關(guān)宏煒+徐麗君+董慧

[摘要] 中藥現(xiàn)代化研究逐步成為世界性的潮流。反向?qū)蛹夹g(shù)也逐步成為中藥現(xiàn)代化研究的有利工具，將一個(gè)小分子藥物對(duì)接在一組臨床相關(guān)大分子靶標(biāo)的潛在結(jié)合腔中，通過(guò)對(duì)結(jié)合特征的詳細(xì)分析，根據(jù)結(jié)合緊密程度對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行排名，從而潛在地鑒定可能與其作用機(jī)制或副作用相關(guān)藥物的新分子靶標(biāo)。近年來(lái)，為了探索中藥的作用機(jī)制、篩選中藥有效成分以及尋找藥物作用于疾病的靶點(diǎn)，反向分子對(duì)接技術(shù)被廣泛運(yùn)用并取得了矚目的成績(jī)。該研究通過(guò)文獻(xiàn)綜述，總結(jié)反向分子對(duì)接技術(shù)應(yīng)用于中藥作用靶點(diǎn)、有效成分篩選及中藥潛在作用機(jī)制探索的情況，為中藥臨床研究及新藥研發(fā)提供更多的理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 中藥； 反向分子對(duì)接； 對(duì)接軟件； 數(shù)據(jù)庫(kù)

[Abstract] Traditional Chinese medicine（TCM） modernization has gradually become a worldwide trend. Reverse docking technology has also gradually become a useful tool for TCM modernization. It involves docking a small-molecule drug in the potential binding cavities of a set of clinically relevant macromolecular targets. Detailed analysis of the binding characteristics was used for the ranking of the targets according to the tightness of binding. This process can be used to potentially identify the novel molecular targets for the drug which may be relevant to its mechanism of action or side effect.In order to explore the action mechanism， screen the active ingredients and seek the treating target of TCM， reverse molecular docking technology has been widely used and has achieved remarkable results in recent years. In this review， we summarized the application of reverse molecular docking technology in the target seeking， active ingredients screening and potential mechanism exploration of TCM， which may provide more scientific basis for the clinical research and development of new herbal drugs.

[Key words] traditional Chinese medicine； reverse molecular docking； docking software； database

目前，藥物研發(fā)處于瓶頸時(shí)期，使用傳統(tǒng)的“多個(gè)配體-單靶點(diǎn)”[1]的研發(fā)方法使得藥物創(chuàng)新變得困難，發(fā)現(xiàn)一個(gè)新分子實(shí)體并應(yīng)用于市場(chǎng)的成本超過(guò)20億美元[1]，然而回報(bào)率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于投資成本且耗時(shí)。“多個(gè)靶點(diǎn)-單配體”研究策略即反向分子對(duì)接技術(shù)有效的解決了這些難題，并成為藥物重新定位的有利工具，尤其是在中藥相關(guān)靶點(diǎn)篩選方面應(yīng)用廣泛。

中藥治療疾病的有效性有目共睹，且副作用小，但中藥發(fā)揮治療作用的成分及作用于疾病的相關(guān)靶點(diǎn)與作用機(jī)制仍然不明確。如何尋找中藥治療疾病的相關(guān)靶點(diǎn)，如何找到中藥治療疾病的有效成分，如何預(yù)測(cè)中藥潛在的作用機(jī)制，是科研人員面臨的亟待解決的難題。反向分子對(duì)接技術(shù)[2]是基于分子對(duì)接技術(shù)之上，是分子對(duì)接技術(shù)的逆向思考，它以小分子或者化合物作為探針，在具有三維結(jié)構(gòu)的靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行對(duì)接，通過(guò)空間匹配和計(jì)算小分子與靶點(diǎn)之間的能量，對(duì)小分子化合物作用靶點(diǎn)進(jìn)行篩選，從而預(yù)測(cè)藥物作用的潛在靶點(diǎn)。反向分子對(duì)接技術(shù)基于“鎖鑰匙模型”[3]，在一組與臨床相關(guān)的大分子靶標(biāo)結(jié)合腔中插入小分子藥物配體，根據(jù)結(jié)合緊密程度對(duì)靶標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行排名。反向?qū)右运幬镄》肿踊蛘呋衔镒鳛樘结槪谝阎陌悬c(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)里面搜索可能與之結(jié)合的生物靶點(diǎn)大分子，通過(guò)空間和能量匹配相互識(shí)別形成復(fù)合物，鑒定藥物潛在的作用機(jī)制以及副作用或者配體的分子靶標(biāo)?，F(xiàn)將反向分子對(duì)接技術(shù)及其在中藥作用靶點(diǎn)、中藥有效成分篩選及中藥潛在作用機(jī)制預(yù)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展予以綜述。

