





[摘要]目的基于網絡藥理學及動物實驗探討補氣益肺方治療慢性阻塞性肺疾?。–OPD)的作用機制。方法(1)通過TCMSP和Herb數據庫篩選補氣益肺方的活性成分及潛在靶點,采用DrugBank、GeneCards、OMIM數據庫檢索COPD疾病基因;繪制韋恩圖并獲取藥物-疾病共同靶點,借助 STRING數據庫和Cytoscape3.9.1軟件構建“成分-主要靶點-疾病”網絡圖以及蛋白質-蛋白質相互作用PPI網絡圖,并根據網絡關系篩選核心靶點,采用DVAID數據庫進行GO和KEGG富集分析,利用ADFRsuite1.0和AutoDockVina1.1.2軟件將度值排名前3的核心成分與核心靶點進行分子對接。(2)動物實驗驗證:按照隨機數字表法將40只SD大鼠分為對照組、模型組、桂龍咳喘寧組、補氣益肺方組,每組10只。除對照組外,其余各組采用煙熏加脂多糖氣管滴入方法構建COPD動物模型,于造模第13周的第1天開始藥物干預,干預結束后檢測各組大鼠的肺功能指標用力肺活量(FVC)、0.3s用力呼氣容積(FEV0.3)、0.3 s用力呼氣容積與用力肺活量的比值(FEV0.3/FVC)和呼氣峰值流速(PEF);HE染色觀察肺組織病理變化;ELISA法檢測血清腫瘤壞死因子-
、白細胞介素-6(IL-6)含量;Western blot法檢測肺組織中磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(p-PI3K)蛋白激酶B(Akt)和磷酸化蛋白激酶B( (p-Akt) 的蛋白表達量。結果網絡藥理學研究顯示,補氣益肺方治療COPD的關鍵活性成分為氨嗪-2-羧酸、山柰酚、槲皮素等,核心靶點有 Akt1、IL-6、TNF等。GO富集分析和KEGG 通路富集分析結果表明,補氣益肺方治療COPD與PI3K-Akt信號通路、AGE-RAGE信號通路、TNF信號通路等有關,其中,PI3K-Akt信號通路高度富集。分子對接結果顯示,補氣益肺方的關鍵活性成分氨嗪-2-羧酸、山柰酚、槲皮素與治療COPD的核心靶點Akt1、IL-6均有較好的結合活性。動物實驗結果顯示,與模型組相比,經補氣益肺方與桂龍咳喘寧治療后,大鼠肺功能指標明顯升高
;肺組織病理學特征顯著改善;炎癥指標TNF- σ?α?α?α?α 和IL-6水平明顯降低( Plt;0.05 )
-PI3K/PI3K和 p -Akv/Akt蛋白表達量明顯降低( Plt; 0.01)。與桂龍咳喘寧組相比,補氣益肺方組肺功能指標FVC值顯著上升( Plt;0.05 ,FEV0.3/FVC值明顯下降 Plt;0.05) ,FEV0.3和PEF值差異無統計學意義( P50.05) ;炎癥指標TNF- σ?α?α?α?α 和IL-6水平顯著降低( Plt;0.05 : p -PI3K/PI3K和p-Akt/Akt蛋白表達量差異無統計學意義 P50.05 )。結論補氣益肺方治療COPD具有多成分、多靶點、多通路的作用特點,可通過調控PI3K-Akt信號通路減輕炎癥反應,增強肺功能。
[關鍵詞]慢性阻塞性肺疾病;補氣益肺方;PI3K-Akt信號通路;炎癥反應;網絡藥理學;分子對接[中圖分類號]R285.5 [文獻標志碼]A [文章編號]doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2025.06.028
Mechanism of action of Buqi Yifei Formula in treating chronic obstructive pulmonary disease based on network pharmacology and animal experiments
HUA Hud', LIU Xiangguo2, XIA Qing',WU Baihe3, ZHU Jie2*
1.ColegeofodeHealhIdustryAnuSlianUnversityHefeiAnuooina;2ollgeftegaedine andWestern Medicine,Anhui University ofChinese Medicine,Hefei,Anhui 23ool2,China; 3.Zhongwei Traditional Chinese Medicine Hospital,Zhongwei, Ningxia 755ooo,China
[Abstract]Objective Toexplore themechanismof actionof BuqiYifeiFormula (BQYFF)in treatingchronicobstructive pulmonarydisease (COPD)basedonnetworkpharmacologyandanimal experiments.Methods (l)Theactiveingredientsandpotential targets of BQYFF were screened through TCMSPand Herb databases,andthe COPD disease genes were searched using DrugBank, GeneCards,andOMIM databases.Thena Venn diagram was drawnandthecommontargetsbetweenthedurg and disease were obtained.WiththehelpofSTRINGdatabaseandCytoscape3.9.1software,the\"component-majortarget-disease\"networkdiagram andPPI network diagramwereconstructed.Core targetswerescreeedaccording tonetworkrelationships,andGOandKEGG enrichmntanalysis wereconducted usingtheDVAIDdatabase.Thecorecomponents with thetop3degreevalues weresubjected tomoleculardockingwiththecoretargetsusingADFRSuite1OandAutoDockVina.12software.