哈喽大家，馆长又来啦，有没有期待和馆长的见面呢！近日是有地烈日炎炎，有地阴雨绵绵，宝子们外出的时候一定要保护好自己啊！不愉快的天气或许会使人浮躁，不过一定要稳住哦，嘿嘿，读书能使人戒骄戒躁，快来一起和馆长复刻一篇文献吧！
今天馆长给大家带来的这篇文章于2024年6月发表在
Journal of Ethnopharmacology
杂志上，与中草药密切相关。众所周知，我国中医药一直是神奇的存在！想当年，屠呦呦团队发现的青蒿素治疗疟疾可谓是震惊世界！在这里馆长分享的好文看能不能为对中医药感兴趣的大家带来一点思路呢？这篇文章是由清华大学团队带来的有关古汉养生精（GHYSJ）能够预防阿尔茨海默病（AD）的机理解读。
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首先，作者团队的选题十分新颖，选用以马王堆汉墓出土的中国古代医学经典为基础的古汉养生精（GHYSJ）为研究对象，极具国家和民族特色！
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其次，这篇研究主要运用网络药理学分析筛选药物靶点和通路，这是用现代医学方法阐明中医的潜在机制，是一个挑战和突破！
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然后，利用分子对接和分子力分析进行验证，探究药物分子与靶蛋白之间的亲和力。
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最后再加上一点体外实验验证使整体研究更加全面！下面一起来详读这篇文献吧！
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题目：基于网络药理学和分子对接的古汉养生精预防阿尔茨海默病的机理解读
杂志：Journal of Ethnopharmacology
影响因子：IF=4.8
发表时间：2024年6月
公众号回复“原文”二字可以领取本文献，文献编号240704
研究背景
古汉养生精（GHYSJ）是以马王堆汉墓出土的中国古代医学经典为基础，由11种传统中草药组成，在临床实践中已被广泛用于治疗各种疾病，包括认知障碍，老年性脑萎缩和抑郁症。阿尔茨海默病（AD）是目前导致老年人痴呆的最普遍的神经退行性疾病，主要临床表现是认知障碍，伴有功能下降。然而，目前GHYSJ对AD发挥调节作用的确切药理机制仍然难以捉摸，从而阻碍了其在临床实践中的广泛采用。因此探究其潜在靶点和机制对开发治疗AD的新药具有重要意义。
研究思路
通过网络药理学构建化学组成-靶点-通路网络和蛋白质-蛋白质相互作用网络，预测GHYSJ治疗AD的潜在靶点。通过分子对接和分子力验证了活性成分与靶标之间的相互作用关系。此外，采用LC-MS和HPLC分析GHYSJ的化学成分，H&E染色分析GHYSJ对动物组织的影响。最后建立Aβ诱导的SH-SY5Y细胞模型，验证网络药理学和分子对接预测的核心通路和靶点。
主要结果
1.GHSYJ成分对AD治疗中的潜在靶点的分析
作者首先通过中医系统药理学（TCMSP）数据库的全面检索，初步确定一组180种活性成分，对应于GHYSJ处方中的11种中草药。经过严格的筛选过程和重复条目的去除，共发现155种成分具有穿透血脑屏障并进入大脑的能力（图1A），在这些成分中通过统计共有14407个潜在靶点。然后从Genecards数据库中提取了与“阿尔茨海默病”相关的14,407个靶点的子集。在应用大于中位数的阈值评分后，获得了1390个与AD特别相关的潜在靶点。使用维恩图确定GHYSJ靶标（970个基因）和AD相关靶标（1390个基因）之间的293个基因的交集（图1 B），运用PPI网络展示蛋白互作情况（图1C），并采用了STRING数据库和Cytoscape 3.7.1拓扑数据进一步分析确定了44个核心靶点，其中包括淀粉样蛋白前体（APP），因此预测GHYSJ对AD的作用机制可能与APP或其上下游靶点有关。
