張 寧,郭亞麗,彭艷茹,王玉光
(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院,北京 100010;2.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 100029)
特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一類慢性、進(jìn)行性加重的纖維化性間質(zhì)性肺疾病,普通型間質(zhì)性肺炎是其典型的組織病理學(xué)表現(xiàn)。IPF以慢性咳嗽、漸進(jìn)性呼吸困難或活動(dòng)后氣喘等為主要臨床表現(xiàn)[1]。IPF病因及發(fā)病機(jī)制未明,多種促炎及促纖維化因子參與本病的發(fā)生發(fā)展;其中持續(xù)性肌成纖維細(xì)胞表型可引起細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積和肺組織的異常修復(fù),最終可導(dǎo)致肺組織瘢痕形成、肺泡結(jié)構(gòu)扭曲和肺功能不可逆轉(zhuǎn)的喪失[2]。相關(guān)報(bào)道顯示[3],在體檢人群中IPF的檢出率約為5.52%,而且男性的患病率高于女性。IPF目前仍缺乏有效的治療藥物,雖然抗纖維化藥物吡非尼酮、尼達(dá)尼布可延緩疾病的進(jìn)展,但不能改善患者咳嗽、喘息、疲乏等臨床癥狀,同時(shí)存在一定的不良反應(yīng),如惡心嘔吐等胃腸道癥狀、皮膚光過敏、肝功能異常等,使部分患者難以接受[4]。
從中醫(yī)學(xué)來講,IPF屬于“肺痿”等范疇。多數(shù)醫(yī)家認(rèn)為本病的病機(jī)為本虛標(biāo)實(shí),其中肺腎虧虛是IPF的發(fā)病基礎(chǔ)[5]。因本病的病位、病機(jī)及臨床癥狀均與腎關(guān)系密切,故現(xiàn)代醫(yī)家學(xué)者在治療IPF時(shí),強(qiáng)調(diào)從腎論治[6-7]。Mate分析結(jié)果顯示,應(yīng)用補(bǔ)腎法治療間質(zhì)性肺疾病可改善患者咳嗽、喘息等臨床癥狀,未見嚴(yán)重不良反應(yīng),安全性可靠[8]。本課題組自擬熟地鎖陽方治療IPF,前期臨床觀察發(fā)現(xiàn)該方可改善患者咳嗽、疲乏無力等癥狀,但其作用機(jī)制尚不明確。中藥復(fù)方具有多種有效成分,同時(shí)其成分也作用于諸多靶點(diǎn),故其治療疾病的作用機(jī)制十分復(fù)雜。應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬的分子對(duì)接技術(shù),可以從微觀的分子角度闡釋藥物有效化合成分與疾病靶點(diǎn)的結(jié)合機(jī)制,從而有利于探究中藥復(fù)方干預(yù)疾病的作用機(jī)制,而且在一定程度上縮短了研究周期,降低了研究費(fèi)用[9-10]。故本研究擬采用分子對(duì)接技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué),將熟地鎖陽方中有效化合物和疾病相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行模擬對(duì)接,并通過體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,從而對(duì)熟地鎖陽方治療IPF的療效及其作用靶點(diǎn)進(jìn)行探究。
1.1 有效化合物與靶點(diǎn)篩選及分子對(duì)接
1.1.1 熟地鎖陽方中有效化合物的收集與篩選 應(yīng)用TCMSP及BATMAN-TCM數(shù)據(jù)庫收集熟地鎖陽方的有效化合物。應(yīng)用Cytoscape 3.8.0中的CytoNCA軟件,通過Degree進(jìn)行評(píng)分,由高到低排序后,選取Degree較高的有效化合物作為小分子配體,進(jìn)行后續(xù)的分子對(duì)接。
1.1.2 “藥物-疾病”潛在作用靶點(diǎn)的選取 應(yīng)用TCMSP數(shù)據(jù)庫及相關(guān)文獻(xiàn)查找熟地鎖陽方中化合物所作用的靶點(diǎn)。以“Idiopathic Pulmonary Fibrosis”為關(guān)鍵詞,分別從GeneCards、PharmGkb、OMIM、DrugBank及TTD數(shù)據(jù)庫對(duì)IPF潛在致病靶點(diǎn)基因進(jìn)行搜索。各個(gè)數(shù)據(jù)庫結(jié)果取并集,同時(shí)刪除重復(fù)的靶基因。