(2Animalexperimentverficatio Acording totherandomnumbertablemethod,40SDratsweredivided intoacontrolgroup,modelgroup,Guilong Kechuanning (GLKCN)group,andBQYFF group,with1Oratsineach group.Exceptfor thecontrol group,allother groups wereused to construct COPanimal modelsbysmoking andtracheal instilationof lpopolysaccarides.Drug intervention beganonthefistday ofthe13thweekofmodelingandaftertheintervention,thelungfunctionindicatorsincludingforcedvitalcapacity(FVford expiratoryvolumein0.3seconds(FEVO3),ratioofFEV03toFVC(FEV0.3/FVC),andpeakexpiratoryflow(PEF)wereexamined; HEstaining wasusedtoobservepathological changes inlung tisue;ELISAwasusedtodetectthelevelsofserumtumornecrosis factor-alpha (-α)andinterleukin-6(L-6);Westeblotwasusedtodetecttheproteinexpresionlevelsofphosphatidyliosiol 3-kinase (PI3K),phosphorylated phosphatidylinositol 3-kinase ( J -PI3K),proteinkinaseB (Akt),and phosphorylatedproteinkinaseB (p -Akt)andp-Aktinlung tisue.Results Network pharmacologystudies haveshownthatthekeyactive ingredientsof BQYFFin treatingCOPreiboylcciderol,reic.oegsdedktl,6c enrichmentanalysisandKEGG pathwayenrichmentanalysis indicatedthatthetreatmentofCOPDbyBQYFFwasrelatedtothe PI3K-Aktsignaling pathway,AGE-RAGEsignaling pathway,TNFsignaling pathway,etc.Among them,thePI3K-Akt signaling pathway washighlyenrichedThe moleculardockingresultsshowed thatthekeyactive ingredientsof BQYFF,suchasazine-2- carboxylicacidkaempferol,andquercetin,hadgodbindingactivitywiththeoretargetsAktlandIL-6fortreatingOPD. AnimalexperimentsdemonstratedthattreatmentwitheitherBQYFForGLKCNsignificantlyimprovedpulmonaryfunction parameters compared to the model group ( P? 0.05 );thelevels of TNF- αααα and IL-6 were significantly reduced(both Plt;0.05 );theprotein expression ratios of p-PI3K/PI3K and p-Akt/Akt showed no statistically significant diferences ( Pgt; 0.05). Conclusion BQYFF exerts itstherapeuticefectsonCOPthroughamultiomponentmulti-arget,andultipathwamechanismItcaneduceinflamation and enhance lung function by regulating the PI3K-Akt signaling pathway.