1 反向分子對(duì)接有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)介紹

反向分子對(duì)接技術(shù)需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索相應(yīng)的小分子及生物大分子的分子結(jié)構(gòu)。搜索相關(guān)文獻(xiàn)，得知小分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)包括[4-6]：中藥小分子數(shù)據(jù)庫(kù)（TCM Database@Taiwan，CNPD，CHCD，CHDD，BPCD，TCM-ID，TCM-PCD，CHMIS-C，GPNDBTM，CEMTDD，CVDHD，Chem-TCM）及其他小分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（PubChem，ZINC，DrugBank，NIH Chemical Genomics Center Pharmaceutical Collection，World Drug Index，ChEMBL數(shù)據(jù)庫(kù)）等。其中TCM Database@Taiwan[7]可在http：//tcm.cmu.edu.tw/中搜索獲得，TCM-PCD獲取的地址是http：//pharminfo.zju.edu.cn/ptd；CHMIS-C可以通過(guò)http：//sw16. im.Med.umich.edu/chmis-c/獲?。籔ubChem[8]通過(guò) https：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov獲得，是2004年發(fā)布的化學(xué)物質(zhì)及其生物活性信息的公共存儲(chǔ)庫(kù)。endprint

疾病相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)[4] PDTD，PDB，TTD，BindingDB，KiBank，AffinDB，MMDB，TargetBank，sc-PDB，PDBbind，RELIBASE等。其中數(shù)據(jù)庫(kù)PDTD[9]（蛋白質(zhì)藥物靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)）具有已知3D結(jié)構(gòu)的藥物靶點(diǎn)，可在http：//www.dddc.ac.cn/pdtd/上在線(xiàn)獲取；PDB[10]（蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)）包含7萬(wàn)多個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，該數(shù)據(jù)庫(kù)可在http：//www.rcsb.org/pdb/訪(fǎng)問(wèn)；TTD[11]（治療靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)）可在http： //bidd.nus.edu.sg/group/cjttd /TTD.asp訪(fǎng)問(wèn)。

2 反向分子對(duì)接技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程及其相關(guān)軟件簡(jiǎn)介

2.1 對(duì)接軟件INVDOCK

對(duì)接軟件是分子反向?qū)又斜夭豢缮俚囊徊糠郑卓罘聪驅(qū)榆浖蘒NVDOCK，可自動(dòng)鑒別小分子蛋白質(zhì)和核苷酸靶點(diǎn)。此軟件主要用來(lái)預(yù)測(cè)藥物的潛在毒性和副作用，提供藥物的可能治療靶點(diǎn)，以及檢測(cè)在中草藥和配方中一組分子的協(xié)同作用。因操作過(guò)程相對(duì)繁瑣，很少作為對(duì)接軟件的首選。

2.2 對(duì)接軟件TarfisDock

在INVDOCK基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)出一款比較簡(jiǎn)快捷的軟件TarfisDock[12]，它是中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所蔣華良課題組開(kāi)發(fā)的藥物靶點(diǎn)預(yù)測(cè)的免費(fèi)公共平臺(tái)。通過(guò)搜索數(shù)據(jù)庫(kù)PDTD，在數(shù)小時(shí)的時(shí)間里就可以找到小分子作用靶點(diǎn)，可在http：//www.dddc.ac.cn/tarfisdock/搜索。然而，Tarfis Dock仍然有一定的局限性[12]：蛋白質(zhì)條目不足以覆蓋疾病相關(guān)基因組的所有蛋白質(zhì)信息，反向?qū)拥脑u(píng)分功能不夠準(zhǔn)確。