將藥物作用靶點(diǎn)與疾病作用靶點(diǎn)取交集后,導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫,構(gòu)建蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)互作(PPI)網(wǎng)絡(luò)圖。然后將PPI網(wǎng)絡(luò)圖相關(guān)信息導(dǎo)入Cytoscape 3.8.0軟件,利用此軟件中CytoNCA進(jìn)行拓?fù)浞治?,從而?duì)靶點(diǎn)進(jìn)一步篩選,獲得核心作用靶點(diǎn)。主要依據(jù)中間值(BC)、貼近度中心度(CC)、度中心度(DC)、特征向量中心度(EC)、局部平均連接基方法(LAC)和網(wǎng)絡(luò)中心度(NC)來篩選核心靶點(diǎn),這些值大于或等于中值[11]。結(jié)合所獲得的核心作用靶點(diǎn)及相關(guān)文獻(xiàn),選取相關(guān)的靶點(diǎn)作為大分子受體,進(jìn)行分子對(duì)接。
1.1.3 分子對(duì)接預(yù)測(cè)熟地鎖陽方干預(yù)IPF的可能作用靶點(diǎn) 從PubChem數(shù)據(jù)庫下載熟地鎖陽方潛在活性成分的小分子配體2D結(jié)構(gòu),通過應(yīng)用ChemOffice軟件將其2D結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為3D結(jié)構(gòu)。從PDB數(shù)據(jù)庫下載核心靶點(diǎn)基因的大分子蛋白受體,Pymol軟件去除蛋白結(jié)構(gòu)中的水分子及小分子配體,并導(dǎo)入AutoDock-Tools進(jìn)行加氫等預(yù)處理。應(yīng)用Vina軟件對(duì)受體和配體進(jìn)行分子對(duì)接,分析其結(jié)合活性。
1.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)C57BL/6雄性小鼠30只,體質(zhì)量22~23 g,購自斯貝福(北京)生物技術(shù)有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2019-0010。小鼠飼養(yǎng)于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院動(dòng)物房,室溫(24±2)℃,濕度40%~70%,12 h光照/12 h黑暗交替環(huán)境,攝食飲水自由。本研究的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)獲得了首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),動(dòng)物倫理批號(hào):BJTCM-M-2021-05-02。
1.2.2 藥物與試劑 熟地鎖陽方,方藥組成:熟地黃30 g,鎖陽20 g,山萸肉20 g,牛膝30 g,人參20 g,麥冬20 g,當(dāng)歸10 g,五味子10 g。熟地黃(批號(hào):21040101)、鎖陽(批號(hào):20210204)、山萸肉(批號(hào):21011101)、牛膝(批號(hào):21031401)、人參(批號(hào):20210912)、麥冬(批號(hào):200409)、當(dāng)歸(批號(hào):21082601)、五味子(批號(hào):21051504)均購自首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院中藥房,并經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院王玉光教授鑒定為正品;上述中藥飲片在煎煮之前用去離子水浸泡60 min,煎煮2次,將2次煎煮的藥液合并,每劑中藥濃縮至生藥濃度約為2.4 g/mL。注射用鹽酸博來霉素(批號(hào):H20055883,規(guī)格:1.5萬單位/支)購自浙江翰輝制藥有限公司;4%多聚甲醛(批號(hào):BL539A)購自北京蘭杰柯科技有限公司;無水乙醇(批號(hào):100092683)、二甲苯(批號(hào):10023418)、中性樹膠(批號(hào):10004160)均購自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;PureLinkTMRNA Mini Kit試劑盒(批號(hào):12183018A)購自賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司;一步法熒光定量RT-PCR試劑盒(096A)(批號(hào):PK0445)購自寶日醫(yī)生物技術(shù)(北京)有限公司;小鼠GAPDH內(nèi)參引物(批號(hào):B661304-0001)及VEGFA、EGFR引物合成均來自生工生物工程(上海)股份有限公司;兔源Anti-α-SMA一抗(批號(hào):19245T)購自美國(guó)Cell Signaling Technology;Anti-GAPDH一抗(批號(hào):60004-1-1g)購自武漢Proteintech公司;辣根過氧化物酶標(biāo)記山羊抗兔IgG(H+L)(批號(hào):A0208g)購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司。