[Keywords]chronicobstructivepulmonarydisease; Buqi YifeiFormula;PI3K-Akt signaling pathway;inflammatoryreaction; network pharmacology;molecular docking
慢性阻塞性肺疾?。╟hronicobstructivepulmonarydisease,COPD)是一種以持續性氣流受限為主要特征的慢性呼吸系統疾病,其病理改變呈進行性發展,嚴重影響患者的生活質量和預后。流行病學研究表明,COPD的發病是多種因素共同作用的結果,包括長期吸煙、職業粉塵暴露、空氣污染等環境因素,以及遺傳易感性、反復呼吸道感染等內在因素。目前,臨床治療主要采用支氣管擴張劑、糖皮質激素等藥物對癥治療,雖能暫時緩解癥狀,但存在療效有限、不良反應明顯、醫療成本高等問題[3]
補氣益肺方是中醫藥大學第一附屬醫院經多年臨床實踐總結的特色院內制劑,又稱六味補氣方,由炙黃芪、生曬參、益智仁、玉竹、陳皮和肉桂6味中藥組成。該方以黃芪、生曬參為君藥,重在補氣固表;益智仁溫脾暖腎為臣藥,輔以玉竹滋陰潤燥,陳皮理氣化痰,肉桂溫通經脈,諸藥配伍共奏益氣固表、補脾益肺固腎之功效。臨床研究表明,補氣益肺方在COPD治療中顯示出獨特優勢:與單純使用布地奈德福莫特羅粉相比,補氣益肺方聯合治療能顯著改善患者臨床癥狀和肺功能指標;聯合常規抗炎平喘治療可顯著提高臨床有效率,并明顯降低外周血C反應蛋白水平。然而,其具體作用機制尚未完全闡明。基于此,本研究通過網絡藥理學、分子對接技術與動物實驗相結合的方法,探討補氣益肺方治療COPD的作用機制,為臨床應用開發提供理論基礎。
1材料與方法
1.1網絡藥理學與分子對接
1.1.1補氣益肺方活性成分篩選及潛在靶點預測分別以“炙黃芪、生曬參、玉竹、益智仁、陳皮、肉桂\"為檢索詞在 TCMSP 數據庫(https://tcmspw.com/tcmsp.php)Herb數據庫 (http:/herb.ac.cn/) 進行檢索,獲取各單味藥的相關活性成分。將檢索后得到的活性成分通過SwissADME平臺預測,同時滿足腸胃吸收“High”類藥五原則中有 ?3 個“Yes”,且口服生物利用度(oral bioavailability,OB) ?30% 及類藥性(drug-likeness, DL)≥0.18 的化合物納入活性成分范疇
將上述活性成分輸人SwissTargetPrediction數據庫(http://www.swisstargetprediction.ch/),設定生物種類為\"Homosapiens\",條件設為\"Probability ?0.12′′ ,檢索得到其對應的藥物靶點數據集。
1.1.2藥物-疾病靶點預測利用DrugBank數據庫(https://www.Drugbank.ca/)、Gene Cards數據庫(http://www.genecards.org/)OMIM數據庫(http://www.Omim.org/),以“chronic obstructive pulmonary disease”為關鍵詞,檢索得到COPD的作用靶點,利用Venny2.1.0平臺將補氣益肺方活性成分靶點與COPD靶點取交集,從而獲得補氣益肺方治療COPD的潛在靶點。
1.1.3蛋白質-蛋白質相互作用(protein-protein inter-action,PPI)網絡圖構建及核心靶點基因的篩選將補氣益肺方活性成分與COPD的交集靶點導人STRING數據庫(https://string-db.org/),將物種選定為“Homosapiens”。選取置信度 gt;0.40 的數據,下載TSV格式后導人Cytoscape3.9.1軟件中,構建PPI網絡,篩選補氣益肺方治療COPD的核心靶點。
1.1.4“藥物-成分-靶點-疾病\"網絡的構建將藥物、活性成分、靶點基因及疾病導入Cytoscape3.9.1軟件,利用Cytoscape軟件中的Network Analyzer工具計算網絡的拓撲學性質,經調整得到“藥物-成分-靶點-疾病\"網絡調控關系圖。