2.3 對(duì)接軟件 PharmMapper

繼TarfisDock之后，一款免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器PharmMapper[13]問(wèn)世，是基于TargetBank，DrugBank，BindingDB，PDTD四大數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行靶點(diǎn)的搜索，可以在http：//lilab.ecust.edu.cn/pharmmapper/上免費(fèi)獲得。但是PharmMapper仍然存在一定局限性：藥效團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)僅包括具有共結(jié)晶配體的PDB結(jié)構(gòu)的藥物靶標(biāo)。

2.4 對(duì)接軟件ReverseScreen3D

ReverseScreen3D[14]由英國(guó)麗茲大學(xué)Jackson RM課題組研發(fā)，ReverseScreen3D可以在http//www.modelling.leeds上免費(fèi)獲得。主要限制是人類(lèi)基因組以及其他與疾病有關(guān)基因組的結(jié)構(gòu)覆蓋率差。

2.5 對(duì)接軟件idTarget

idTarget[15]是一款在線(xiàn)免費(fèi)服務(wù)器，用于識(shí)別化學(xué)小分子的生物分子靶標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，具有強(qiáng)大的評(píng)分功能，可以在http：//idtarget.rcas.sinica.edu.tw免費(fèi)獲得；此軟件已經(jīng)成功應(yīng)用于蛋白激酶抑制劑和他汀類(lèi)藥物靶點(diǎn)的預(yù)測(cè)[16-17]。

2.6 對(duì)接軟件AutoDock

AutoDock[18]由Scripps研究所的Olson實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)與維護(hù)，運(yùn)用拉馬克遺傳算法來(lái)計(jì)算配體與受體之間最佳的結(jié)合狀態(tài)[19]；AutoDock軟件由 AutoGrid 和 AutoDock 2個(gè)程序組成，還具備分子可視化輔助對(duì)接軟件AutoDock Tools（ADT）程序[20]，在http：//autodock.scripps.edu/上直接下載即可安裝。

3 反向分子對(duì)接技術(shù)在中藥靶點(diǎn)預(yù)測(cè)、有效成分篩選及毒副作用機(jī)制等方面的研究

關(guān)于中藥潛在靶點(diǎn)預(yù)測(cè)的文獻(xiàn)報(bào)道層出不窮，中藥成分的復(fù)雜性致使其作用靶點(diǎn)的多樣性，即使用指紋圖譜等試驗(yàn)方法得到中藥的主要成分，通過(guò)虛擬篩選等手段也很難得到“一藥一靶”或者“一種成分一個(gè)靶點(diǎn)”的結(jié)果。中藥有效成分及其藥理作用的報(bào)道不計(jì)其數(shù)，但是絕大多數(shù)的作用機(jī)制不詳，部分藥物的藥理成分即使被證實(shí)，其有效成分的藥理活性、作用機(jī)制仍然不清楚，發(fā)現(xiàn)藥理活性的過(guò)程十分艱難；藥物安全評(píng)估是新藥開(kāi)發(fā)的主要課題，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)的目標(biāo)之一是評(píng)估候選藥物的毒性和副作用，然而用于藥物開(kāi)發(fā)的這些試驗(yàn)耗費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢(qián)，且成功率較低[1]。臨床上少用單味中藥而多用復(fù)方治療疾病，很難判定發(fā)揮療效的是單味中藥還是多味中藥的協(xié)同作用，基于中藥成分復(fù)雜性、多樣性的特性，闡明中藥發(fā)揮療效成分的作用機(jī)制需要用更精確的科學(xué)數(shù)據(jù)。反向分子對(duì)接技術(shù)很好的解決了這一難題，“多靶點(diǎn)-單配體”對(duì)接模式根據(jù)空間和能量匹配，小分子化合物與生物大分子相互識(shí)別形成分子復(fù)合物，從而預(yù)測(cè)藥物潛在作用靶點(diǎn)、藥物潛在的作用機(jī)制、新藥毒性及副作用以及中藥復(fù)方作用機(jī)制，節(jié)約成本和時(shí)間。

3.1 反向?qū)蛹夹g(shù)在中藥潛在靶點(diǎn)預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用

