黄芪建中汤下调TLR-2、p-NF-kB表达治疗消化性溃疡的效应及机制研究- 大数跨境

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黄芪建中汤下调TLR-2、p-NF-kB表达治疗消化性溃疡的效应及机制研究

天然产物研究与开发

2023-04-23

导读：本研究结合网络药理学、生物信息学与动物实验探究黄芪建中汤治疗消化性溃疡的疗效与机制。

仇婧玥1,2 陈小娟1,2 曾梅艳2 喻昶1,2 熊萌1,2 宋厚盼1,2∗

1 湖南中医药大学中医诊断学湖南省重点实验室

2 湖南中医药大学中医学院

前言

消化性溃疡(Peptic Ulcer,PU)是临床常见的上消化道疾病，多发生于胃和十二指肠，其典型临床症状表现为周期性上腹部疼痛。脾胃虚寒证是PU较常见与高发的一种证型，也是临床所有PU证型中最难治愈的一种。目前PU临床治疗药物根据其功能划分为抗酸药、抑酸药、根除幽门螺杆菌(Helico-bacter pylori,Hp)的抗生素和消化道黏膜保护剂四大类。随着现代医学的不断进步，PU的短期愈合已不成问题，但停药后高达60％～80％的复发率却一直困扰着患病人群，严重影响人类的生命健康和生活质量。药物的毒副作用、不断增高的抗生素耐药率、患者依从性低及复发率高等因素使得PU的彻底治愈仍存在较大困难。中医药治疗疾病讲求审证求因、辨证论治，近年来，大量的临床报道表明，中医药复方治疗PU具有显著的临床疗效，受到消化内科临床医生的广泛关注。

黄芪建中汤(Huangqi Jianzhong Decoction,HQJZD)补虚建中，出自《金匮要略·血痹虚劳病》篇，可用于腹中拘急、虚劳内耗、阴阳形气不足之证。现代药理学研究结果显示，HQJZD具有抗PU的作用，但有关其效应机制的报道较少，因此本方治疗消化性溃疡的分子机制有待进一步阐明。在网络药理学、生物信息学理论不断发展完善的过程中，关于中药潜在活性成分和作用靶点的研究亦日益增多。本文通过筛选、预测HQJZD治疗PU的相关靶点，对靶点进行GO和KEGG信号通路富集分析，以此探讨HQJZD治疗PU可能的作用机制，并结合动物实验以及分子生物学对其效应及作用机制进行验证，意在探明HQJZD治疗PU的分子机制，为本方应用于消化系统溃疡性疾病的临床治疗提供科学依据。

代表性结果

讨论与结论

当前我国社会生活节奏加快，生活压力越来越大，PU患者的数量逐年增加。现代医学研究表明，PU发生的主要病理机制为胃黏膜发生炎症反应致黏膜损伤破坏，形成溃疡。中医药治疗PU具有愈合率高、副作用少、患者依从性好、复发率低等优，愈来愈受到消化内科医生的关注与重视。HQJZD源自《金匮要略》，历代医家均推崇使用该方治疗脾胃虚寒型胃溃疡、十二指肠溃疡、Hp相关性溃疡，HQJZD是临床治疗PU使用频率较高的一首方剂，具有较好的临床疗效，但涉及HQJZD治疗PU的具体作用机制和作用靶点的相关报道较少。

本研究采用网络药理学方法，分析探讨HQJZD治疗PU的关键靶点及作用分子机制。通过检索TCMSP数据库，构建HQJZD药物活性成分-靶点网络，发现有351个节点和1812条连接。HQJZD生物活性成分的作用靶点PPI网络包含16384个节点580894条连接；PU靶点PPI网络包括665个节点和4825条连接；进一步推导出HQJZD治疗PU的直接和间接靶点调控网络节点共380个，相互关系2090个。经过Cytohubba进一步筛选，发掘了其中的10个关键靶点及45条连接。这些数据提示HQJZD主要活性成分与其作用于PU相关靶点之间存在复杂的调控关系。

通过GO富集分析和KEGG通路富集分析发现，HQJZD治疗PU可能的作用机制之一为调控与胃肠黏膜炎症反应相关的信号通路。近年来，关于JAK-STAT信号通路研究日益增多，它是炎症细胞和炎症介质在细胞内传递信号的共同途径，广泛参与各个组织细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等过程。有研究报道，该通路参与溃疡性结肠炎以及肿瘤等疾病的发生发展过程，但该通路是否会参与PU发生发展过程却不得而知。研究表明，IL-6、IL-1β和TNF-α等炎性细胞因子是JAK-STAT信号通路的重要启动因子，在它们的刺激下，JAK和STAT被逐级活化，并完成从细胞质到细胞核内的信号传导，从而调控机体获得性免疫应答。本研究通过Cytoscape软件分析发现，HQJZD治疗PU的关键靶点中包括IL-6、IL-1β；GO分析研究结果表明，HQJZD有可能是通过调控 TNF介导的信号通路达到治疗PU的目的。表明本文研究结果与已报道的相关实验结果相吻合。基于此，课题组初步推断，HQJZD可能通过调控IL-6、IL-1β和TNF-α等炎性因子介导JAK-STAT信号通路发挥治疗PU的效应。

