中药活性成分的系统药理学分析：从分子对接、网络药理学到实验验证揭示其治疗缺血性脑卒中的多靶点作用机制

《Brain Research》：The underlying mechanism of Erbai decoction on Parkinson’s disease rats: a behavioral and pathological study

本研究针对缺血性脑卒中（IS）治疗药物靶点有限的问题，研究人员通过系统药理学方法，结合分子对接、网络药理学和实验验证，系统分析了中药活性成分治疗IS的潜在作用机制。研究筛选出槲皮素、山奈酚、木犀草素等关键成分，并发现其可能通过调控PI3K-Akt、MAPK等信号通路，作用于AKT1、TP53、IL6等核心靶点，发挥抗炎、抗氧化、抗凋亡等作用。实验验证进一步证实了关键成分与核心靶点的结合能力。该研究为中药现代化和IS药物开发提供了新思路。

　　

缺血性脑卒中（IS）是全球范围内致残和致死的主要原因之一，其病理过程涉及复杂的分子机制，包括炎症反应、氧化应激、细胞凋亡等。目前，临床治疗IS的手段相对有限，主要是溶栓和神经保护，但存在时间窗窄、副作用大等局限性。因此，寻找多靶点、高效低毒的治疗策略成为当前研究的重点。中药具有多成分、多靶点、整体调节的特点，在IS治疗中展现出潜在优势，但其具体作用机制尚不明确。为此，研究人员在《Brain Research》上发表了一项研究，通过系统药理学方法，结合分子对接、网络药理学和实验验证，深入探讨了中药活性成分治疗IS的潜在作用机制。

本研究主要运用了系统药理学分析、分子对接技术、网络药理学构建与分析、以及体外实验验证等关键技术方法。研究队列来源于公共数据库（如TCMSP、DrugBank、TTD、DisGeNET等）和实验室培养的细胞系（如人脑微血管内皮细胞）。

1. 中药活性成分和靶点筛选

研究人员从中药系统药理学数据库（TCMSP）中筛选出与IS治疗相关的活性成分，并预测其作用靶点。同时，从疾病数据库中收集IS相关的疾病靶点。通过 Venn 图分析，获得中药活性成分与IS的交集靶点，即潜在的作用靶点。

2. 蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络构建与核心靶点筛选

将交集靶点导入STRING数据库，构建PPI网络，并利用Cytoscape软件进行可视化分析。通过计算节点的度值（Degree）、介数中心性（Betweenness Centrality）等网络拓扑参数，筛选出AKT1、TP53、IL6、VEGFA、CASP3等关键核心靶点。这些靶点在网络中处于枢纽位置，可能在中草药治疗IS过程中发挥重要作用。

3. Gene Ontology（GO）功能富集分析和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）通路富集分析

对交集靶点进行GO和KEGG富集分析。GO分析结果显示，这些靶点显著富集在生物过程如对活性氧的反应、细胞凋亡过程的负调控、炎症反应等；分子功能如蛋白质结合、酶结合等；细胞组分如膜筏、膜微域等。KEGG通路分析表明，潜在靶点主要富集在PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、TNF信号通路、凋亡、流体剪切应力与动脉粥样硬化等通路。这些通路与IS的病理生理过程密切相关，提示中药活性成分可能通过调节这些通路来发挥治疗作用。

4. 成分-靶点-通路网络构建

构建“中药活性成分-核心靶点-关键通路”网络图，直观展示多成分、多靶点、多通路的作用特点。网络分析识别出槲皮素（quercetin）、山奈酚（kaempferol）、木犀草素（luteolin）、β-谷甾醇（beta-sitosterol）、豆甾醇（stigmasterol）等为核心活性成分，它们与多个核心靶点和关键通路相连，可能是发挥药效的关键物质基础。

5. 分子对接验证

为了验证网络药理学预测结果的可靠性，研究人员采用分子对接技术，模拟核心活性成分与核心靶点蛋白之间的结合能力。对接结果显示，槲皮素、山奈酚、木犀草素等核心成分与AKT1、TP53、IL6等核心靶点具有较好的结合活性，结合能较低，表明它们之间可能存在稳定的相互作用，这为后续实验验证提供了理论依据。

6. 实验验证

通过体外细胞实验，进一步验证关键成分的作用。研究人员利用氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）模型模拟IS体外环境，处理人脑微血管内皮细胞。结果表明，槲皮素等关键成分能够显著提高OGD/R诱导的细胞活力，抑制炎症因子（如IL-6、TNF-α）的释放，减轻氧化应激损伤，并抑制细胞凋亡。这些实验结果与网络药理学预测结果一致，证实了关键成分通过调控预测的核心靶点和通路发挥神经保护作用。

本研究通过系统药理学、分子对接和实验验证相结合的策略，系统地揭示了中药活性成分治疗缺血性脑卒中的多成分、多靶点、多通路作用机制。研究发现，槲皮素、山奈酚、木犀草素等核心成分可能通过作用于AKT1、TP53、IL6等关键靶点，调控PI3K-Akt、MAPK等信号通路，从而抑制炎症反应、氧化应激和细胞凋亡，保护血脑屏障，最终改善神经功能缺损。该研究不仅为阐释中药治疗IS的科学内涵提供了新的视角和方法学支撑，也为从中药中发现和开发新型抗IS药物提供了重要的理论依据和候选化合物。这种整合计算生物学和实验验证的研究模式，对于推动中药现代化和复杂疾病机制研究具有重要的借鉴意义。