3.1.1 在中藥治療心血管疾病靶點(diǎn)預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用 在心血管疾病治療用藥方面，中藥發(fā)揮著不可忽視的作用，但是作用靶標(biāo)尚不明確，反向?qū)蛹夹g(shù)為藥物潛在靶點(diǎn)的預(yù)測(cè)提供了新思路[21]。研究人員[22]運(yùn)用INVDOCK軟件，建立表皮生長(zhǎng)因子到丹酚酸B信號(hào)相關(guān)蛋白的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，闡明了丹酚酸B治療心血管疾病方面的機(jī)制，與表皮生長(zhǎng)因子是丹酚酸B的直接作用靶標(biāo)有關(guān)。有研究[23]為了探討丹酚酸B對(duì)阿霉素誘導(dǎo)心肌細(xì)胞毒性的保護(hù)作用及其可能的作用靶標(biāo)蛋白，運(yùn)用PharmMapper進(jìn)行反向?qū)?，預(yù)測(cè)相關(guān)作用靶點(diǎn)，用AutoDock做正向?qū)右则?yàn)證反向?qū)咏Y(jié)果，得出結(jié)論丹酚酸B對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞有一定保護(hù)作用，作用靶點(diǎn)可能是調(diào)控絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶 12 和 DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶 2。Zhao Jing等[24]通過(guò)中藥黃芪提取物黃芪甲苷的研究，采用INVDOCK軟件，從DrugBank中下載與心血管疾病相關(guān)的藥物以及相應(yīng)的靶標(biāo)，構(gòu)建藥物靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，在39個(gè)預(yù)測(cè)目標(biāo)中驗(yàn)證了3個(gè)相關(guān)性極高的靶點(diǎn)：鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（CN），血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）和c-Jun N-末端激酶（JNK），為進(jìn)一步證實(shí)黃芪甲苷治療心血管疾病的機(jī)制提供依據(jù)。endprint

3.1.2 在中藥抗腫瘤靶點(diǎn)預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用 在中藥抗腫瘤靶點(diǎn)預(yù)測(cè)方面，反向分子對(duì)接技術(shù)發(fā)揮了重要作用，有研究人員[25]運(yùn)用AutoDock和Tarfisdock 2種對(duì)接軟件，實(shí)施2個(gè)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)工作流程，從PDTD蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出幾種具有抗腫瘤作用的臨床重要蛋白質(zhì)作為2種方法的潛在受體，預(yù)測(cè)茶葉抗腫瘤的潛在靶點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)EGCG潛在抗腫瘤的受體有谷胱甘肽還原酶，過(guò)氧化氫酶和eEF1-α等，還包括常規(guī)的抗腫瘤靶點(diǎn)如角鯊烯氧化物環(huán)化酶，白三烯A4水解酶（LTA4H）等；本研究為EGCG及其衍生物的抗腫瘤機(jī)制和新靶向藥物設(shè)計(jì)研究提供了重要信息。研究茶葉功能組分ECG，EGC，EC，EGCG的抗腫瘤機(jī)制。Chen Shao-Jun等[26]使用PharmMapper和idTarget服務(wù)器作為工具，并用PyRx 0.8中的分子對(duì)接程序AutoDock Vina檢查結(jié)果，得出丹參素的潛在抗癌靶標(biāo)可能是HRas。Jeong Chul-Ho等[27]在PDTD數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索與腫瘤相關(guān)的靶點(diǎn)，運(yùn)用TarfisDock軟件對(duì)姜的天然成分姜黃素進(jìn)行反向?qū)?，發(fā)現(xiàn)白三烯A4水解酶（LTA4H）是姜黃素抗腫瘤的靶點(diǎn)。陳少軍等[28]以丹參醇A為研究對(duì)象，以PharmMapper為反向?qū)庸ぞ撸l(fā)現(xiàn)了丹參醇A與靶蛋白醛糖還原酶的打分靠前，用正向?qū)域?yàn)證發(fā)現(xiàn)丹參醇A與醛糖還原酶有相互作用，闡明了丹參醇A的抗腫瘤靶點(diǎn)可能是醛糖還原酶。