1.1.5GO 功能及KEGG通路富集分析利用Metas-cape數據庫(http://metascape.org/)對補氣益肺方治療COPD的潛在靶點進行GO和KEGG富集分析,設定閾值 Plt;0.05 ,篩選排名靠前的條目,采用微生信平臺以及Cytoscape3.9.1軟件將結果可視化
1.1.6分子對接將度值排名前三的核心靶點與其對應化學成分進行分子對接。首先,從PDB數據庫(https://www.rcsb.org/)中下載核心靶點蛋白的三維結構,使用PyMo2.5.5對蛋白結構進行預處理,其次,從PubChem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)中獲取小分子化合物的三維結構,并在MMFF94力場下進行了能量最小化預處理。再次,利用ADFRsuite1.0工具,將處理好的小分子和受體蛋白轉換為AutoDockVina1.1.2所需的PDBQT格式。最后,設置對接參數,并使用PyMol2.5.5進行可視化分析。
1.2 動物實驗
1.2.1動物SPF級雄性SD大鼠40只,體質量(
) g ,購于江蘇華創信諾醫藥科技有限公司,生產許可證號為SCXK(蘇)2020-0009,質量合格證號為210726240103333316。大鼠在SPF級環境中適應性喂養1周,溫度 18~23°C ,明暗周期為 12/12h 自由進食飲水。動物實驗通過中醫藥大學倫理委員會審核通過(2023019)。
1.2.2藥物補氣益肺方(炙黃芪 15g 生曬參 10g 玉竹 10g 益智仁 6g 、陳皮 6g 、肉桂 3g? 購于中醫藥大學第一附屬醫院,以上6味中藥除生曬參外均置于容器中加水浸泡 60min ,煮兩次后過濾合并藥液,共煮 90min ,生曬參同法另煎,每次煮 30min 置于水浴上濃縮至 1.06g/mL 備用。桂龍咳喘寧購于廣西泰諾制藥有限公司,批號:Z20050558,制成混懸液 0.82g/mL 備用。
1.2.3主要試劑雄獅牌香煙(浙江中煙工業有限責任公司,貨號:6901028120616);脂多糖(lipopo lysaccharide,LPS)(Biosharp生物科技公司,貨號:L-2880);HE 染液(北京索寶來公司,貨號: G1100-500mL ;大鼠腫瘤壞死因子- αααα (tumor necrosis factor- αααα TNF- ??αα )、白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)ELISA檢測試劑盒(武漢基因美科技有限公司,貨號: JYM0635Ra 、JYM0646Ra);兔抗大鼠一抗磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol3-kinase,PI3K)磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(phosphorylated phosphatidylinositol3-kinase,p-PI3K)蛋白激酶B(protein kinaseB,Akt)和磷酸化蛋白激酶B(phos phorylatedproteinkinase B, p-Akt )(武漢三鷹生物技術有限公司,貨號 :60225-1-Ig?67644-1-Ig?10176-2-AP.66444- 1-Ig ) β -actin抗體、山羊抗小鼠IgG(英國Abcam公司,貨號:ab7817、ab150115)。
1.2.4主要儀器石蠟切片機(北京精誠華泰儀表有限公司,型號:YD-HM-2235III);組織包埋機(金華市華速科技有限公司,型號:ES-500);動物肺功能儀(廣源達科技發展有限公司,型號:FlexiVent);酶標儀(杭州奧盛儀器有限公司,型號:AMR-100);高速冷凍離心機(賽默飛科技中國有限公司,型號:SorvallMST8);光學顯微鏡(德國Leica公司,型號:DMi8);Image-proplus6.0專業圖像分析系統(Me-diaCybernetics,型號:Image-Pro Plus 6.0)。