核苷酸聚合寡聚体区域蛋白(nicleotide-binding oligomerzation domain,NOD)是细胞内的模式识别受体，在调节胃肠黏膜先天性免疫和获得性免疫方面具有重要意义。NOD蛋白活化后，通过招募和激活受体相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，激活IKK复合物和MAPK途径，IKK使IkBα聚泛素降解，促进NF-κB进入细胞核，加速炎症因子TNF-α、IL-10等的释放，其中TNF-α可诱导NOD2蛋白表达上调。提示NOD蛋白所介导的信号通路可能导致PU的发生发展及预后，HQJZD可能通过调控此通路发挥治疗PU的效应。

NF-κB信号通路与机体炎症反应发生发展密切相关，它与Toll样受体信号通路、NOD样受体信号通路和MAPK信号通路具有交互作用。Toll样受体能够特异地识别不同病原中固有的结构即病原相关分子模式，然后经过髓样分化蛋白88依赖途径(myeloid differentiation factor 88,MyD88)以及MyD88非依赖途径进行信号转导，经过一系列的信号级联活化，最终激活NF-κB信号通路，并促进MAPKs活化，启动并放大炎症反应，促使炎症因子IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α表达增加，加速炎症细胞浸润损害胃黏膜屏障，导致胃黏膜细胞变性坏死，进而促使PU发生。研究表明，Toll受体所介导的NF-κB信号通路广泛参与人类各组织的炎症反应，其中TLR2与胃组织的关系最为密切。提示通过调控TLR2/MyD88/NF-κB信号通路可能是HQJZD发挥治疗PU效应的分子机制之一。

NO是一种血管内皮舒张因子，在胃肠道中具有调节胃血流量、刺激胃中黏液分泌以维持胃肠粘膜完整性的作用；还有研究指出，NO具有调节血管张力，参与炎症反应等功能，与PU发生发展过程密切相关。PGE2在胃黏膜中大量存在，具有抑制胃酸与胃蛋白酶分泌、刺激胃黏液与碳酸氢盐产生、保护胃黏膜的作用。本研究中，PU脾胃虚寒证大鼠经HQJZD治疗后，血清中NO与PGE2含量显著上升。提示黄芪建中汤对大鼠脾胃虚寒型PU的治疗作用可能与上调胃黏膜PGE2和NO含量有关。

本文通过网络药理学和生物信息学方法，发现Toll样受体信号通路和NF-κB信号通路是HQJZD治疗PU的关键靶点。为验证本文结果的准确性，课题组构建了OU大鼠模型(脾胃虚寒证候)，并予以HQJZD低、高剂量治疗，采集各组大鼠胃黏膜标本，进行胃黏膜病理形态学观察、TLR2和p-NF-κB蛋白表达检测。结果表明，HQJZD可改善胃黏膜病理变化，促进胃黏膜损伤修复(见图7)，并下调TLR2蛋白与p-NF-κB蛋白表达(见图8、9)，加速溃疡愈合。上述动物实验和分子生物学实验结果表明HQJZD可能通过激活TLR2与NF-κB介导的信号通路发挥修复胃黏膜损伤、治疗PU的作用。

综上，HQJZD治疗PU的主要机制与多条信号通路和多种炎症因子关系密切，是多因素共同作用的结果，这些信号通路、炎性因子之间既存在着紧密联系(交互作用)，又相互独立。本文研究结果与中医药治疗疾病辨证论治和整体观念的特点不谋而合。本研究通过网络药理学和生信分析学方法对HQJZD治疗PU的分子机制和作用靶点进行筛选，并对筛选出的TLR2受体信号通路和NF-κB信号通路进行动物实验和分子生物学实验验证，相关思路和方法具有一定的创新性。结果表明，HQJZD具有良好的治疗PU的效应，抑制TLR2信号通路和NF-κB信号通路、调节胃黏膜炎症因子水平可能是HQJZD抗溃疡作用的机制之一。本文研究结果可为HQJZD治疗PU作用机制的进一步探索提供理论依据和实验基础，为中医药抗PU新药的研发提供新的方向与思路。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2023年第3期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。

引用格式：仇婧玥,陈小娟,曾梅艳,等.黄芪建中汤下调TLR-2、p-NF-kB表达治疗消化性溃疡的效应及机制研究[J].天然产物研究与开发,2023,35:477-488. Qiu JY,Chen XJ,Zeng MY,et al.Effrct and mechanism of Huangqi Jianzhong Decoction on prptic ulcer by down-regulating TLR-2 and p-NF-kB expression[J].Nat Prod Res Dev,2023,35:477-488.