3.1.3 在中藥治療其他疾病靶點(diǎn)預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用 Chen Shao-Jun等[29]運(yùn)用PharmMapper對(duì)丹參酮ⅡA進(jìn)行反向?qū)?，運(yùn)用AutoDock Vina在PyRx 0.8中進(jìn)行驗(yàn)證，得出結(jié)果視黃酸受體α（RARα）可能是丹參酮ⅡA對(duì)急性早幼粒細(xì)胞白血病APL的潛在靶標(biāo)。劉秀峰等[30]采用AutoDock4.2進(jìn)行反向?qū)?，利用AutoGrid程序產(chǎn)生網(wǎng)格地圖，研究對(duì)象雷公藤內(nèi)酯醇及其3種相似物的三維立體結(jié)構(gòu)利用軟件Discovery Studio 2.5繪制并且優(yōu)化，對(duì)于相互作用的可視化以及蛋白和配體間的分子結(jié)構(gòu)和氫健采用軟件Discovery Studio 2.5完成；將3個(gè)化合物對(duì)接到多個(gè)核受體類(lèi)蛋白（NRs）的活性位點(diǎn)上，確定雌激素受體α為其作用靶點(diǎn)，并且通過(guò)體外重組和其他的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。Hsieh Sheng-Kuo等[31]運(yùn)用Discovery Studio 2.1對(duì)生長(zhǎng)激素促分泌素受體進(jìn)行同源建模，選擇PDF總能量最低的生長(zhǎng)激素促分泌素受體（GHSR）結(jié)構(gòu)進(jìn)一步對(duì)接生長(zhǎng)激素釋放激素-6（GHRP-6）和銀杏葉素；GHRP-6的3D結(jié)構(gòu)從PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)下載，銀杏葉素3D結(jié)構(gòu)在Chem3D程序上創(chuàng)建，銀杏葉素和GHRP-6與GHSR的對(duì)接過(guò)程在Discover Studio 2.1中的LipDock組件上完成；分子建模和對(duì)接顯示，Ginkgoghrelin以及GHRP-6可以適應(yīng)并充分與生長(zhǎng)素釋放肽受體的結(jié)合袋相互作用。表明Ginkgoghrelin可能通過(guò)活化生長(zhǎng)素釋放肽受體影響銀杏的抗衰老作用，并且具有很大的潛力被開(kāi)發(fā)為生長(zhǎng)素釋放肽的非肽類(lèi)似物。

3.2 反向分子對(duì)接技術(shù)在闡明中藥效應(yīng)成分與靶標(biāo)的作用及其相關(guān)機(jī)制的應(yīng)用

3.2.1 在闡明中藥效應(yīng)成分與腫瘤相關(guān)靶標(biāo)的作用機(jī)制的應(yīng)用 反向分子對(duì)接除了預(yù)測(cè)小分子化合物作用的靶點(diǎn)，還可以通過(guò)已知的小分子化合物的藥理作用和相關(guān)的靶標(biāo)進(jìn)行對(duì)接，從分子水平闡明中藥效應(yīng)成分與靶標(biāo)的作用機(jī)制。有研究人員[32]利用AutoDock Vina對(duì)土貝母皂苷甲進(jìn)行反向?qū)樱l(fā)現(xiàn)其與多個(gè)抗腫瘤靶標(biāo)具有很高的親和力，為進(jìn)一步研究土貝母皂苷甲抗腫瘤機(jī)制提供了依據(jù)，同時(shí)也預(yù)測(cè)到貝母皂苷甲具有抗腫瘤的作用。成功預(yù)測(cè)土貝母皂苷可以通過(guò)抑制酪蛋白激酶Ⅱ、金屬基質(zhì)蛋白酶-8、Src激酶、胸苷酸合成酶、CDK2以及微管蛋白的活性，發(fā)揮抗腫瘤的作用。Biplab Bhattacharjee等[33]利用idTarget和PharmMapper 2種虛擬篩選的方法對(duì)藏紅花有效成分的抗腫瘤靶點(diǎn)進(jìn)行篩選，從而預(yù)測(cè)藏紅花生物活性成分的抗腫瘤機(jī)制。具體采用Fitscore 和Binding能量分級(jí)對(duì)對(duì)接結(jié)果進(jìn)行分析，得到一組與多種形式的癌癥相關(guān)蛋白，結(jié)果的有效性通過(guò)AutoDock軟件對(duì)藏紅花苦苷及Hsp90α對(duì)接形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析驗(yàn)證；藏紅花生物活性成分（藏花酸、藏花醛、藏紅花苦苷）小分子結(jié)構(gòu)（sdf文件格式）從PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得，在MarvinSketch中將格式轉(zhuǎn)換成moll格式，藥效團(tuán)模型從PharmTargetDB中得到；利用AutoDock試驗(yàn)再現(xiàn)，從RSCS-PDB（PDB ID：4EGI）檢索的Hsp90α和其內(nèi)置的結(jié)晶配體B2J的結(jié)構(gòu)與Hsp90重新對(duì)接。比較了原始B2J-Hsp90α復(fù)合物與后置對(duì)接模擬B2J-Hsp90α復(fù)合物結(jié)合姿勢(shì)的分子相互作用，找出了研究中AutoDock作為相互作用工具的可靠性，進(jìn)而驗(yàn)證了藏紅花生物活性成分及其抗腫瘤機(jī)制的可靠性。