1.2.5動物分組及模型制備將大鼠按隨機數字表法分為對照組、模型組、桂龍咳喘寧組和補氣益肺方組,每組10只。在前期實驗和相關文獻查閱的基礎上-,除對照組外,其余30只大鼠采用氣管滴入LPS聯合煙熏法制備COPD動物模型,造模周期12周。造模成功后,對照組和模型組灌服生理鹽水(2號 [10mL/(kg?d)] ,桂龍咳喘寧組灌服桂龍咳喘寧混懸液 0.82g/(kg?d)] ,補氣益肺方組灌服補氣益肺方混懸液 1.06g/(kg?d)] ,于造模第13周的第1天開始藥物干預,每天2次,療程為12周。
1.2.6肺功能測定將大鼠置于FlexiVent肺功能測定裝置中,連接大鼠氣管與測定系統的管道。記錄系統中用力肺活量(forcedvitalcapacity,FVC)、0.3s用力呼氣容積(forced expiratoryvolume in 0.3seconds,FEV0.3)0.3s用力呼氣容積與用力肺活量的比值(ratio of forced expiratory volume in 0.3seconds to forced vital capacity,FEVO.3/FVC)和呼氣峰值流速(peak expiratory flow,PEF)值。
1.2.7HE 染色觀察肺組織病理學變化取大鼠肺組織,在 4% 多聚甲醛中固定后,梯度乙醇脫水,二甲苯透明、浸蠟、包埋、切片、HE染色、封片,光學顯微鏡觀察各組大鼠肺組織病理學變化。
1.2.8ELISA 法檢測血清中TNF- σ?α?α IL-6水平腹主動脈取血,離心取血清,ELISA法檢測血清中TNF-αλIL-6 水平。
1.2.9Western blot法檢測肺組織中
、Akt和
的蛋白表達量稱量肺組織 50mg 置于 2mL 研磨管中,按照1:10的質量體積比例,加入RIPA裂解液研磨,
(半徑 8.6cm? ,離心5min ,取 1mL 上清液并加入緩沖液,加熱
冷卻后置于 -80°C 冰箱中保存備用。在使用前,將樣本從冰箱中取出,并在 100°C 下加熱 6min ,然后制備凝膠、電泳、轉膜、封閉、洗滌、放入一抗中孵育、洗滌、放入二抗中孵育、洗滌、成像。
1.2.10統計學方法采用SPSS26.0軟件進行統計分析,所有實驗均獨立重復3次或6次。符合正態分布的計量數據用“
”表示,3組及以上數據組間差異評估采用單因素方差分析(One-wayANOVA)Plt;0.05 表示差異有統計學意義。
2結果
2.1網絡藥理學與分子對接結果
2.1.1補氣益肺方活性成分篩選及潛在靶點預測結果通過TCMSP數據庫和Herb數據庫共收集得到補氣益肺方的化學成分146個,其中炙黃芪27個、生曬參25個、益智仁24個、玉竹15個、陳皮15個、肉桂40個。經過化學成分與潛在靶點的對應分析,補氣益肺方被確定含有119個有效化學成分(OB值最高的前20個見表1),有效化學成分對應1178個潛在靶點。利用UniProt數據庫標準化后,合并去重,最終得到388個基因靶點。
2.1.2活性成分-疾病靶點篩選結果利用Gene-Cards、DrugBank和OMIM數據庫檢索疾病靶點,并針對COPD進行深入檢索。在合并去重后,共檢索出COPD靶點1357個。將COPD靶點與補氣益肺方的成分靶點通過繪制韋恩圖,篩選到共有的交集靶點116個。詳見圖1。
2.1.3“成分-主要靶點-疾病\"網絡將上述藥物主要靶點及疾病導人Cytoscape3.9.0中進行可視化處理,成功構建\"成分-主要靶點-疾病\"網絡圖,如圖2所示。在該網絡圖中共有766個節點和4461條邊,每個藥物成分都與多個主要靶點相連,而這些靶點又進一步與COPD相關聯,表明藥物通過多成分、多靶點作用于疾病。其中度值排名前6的節點所對應的化學成分分別為ZHQ17、ZHQ13、YZ7,這3種成分作用靶點數量較多,它們可能是藥物中主要藥理活性成分,在補氣益肺方治療COPD中起關鍵作用。
表1核心有效化學成分


2.1.4PPI網絡圖構建及關鍵靶點篩選將116個共同靶點輸入STRING數據庫中進行深入分析,并據此生成PPI網絡圖,見圖3。PPI網絡中,共有116個節點和1640條邊,其中度值排名前5的節點為IL-6、TNF、Akt1、表皮生長因子受體(epidermal growthfactor receptor,EGFR)和肉瘤基因(sarcoma gene,SRC),它們與其他節點的聯系非常緊密。這5個基因靶點可能是治療COPD的關鍵所在。藥物在發揮治療作用時,其機制很可能與這5個基因的表達和調控密切相關。