1.2.3 主要儀器 JJ-12J型脫水機(jī)(武漢俊杰電子有限公司);JB-P5型包埋機(jī)(武漢俊杰電子有限公司);RM2016型病理切片機(jī)(上海徠卡儀器有限公司);正置光學(xué)顯微鏡(日本尼康儀器有限公司);Tissuelyser-24型全自動(dòng)樣品快速研磨儀(上海凈信科技有限公司);LightCycler 480 Ⅱ型熒光定量PCR儀(德國(guó)羅氏公司);BIO-RAD Gel DocTM XR+型化學(xué)發(fā)光儀(美國(guó)Bio-Rad實(shí)驗(yàn)室有限公司);Centrifuge 5424 R小型離心機(jī)(德國(guó)艾本德股份公司);EMMS eSpira Forced Maneuvers型小鼠肺功能儀(英國(guó)EMMS公司)。
1.2.4 分組與造模 30只小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,逐個(gè)稱量體質(zhì)量,按照隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組、模型組、熟地鎖陽方組,每組10只。目前指南中公認(rèn)的治療IPF的藥物為吡非尼酮、尼達(dá)尼布,既往研究中并未找到確切的證據(jù)證明上述兩種藥物對(duì)本研究所驗(yàn)證的靶點(diǎn)(VEGFA、EGFR)具有調(diào)控作用,故本研究并未設(shè)置陽性藥物組。使用單次氣管內(nèi)滴注博來霉素的方法造模[12],模型組和熟地鎖陽方組小鼠單次氣管內(nèi)滴注博來霉素(5 IU/kg)至氣管,對(duì)照組小鼠滴注等體積的生理鹽水至氣管。肺纖維化小鼠模型制備成功評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)[12]:HE染色結(jié)果顯示小鼠正常肺組織結(jié)構(gòu)被破壞,炎癥細(xì)胞滲出,肺泡間質(zhì)增寬;Masson染色結(jié)果顯示可見大量藍(lán)色膠原纖維沉積。
1.2.5 實(shí)驗(yàn)給藥 參考相關(guān)文獻(xiàn)[13],于模型制備成功后第8天開始給予熟地鎖陽方干預(yù)。根據(jù)2001年版《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》[14]計(jì)算臨床等效劑量為熟地鎖陽方組小鼠的給藥劑量,即熟地鎖陽方組小鼠灌胃給予熟地鎖陽方藥液,0.24 g/10 g;對(duì)照組及模型組小鼠給予等體積的去離子水灌胃,1次/d,連續(xù)給藥21 d。
1.2.6 觀察指標(biāo)
1.2.6.1 小鼠肺功能 給藥結(jié)束后,小鼠行氣管插管術(shù),應(yīng)用EMMS eSpira Forced Maneuvers有創(chuàng)肺功能儀,檢測(cè)小鼠的用力肺活量(FVC)、吸氣能力(IC)。
1.2.6.2 小鼠肺系數(shù) 收集小鼠的肺組織,用紗布擦拭干凈,稱重,計(jì)算肺系數(shù)。肺系數(shù)(Lung index)=肺濕質(zhì)量/體質(zhì)量(mg/g)。
1.2.6.3 組織病理學(xué)檢測(cè) 將分離的新鮮左肺組織在4%多聚甲醛中固定48 h,常規(guī)石蠟包埋、切片(5 μm)、脫蠟,分別運(yùn)用HE和Masson的三色試劑盒染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察肺組織的炎癥與纖維化情況。
1.2.6.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR(quantitative real time PCR,qRT-PCR)檢測(cè)VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量 稱取小鼠右肺組織適量,加入1×磷酸鹽平衡生理鹽水PBS勻漿。然后根據(jù)PureLinkTMRNA Mini Kit試劑盒說明書提取總RNA。依據(jù)一步法熒光定量RT-PCR試劑盒(096A)中的說明書,配置相應(yīng)的體系。在96孔板每孔中加入總RNA 2 μL,同時(shí)加入18 μL的反應(yīng)體系,將96孔板放入熒光定量PCR儀中進(jìn)行定量檢測(cè)。PCR儀設(shè)置的條件為:45 ℃5 min,95 ℃10 s;95 ℃5 s,60 ℃20 s,40個(gè)循環(huán)。以小鼠GAPDH為內(nèi)參,采用2-△△Ct法計(jì)算VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量。引物序列:VEGFA,上游引物TAGAGTACATCTTCAAGCCGTC,下游引物CTTTCTTTGGTCTGCATTCACA;EGFR,上游引物ACAGAAGGAGTAGATACGCTTG,下游引物GATTATTCGATGATGCTTCCCG。