3.2.2 在闡明中藥效應(yīng)成分與炎癥相關(guān)靶標(biāo)的作用機(jī)制的應(yīng)用 研究人員[34]以炎癥通路上30個(gè)驗(yàn)證蛋白為研究對(duì)象，從Pubchem上下載的大黃酸的結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)軟件AutoDock使大黃酸與炎癥通路上的蛋白進(jìn)行對(duì)接，得到3個(gè)與大黃酸具有高親和性的靶蛋白：p38MAPK，PI3K7，JAK2，比較對(duì)接自由能，得出大黃酸發(fā)揮抗炎作用的機(jī)制是通過(guò)抑制p38MAPK，PI3K7，JAK2靶蛋白，從而阻礙炎癥信號(hào)傳遞，影響下游蛋白的表達(dá)，發(fā)揮抗炎作用。還有研究人員[35]用軟件ChemBioOffice中的ChemBioDraw和Sybyl-X1.1對(duì)車(chē)前草34個(gè)化合物的二維結(jié)構(gòu)和cx2，lpxx，4cox進(jìn)行分子對(duì)接，cx2，lpxx，4cox從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)里面下載，并且經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明具有明確的抗炎作用，對(duì)接結(jié)果顯示排名前7位的化合物依次為桃葉珊瑚苷、車(chē)前草苷B、阿魏酸、6-羥基木犀草素、芹菜素、京尼平甙酸、梓醇的對(duì)接得分最高，進(jìn)一步闡明了車(chē)前草化合物的抗炎機(jī)制。徐佑?xùn)|等研究者[36]以黃連堿為研究對(duì)象，運(yùn)用對(duì)接軟件AutoDock，對(duì)TLR4/NF-κB，p38MAPK，JAK2/STAT33條通路上的蛋白進(jìn)行反向篩選，最終篩選出4種與黃連堿具有高親和力的靶標(biāo)蛋白：PI3Kδ，PI3Kγ，IKKβ，PI3Kα；闡明黃連堿可以通過(guò)抑制這4個(gè)靶蛋白進(jìn)而阻礙炎癥信號(hào)傳遞，發(fā)揮抗炎作用。endprint

3.3 反向分子對(duì)接技術(shù)在評(píng)價(jià)藥物毒副作用機(jī)制中的作用

藥物的毒副作用在新藥的篩選中起著決定性的作用，研發(fā)的新藥是否上市及上市的藥物是否被撤市，取決于該藥物的不良反應(yīng)，反向?qū)蛹夹g(shù)可以快速的預(yù)測(cè)出藥物的毒副作用，有利于降低藥物研發(fā)的成本，減少新藥研發(fā)的時(shí)間。Chen Y Z等[37]運(yùn)用INVDOCK對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中與毒性和副作用相關(guān)的蛋白靶標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)搜索，對(duì)阿司匹林，青霉素，布洛芬等藥物的3D結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接，發(fā)現(xiàn)了這些藥物的毒副作用。他們[38]還通過(guò)與 TTD，DART 和 ADMEA 三大藥物潛在靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，成功對(duì)四氫他莫昔芬和維生素E的作用靶點(diǎn)、毒性和副作用以及代謝特征進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