2.1.5補氣益肺片治療COPD交集靶點的GO分析結果GO富集分析結果顯示,共得到1882條GO富集條目,其中生物過程2072條,細胞組分79條,分子功能156條。補氣益肺方與COPD交集靶點基因的生物過程主要集中在MAPK級聯正調控、正向調節轉移酶活性等;細胞組分主要集中在膜筏、膜微區、囊泡腔等;分子功能主要集中在蛋白激酶活性、內肽酶活性等。詳見圖4。
2.1.6KEGG代謝通路富集分析KEGG通路富集分析顯示,本研究共得到了152條信號通路。根據 P 值選取前20條最為顯著的通路,通過繪制氣泡圖的方式進行可視化展示,如圖5所示,補氣益肺方與COPD交集靶點基因的信號通路主要涉及PI3K-Akt信號通路、AGE-RAGE信號通路、TNF信號通路等,其中,PI3K-Akt信號通路顯著富集。
2.1.7分子對接將度值排名前3的核心成分氨嗪-2-羧酸、山柰酚、槲皮素與核心靶點Akt1、IL-6進行分子對接。將對接結果進行模型可視化展示,得到氨嗪-2-羧酸、山柰酚、槲皮素與核心靶點Akt1、IL-6的結合模式圖,發現二者能夠形成氫鍵、疏水等多種相互作用,可以有效促進蛋白與小分子形成穩定的復合物,且與靶點具有較強的相關性,詳見圖6。



2.2 動物實驗結果
2.2.1肺功能測定與對照組相比,模型組肺功能指標FVC、FEV0.3、FEVO.3/FVC以及PEF值明顯降低(Plt;0.01) ;與模型組相比,補氣益肺方和桂龍咳喘寧組肺功能指標FVC、FEV0.3FEV0.3/FVC以及PEF值顯著上升 (Plt;0.01) ;與桂龍咳喘寧組相比,補氣益肺方組肺功能指標FVC值顯著上升 (Plt;0.05) ,FEV0.3/FVC值明顯下降( Plt;0.05) ,FEV0.3和PEF值差異無統計學意義 (Pgt;0.05) 。詳見表2。
2.2.2肺組織病理學變化對照組大鼠各級支氣管以及細支氣管壁結構完整,肺血管壁無增生,肺泡組織大小形態正常。模型組大鼠各級支氣管黏膜纖毛柱狀上皮結構破壞,纖毛脫落,存在大量炎癥細胞浸潤,肺血管壁出現明顯增生,肺泡間隔斷裂,融合成較大的囊腔。補氣益肺方和桂龍咳喘寧組上述病理學均有不同程度的改善,但肺血管壁仍可見少許增厚。詳見圖7。
2.2.3血清中TNF- ???α,IL-6 水平與對照組相比,模型組炎癥指標TNF- α 和IL-6水平明顯升高( Plt; 0.01);與模型組相比,補氣益肺方和桂龍咳喘寧組TNF- σ?α?α?α?α 和IL-6水平顯著降低 (Plt;0.05) ;與桂龍咳喘寧組相比,補氣益肺方組TNF- σ?α?α 和IL-6水平顯著降低 (Plt;0.05) ,詳見表3。
2.2.4肺組織中 PI3K.p-PI3K.Akt.p-Akt 蛋白表達量與對照組相比,模型組p-PI3K/PI3K 和p- "A k t/A""k t蛋白表達量的比值明顯升高 (Plt;0.01) ;與模型組相比,補氣益肺方和桂龍咳喘寧組 p -PI3K/PI3K和p-Akt/Akt蛋白表達量的比值顯著降低 (Plt;0.01) ;與桂龍咳喘寧組相比,補氣益肺方組
-PI3K/PI3K和p-Akt/Akt蛋白表達量差異無統計學意義 (Pgt;0.05) 。詳見表4、圖8。


Fig.6Docking diagram of key active ingredients and core targetsin Chinese medicines注:A.AKT1與氨嗪-2-羧酸相互作用圖;B.AKT1與山柰酚相互作用圖;C.AKT1與槲皮素相互作用圖;D.IL-6與氨嗪-2-羧酸相互作用圖;E.IL-6與山柰酚相互作用圖;F.IL-6與槲皮素相互作用圖。



3討論