1.2.6.5 Western blotting法檢測(cè)α-SMA蛋白相對(duì)表達(dá)量 將混合蛋白酶抑制劑及磷酸酶抑制劑的RIPA裂解緩沖液加入肺組織勻漿中,裂解以獲得總蛋白;應(yīng)用SDS-PAGE分離等量的蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)移到PVDF膜上;使用由TBST配制的5%脫脂奶粉室溫封閉2 h后,在4 ℃條件下與兔源Anti-α-SMA(1∶1 000)、Anti-GAPDH(1∶5 000)一抗孵育過夜。與辣根過氧化物酶標(biāo)記山羊抗兔IgG(H+L)(1:1 000)二抗室溫?fù)u床孵育2 h后,將化學(xué)發(fā)光顯色劑滴加于PVDF膜上,運(yùn)用化學(xué)發(fā)光儀對(duì)免疫印跡進(jìn)行可視化。GAPDH被用作負(fù)荷對(duì)照。所有值均根據(jù)GAPDH蛋白水平的條帶強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,同時(shí)應(yīng)用ImageJ軟件對(duì)條帶進(jìn)行半定量分析。
1.2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism 8.0軟件和SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖。計(jì)量資料以“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 熟地鎖陽方中有效化合物篩選 通過TCMSP與BATMANTCM數(shù)據(jù)庫收集熟地鎖陽方的有效化合物,共獲得115個(gè)有效化合物,然后根據(jù)Degree進(jìn)行評(píng)分后,由高到低進(jìn)行排序,選取Degree≥110的化合物作為小分子配體,共5個(gè)。(見表1)
表1 熟地鎖陽方有效成分信息表(Degree≥110)
2.2 “藥物-疾病”潛在作用靶點(diǎn) 共獲得藥物、疾病的潛在作用靶點(diǎn)分別為847、837個(gè),得到163個(gè)“藥物-疾病”潛在作用靶點(diǎn)。將“藥物-疾病”潛在作用靶點(diǎn)運(yùn)用Cytoscape 3.8.0軟件中CytoNCA進(jìn)行拓?fù)浞治龊螅Y選得到的核心靶點(diǎn)為VEGFA、EGFR、MAPK1、TP53、AKTI、MAPK14、TNF、FOS、JUN。(見圖1)
圖1 核心作用靶點(diǎn)篩選
2.3 分子對(duì)接結(jié)果 為預(yù)測(cè)熟地鎖陽方治療IPF可能的潛在作用靶點(diǎn),選取熟地鎖陽方中Degree≥110的化合物作為小分子配體,包括十四烷酸(tetradecanoic acid)、9-十八烯酸(9-octadecenoic acid)、槲皮素(quercetin)、豆甾醇(stigmasterol)、山奈酚(kaempferol)。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[15-17],本研究選取VEGFA、EGFR為大分子受體,應(yīng)用AutoDock_Vina進(jìn)行分子對(duì)接,根據(jù)結(jié)合能結(jié)果,預(yù)測(cè)大分子受體與小分子配體的結(jié)合活性及對(duì)接是否良好。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)顯示[18]:若結(jié)合能≤-7.0 kcal/mol則表示具有明顯結(jié)合活性,若結(jié)合能<-5.0 kcal/mol則表示結(jié)合活性較好,若結(jié)合能<-4.0 kcal/mol則表示有一定的結(jié)合活性。本研究結(jié)果顯示,VEGFA、EGFR與上述5種化合物均存在結(jié)合活性,≤5.0 kcal/mol者占總數(shù)70%,≤-7.0 kcal/mol者占總數(shù)60%,則表示絕大部分靶點(diǎn)和成分的結(jié)合活性較強(qiáng)。(見表2、圖2)
圖2 分子對(duì)接模擬圖(部分)
表2 熟地鎖陽方有效化合物與核心靶點(diǎn)分子對(duì)接結(jié)果
2.4 各組小鼠FVC、IC、肺系數(shù)及肺組織中α-SMA蛋白相對(duì)表達(dá)量比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠FVC、IC均明顯降低(P<0.01);與模型組比較,熟地鎖陽方組小鼠FVC、IC均明顯升高(P<0.01),提示熟地鎖陽方可明顯改善肺纖維化小鼠的肺功能。與對(duì)照組比較,模型組小鼠肺系數(shù)及肺組織中α-SMA蛋白相對(duì)表達(dá)量均明顯升高(P<0.01);與模型組比較,熟地鎖陽方組小鼠肺系數(shù)及肺組織中α-SMA蛋白相對(duì)表達(dá)量均明顯降低(P<0.01)。(見圖3)