图1：GHSYJ对治疗AD的潜在靶点的分析
2.GHYSJ作用于AD的潜在机制通路的分析
使用 Metascape 数据库对 AD 调控的 GHYSJ 靶标进行信号通路分析。该分析涵盖了基因本体论（GO）的各个方面，包括生物过程（BP）（图2A）、细胞成分（CC）（图2C）和分子功能（MF）（图2B），以及KEGG富集分析，特别研究与AD相关的信号通路（图2 D、2E）。然后使用CytoScape3.7.1构建了GHYSJ组分-AD靶点-通路网络（图2F），以阐明155个脑可进入组分和293个潜在靶点之间的潜在分子机制，经过一系列对比分析最终找到了与AD治疗相关的关键靶点为BACE1。
图2：GHYSJ治疗AD的潜在机制通路分析
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分子对接验证活性成分与靶点间的相互作用关系
根据网络药理学研究结果，对网络度最高的前10种化合物和前20种蛋白质进行对接，并计算出相应的结合能，通过对接模拟和分子通路图评估配体的选择性和作用，并根据其综合特性评估蛋白质-配体结合的潜力。分子对接的评分结果显示，大多数靶标与成分的结合活性良好（图3A）。由于具有高网络度的化合物甘草素（F1）和人参皂苷Rh4（RS15）与认知功能有关，因此将GHYSJ的核心化合物确定为甘草素和人参皂苷Rh4，核心基因靶点为BACE1。为了进一步研究核心配体和核心基因之间的相互作用，作者采用了2D力和3D空间环境图像（图3B、3C），更直观表明甘草素（图3B）和人参皂苷Rh4（图3C）均与BACE1具有良好的结合亲和力。
图3：GHYSJ的活性成分（配体）与靶标（受体）之间的分子对接
4.HE染色验证GHYSJ对大鼠海马体和主要器官的影响
为了证明GHYSJ作为口服药物的安全性，作者对大鼠海马、心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏的组织进行HE染色，观察其病理结构变化。结果显示（图4），GHYSJ组大鼠的海马体（图4 A）、心脏（图4 B）、肝脏（图4 C）、脾脏（图4 D）、肺（图4 E）和肾脏（图4 F）与正常组相似，表明GHYSJ口服液对大鼠器官无明显病理变化。
图4：大鼠海马、心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏的HE染色
5.
体外实验验证药物分子对靶点的调控作用
为了进一步验证GHYSJ对AD的作用，作者在人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）中进行细胞行为学测定，观察GHYSJ对Aβ损伤后SH-SY5Y细胞活力的影响并对所筛选靶点进行蛋白水平验证。结果表明，GHYSJ治疗可以在一定程度上减轻Aβ诱导的SH-SY5Y细胞的损伤（图5 A）并导致其凋亡率显着降低（图5 B）。而免疫荧光结果也显示（图5 C），Aβ处理后药物潜在靶点BACE1明显上调，而经GHYSJ或GHYSJ的主要成分甘草素及人参皂苷RH4作用后其表达水平均明显下降。体外实验进一步验证了药物的有效性及靶点的调控作用。
图5：GHYSJ 对 Aβ 损伤的 SH-SY5Y 细胞的药效学效应
文章小结
作者团队首先找到以中国古代医典为基础的古汉养生精（GHYSJ）作为研究对象，为了明确GHYSJ用于治疗阿尔茨海默病（AD）的具体机制，首先利用网络药理学和分子对接以及分子力分析相结合的方法找到药物治疗潜在靶点，并通过构建“药物组成 - 基因 - 疾病”相互作用网络来识别分析关键信号节点，然后进行后续体外实验验证。该方法有助于分析中草药中复杂的成分对疾病网络的干预机制，具有多组分、多靶点和多途径的性质，近年来在中药化合物研究中得到了广泛应用，为研究中药化合物的潜在作用机制提供了一种新途径。
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