验验证紧密结合的策略,不仅证实了乌梅丸治疗溃疡性结肠炎的良好疗效,更首次系统阐明了其通过调控RAGE信号通路—同时抑制炎症反应与病理性血管生成这一新颖的协同作用机制。研究精准定位了乌梅丸中的关键活性成分群,并从分子、细胞到动物整体水平提供了坚实的证据,为经典名方的现代化研究提供了可借鉴的范式。
未来研究可进一步聚焦于关键活性成分的体内过程、各成分间的协同作用关系,并探索乌梅丸在结肠炎相关癌变中的预防与干预潜力,为其临床精准应用开辟更广阔的前景。
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