中醫學中并無COPD的病名,根據其臨床特征,歷代醫家認為其屬于“喘病\"“肺脹\"等范疇。COPD以肺氣虛為主,漸及脾腎;久病則痰癡互結,形成虛實夾雜的復雜病機。補氣益肺方具有益氣固表、補脾益肺固腎作用。前期研究表明,補氣益肺方可通過調控活性氧(reactive oxygen species,ROS)/NOD 樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3(NOD-likereceptor"familypyrin domain containing 3, NLRP3)/Cas-pase-1信號通路,抑制細胞焦亡;也可通過調節Th1/Th2類細胞平衡,增加免疫功能;或通過上調SIRT-1表達,下調 NF-κB 和 p53 蛋白表達,抑制衰老相關分泌表型,從而改善大鼠肺功能,延緩COPD的進展[8]
表4各組大鼠肺組織 p -PI3K和 p-Akt 蛋白表達量比較
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本研究鑒定出補氣益肺方包含槲皮素、氨嗪-2-羧酸和山柰酚等主要活性成分,既往研究表明,這些成分均具有顯著的肺保護作用[0-1]。其中,槲皮素不僅能改善COPD模型小鼠肺組織病理變化,還可通過抑制炎癥因子和氧化介質的釋放減輕肺部損傷[12]。氨嗪-2-羧酸則通過非TNF- σ?α?α?α?α 依賴機制調控TLR信號通路,促進巨噬細胞向抗炎表型轉化,從而緩解LPS誘導的炎癥反應[3。而山柰酚及其衍生物對多種呼吸系統疾病均具有治療價值,特別是通過調控PI3K-Akt信號通路降低炎癥反應、改善肺功能[4-15]。這些發現共同證實了補氣益肺方多組分協同發揮肺保護作用的藥效基礎。
PPI結果揭示,補氣益肺方治療COPD的核心靶點涉及IL-6、Akt1、TNF、EGFR和SRC等關鍵分子。其中,IL-6是COPD氣道炎癥中的重要促炎因子,可通過激活酪氨酸激酶1(Januskinase1,JAK1)/信號轉導因子和轉錄激活因子3(signaltransducer andactivatoroftranscription3,STAT3)信號通路促進氣道炎癥和重塑[;Akt1作為細胞調控的關鍵激酶,其磷酸化抑制可顯著改善肺纖維化和炎癥[7-18];TNF-∝ 則可通過TNF- -α/NF-κB 和TNF- ??αΓ∝10-4Γ??!?0-4Γ?Γ /TNFR1/RIPKs雙重通路驅動COPD炎癥進程[1]。分子對接分析證實,槲皮素、氨嗪-2-羧酸和山柰酚與IL-6、Akt1靶點具有強結合親和力。進一步的GO和KEGG通路富集分析表明,補氣益肺方可能通過調控PI3K-Akt、AGE-RAGE和TNF信號通路發揮治療作用,其中,PI3K-Akt信號通路顯著富集。
PI3K-Akt信號通路作為調控細胞存活、增殖、代謝等生命活動的核心通路[2,在COPD的發病機制中扮演著關鍵角色。研究表明,該通路的異常激活可促進炎癥反應、細胞凋亡和氧化應激,而靶向抑制PI3K-Akt信號通路能有效緩解COPD的病理進程2]。例如,清肺化痰湯聯合地塞米松通過調控PI3K-Akt信號通路上調HDAC2,顯著改善COPD模型大鼠的肺功能[22;補肺納神丸通過抑制PI3K-Akt信號通路,減輕肺組織損傷和炎癥反應[23;銀杏葉提取物則通過PI3K-Akt-mTOR途徑調控巨噬細胞自噬發揮COPD防治作用[24]。
本研究結果表明,補氣益肺方可顯著改善COPD大鼠的肺功能參數,包括提高FVC、FEVO.3、FEV0.3/FVC比值和PEF值,同時減輕肺組織病理損傷并降低血清TNF- σ?α?α?α?α 和IL-6水平。Westernblot分析顯示,模型組p-PI3K/PI3K和 p-Akt/Akt 比值較對照組顯著升高,而補氣益肺方干預后該比值明顯降低。這些結果提示,補氣益肺方可能通過下調PI3K-Akt信號通路的過度活化,抑制炎癥反應,進而改善COPD大鼠的肺功能和組織病理學改變。這一發現為闡明補氣益肺方治療COPD的分子機制提供了重要實驗依據。
綜上,本研究采用網絡藥理學、分子對接技術和動物實驗評估了補氣益肺方對COPD的治療效果并探討了相關機制。結果表明,補氣益肺方可通過調控PI3K-Akt信號通路,減輕炎癥反應,改善肺功能和組織病理損傷。這些發現不僅為補氣益肺方臨床應用提供了科學依據,也為COPD治療新策略開辟了途徑,展現了中藥復方在慢性氣道疾病治療中的獨特優勢和應用前景。
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(本文編輯蘇維)