圖3 各組小鼠FVC、IC、肺系數(shù)及肺組織中α-SMA 蛋白相對(duì)表達(dá)量比較
2.5 各組小鼠肺組織病理學(xué)改變情況 HE染色結(jié)果顯示:對(duì)照組小鼠肺組織結(jié)構(gòu)清晰、完整,未見炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及結(jié)締組織增生;模型組小鼠肺組織結(jié)構(gòu)被破壞,肺泡融合塌陷、結(jié)構(gòu)紊亂,肺泡腔內(nèi)有不同程度炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡間質(zhì)增寬,同時(shí)也有不同程度炎癥細(xì)胞滲出;與模型組比較,熟地鎖陽方組小鼠肺組織上述病理變化均有不同程度的好轉(zhuǎn),肺泡融合塌陷較少,肺組織結(jié)構(gòu)較完整,病變范圍局限,炎性滲出物減少。(見圖4)
圖4 各組小鼠肺組織病理切片圖 (×200)
Masson染色結(jié)果顯示:對(duì)照組小鼠肺組織結(jié)構(gòu)清晰、完整,未見明顯的藍(lán)色膠原纖維沉積;模型組小鼠肺組織結(jié)構(gòu)被破壞,肺泡融合塌陷、結(jié)構(gòu)紊亂,可見大量藍(lán)色膠原纖維沉積;與模型組比較,熟地鎖陽方組小鼠肺組織藍(lán)色膠原纖維的沉積減少。(見圖4)
2.6 各組小鼠肺組織中VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量比較 與對(duì)照組比較,模型組小鼠肺組織中VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量均明顯升高(P<0.01);與模型組比較,熟地鎖陽方組小鼠肺組織中VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量均明顯降低(P<0.01)。(見圖5)
圖5 各組小鼠肺組織中VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量比較 (±s,n=6)
IPF是一種慢性、進(jìn)展性間質(zhì)性肺疾病,其特征是纖維化組織在肺實(shí)質(zhì)中進(jìn)行性異常積聚[19]。雖然抗纖維化藥物(吡非尼酮、尼達(dá)尼布)應(yīng)用于臨床使IPF的治療取得了突破性進(jìn)展,但因其費(fèi)用較昂貴、部分患者不耐受等,需積極探索與開發(fā)新的治療藥物。本病因氣虛而起,雖與肺、脾、腎等臟均相關(guān),但其重點(diǎn)仍在于腎精虧虛,故其病機(jī)與肺腎虧虛、攝納失司有關(guān),治予熟地鎖陽方。熟地鎖陽方是由《景岳全書》中的貞元飲及《辨證錄》中的定喘神奇丹加減而成。方中熟地黃、山萸肉滋腎陰,益精髓;鎖陽以陽中求陰,以達(dá)補(bǔ)陰及益精血之目的;人參益肺腎之元?dú)?,與熟地黃合用,以陰中求陽,生精生血;麥冬甘寒養(yǎng)陰,入肺經(jīng),以養(yǎng)肺陰;牛膝既引血下行,又補(bǔ)其下元之氣,以補(bǔ)益腎精;當(dāng)歸補(bǔ)血活血,使補(bǔ)而不滯,并防熟地黃之膩;五味子味酸收斂,甘溫而潤(rùn),能上斂肺氣,下滋腎陰;全方溫?cái)坎⒂?,補(bǔ)中有降,共奏補(bǔ)腎益肺、填精納氣、調(diào)補(bǔ)陰陽之功。
本研究預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,熟地鎖陽方主要化合成分包括十四烷酸(tetradecanoic acid)、9-十八烯酸(9-octadecenoic acid)、槲皮素(quercetin)、豆甾醇(stigmasterol)、山奈酚(kaempferol)等。據(jù)相關(guān)研究報(bào)道[20],單羥基十四烷酸異構(gòu)體具有抗脲酶、抗磷酸酶和抗氧化活性,而IPF的發(fā)病機(jī)制包括氧化應(yīng)激反應(yīng)及TGF-β、PI3K/Akt等信號(hào)通路中相關(guān)靶點(diǎn)發(fā)生磷酸化使信號(hào)通路激活,促使上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、細(xì)胞外基質(zhì)沉積及成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化等,故十四烷酸可能是治療IPF的一個(gè)潛在化合物[21]。BHAGAT M等[22]研究顯示,雪松樹皮揮發(fā)油中主要成分9-十八烯酸等化合物與NF-κB具有顯著的結(jié)合親和力,可使結(jié)腸癌細(xì)胞中NF-κB的表達(dá)水平降低。