3.4 反向?qū)蛹夹g(shù)在闡明中藥復(fù)方作用機(jī)制中的應(yīng)用

反向?qū)蛹夹g(shù)不僅在單味中藥靶點(diǎn)預(yù)測(cè)以及作用機(jī)制研究中占有重要地位，在中藥復(fù)方研究中也有一定的涉足。高耀等[39]通過(guò)DrugBank 數(shù)據(jù)庫(kù)中 FDA 批準(zhǔn)抗抑郁藥物靶點(diǎn)的比對(duì)篩選，借助 MAS3.0 生物分子功能軟件靶點(diǎn)信息的注釋?zhuān)捎?Cytoscape 軟件構(gòu)建逍遙散成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)，闡明了逍遙散抗抑郁作用體現(xiàn)了中藥多成分、多靶點(diǎn)、多途徑的作用特點(diǎn)，其成功地依據(jù)反向藥效團(tuán)匹配方法預(yù)測(cè)25 個(gè)可能與逍遙散治療抑郁癥相關(guān)聯(lián)的潛在作用靶點(diǎn)。程彬峰等[40]利用PharmMapper等生物信息學(xué)手段對(duì)清肺消炎丸的化學(xué)成分進(jìn)行吸收、靶點(diǎn)及作用通路的預(yù)測(cè)分析； 并結(jié)合豚鼠哮喘模型和人支氣管上皮細(xì)胞炎癥模型，采用基因芯片研究其對(duì)相關(guān)炎癥基因表達(dá)的影響，以此建立了“藥物-靶點(diǎn)-通路-網(wǎng)絡(luò) ”的研究模式，初步揭示了清肺消炎丸能通過(guò)影響 ERK1 等基因的表達(dá)進(jìn)而干預(yù)黏著斑，F(xiàn)c epsilon RI，Toll樣受體，NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒以及 ERK/MAPK等 5 條通路發(fā)揮抗炎作用。劉昌孝等[41]利用PharmMapper建立元胡止痛滴丸中 28 個(gè)入血成分的化合物-靶蛋白網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)獲取的靶點(diǎn)及相關(guān)通路進(jìn)行分析，利用 Cytoscape 軟件構(gòu)建元胡止痛滴丸的“化合物-靶點(diǎn)-通路-疾病”網(wǎng)絡(luò)圖，得知元胡止痛滴丸可能通過(guò)激素調(diào)節(jié)、中樞鎮(zhèn)痛、解痙、炎癥及免疫相關(guān)的蛋白靶點(diǎn)及通路，起到鎮(zhèn)靜止痛的治療作用。

4 展望

現(xiàn)階段對(duì)中藥的現(xiàn)代化研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論相結(jié)合，闡明中藥的作用機(jī)制以及藥理作用，是中藥研究突破的中藥思路，反向分子對(duì)接為中藥研究提供了一個(gè)新思路，在中藥研究領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)評(píng)分功能以及能量匹配的方式，“單配體-多靶點(diǎn)”或者“一種化合物成分-一個(gè)靶點(diǎn)”的對(duì)接模式，能快速地找到藥物作用的相關(guān)靶點(diǎn)，進(jìn)而探索中藥成分治療疾病的作用機(jī)制。另外，對(duì)接程序的不斷優(yōu)化以及數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷完善，加快了藥物研究的進(jìn)展，節(jié)約藥物研發(fā)的投資成本。但是反向分子對(duì)接也有一定的局限性，計(jì)算機(jī)模擬對(duì)接數(shù)據(jù)不能完全代替體內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；對(duì)接分?jǐn)?shù)高，親和力高的不一定就說(shuō)明配體作用較好，還需要與其他實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合，利用生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。另外對(duì)接軟件的復(fù)雜性及多樣性，以及中藥本身結(jié)構(gòu)和成分的復(fù)雜性，數(shù)據(jù)庫(kù)的更新速度慢，讓很多剛?cè)腴T(mén)的學(xué)者耗費(fèi)大量精力，但是隨著理論和技術(shù)的不斷完善，反向分子對(duì)接在中藥中的運(yùn)用將會(huì)再次邁入一個(gè)新階段。

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[責(zé)任編輯 張寧寧]endprint