而NF-κB在IPF發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用,NF-κB激活后可介導(dǎo)成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化。由此可知,9-十八烯酸可能會(huì)通過調(diào)控NF-κB表達(dá)而改善肺纖維化程度[23]。槲皮素是一種天然黃酮類化合物,具有抑制炎癥反應(yīng)、改善氧化與抗氧化系統(tǒng)功能、調(diào)控TGF-β1表達(dá)、調(diào)節(jié)成纖維化細(xì)胞凋亡與增殖等作用,是治療IPF的一個(gè)重要化合物[24]。張興彩等[25]研究發(fā)現(xiàn),槲皮素可顯著降低FN、α-SMA、Collagen I等肺纖維化相關(guān)蛋白的表達(dá)水平,通過調(diào)控S1P/SphK1信號(hào)通路而發(fā)揮其改善小鼠肺組織纖維化程度的作用。豆甾醇具有較強(qiáng)的表面活性與生理活性,其主要作用包括抗炎、抗氧化及抗腫瘤等[26]。山奈酚屬于黃酮類化合物中的一種,具有抗氧化、抗炎及免疫調(diào)節(jié)等作用[27]。GONG J H等[28]研究顯示,山奈酚可逆轉(zhuǎn)E-鈣黏蛋白的表達(dá),降低N-鈣黏蛋白及α-SMA表達(dá)水平,顯著抑制TGF-β誘導(dǎo)的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,減少小鼠肺組織膠原沉積,減輕纖維化氣道重塑。因此,篩選出的有效化合物很有可能是熟地鎖陽方治療IPF的關(guān)鍵化合物。
本研究共篩選得到VEGFA、EGFR、MAPK1、TP53等9個(gè)核心作用靶點(diǎn)。IPF的纖維化機(jī)制仍不明確,與異常修復(fù)、膠原纖維大量沉積和血管重塑發(fā)展相關(guān)[29]。多種信號(hào)通路參與IPF的發(fā)生發(fā)展,如TGFβ、PI3K/AKT及VEGF信號(hào)通路等[30-31]。VAGFA為血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A,可影響肺泡Ⅱ型細(xì)胞生長(zhǎng)、表面活性劑的產(chǎn)生及血管的生成,在肺損傷后修復(fù)過程中發(fā)揮重要作用[32]。相關(guān)報(bào)道[33]顯示,IPF患者外周血中VEGFA表達(dá)水平與疾病的嚴(yán)重程度及進(jìn)展相關(guān)。相關(guān)的基礎(chǔ)研究[34]也證明,在BLM誘導(dǎo)的肺纖維化大鼠肺組織中VEGFA的表達(dá)水平顯著升高。BARRATT S L等[35]研究顯示,VEGFA可調(diào)節(jié)HIF-1α的表達(dá),是肺纖維化的驅(qū)動(dòng)因素。EGFR即表皮生長(zhǎng)因子受體其參與肺纖維化的發(fā)生發(fā)展,可能是通過上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞之間的EGFR通路依賴性旁分泌環(huán)發(fā)生的。EGFR可導(dǎo)致過度的膠原生成和沉積[36]。ISHII Y等[37]研究顯示,抑制EGFR可緩解BLM誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化程度。由此可知,VEGFA、EGFR在IPF的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,可能是治療IPF的靶點(diǎn)。
本研究結(jié)果顯示,VEGFA、EGFR與所篩選的關(guān)鍵的5種化合物均存在結(jié)合活性,且絕大部分靶點(diǎn)和成分的結(jié)合活性較強(qiáng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,熟地鎖陽方可改善肺纖維化小鼠的肺功能,降低肺組織的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、改善肺結(jié)構(gòu)及減少膠原纖維的沉積,降低肺系數(shù),并可明顯降低肺組織中α-SMA蛋白相對(duì)表達(dá)量及VEGFA mRNA、EGFR mRNA相對(duì)表達(dá)量。本研究表明熟地鎖陽方對(duì)IPF具有治療作用,VEGFA、EGFR可能是熟地鎖陽方干預(yù)IPF的重要作用機(jī)制與關(guān)鍵靶點(diǎn)。本研究為臨床應(yīng)用熟地鎖陽方治療IPF提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)也為后續(xù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)提供了一定方向,但其具體的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)深入驗(yàn)證。