整合UPLC-Q-TOF-MS/MS、基于特征的分子网络技术、网络药理学以及分子对接方法，研究“Persicae Ramulus”对心肌缺血的作用机制

《Journal of Ethnopharmacology》：Integrating UPLC-Q-TOF-MS/MS, Feature-Based Molecular Networking, network pharmacology, and molecular docking to investigate the mechanism of Persicae Ramulus against Myocardial Ischemia

心肌缺血治疗中， Persicae Ramulus (PR) 通过UPLC-Q-TOF-MS/MS结合FBMN技术鉴定出141种成分（61种黄酮类、29种苯丙素等），网络药理学筛选出107种活性成分靶向443个心肌缺血相关靶点，分子对接发现40种化合物高亲和力结合SIRT1/PGC-1α/DRP1，实验验证其通过调控SIRT1/PGC-1α信号轴及DRP1磷酸化（Ser637/Ser616）改善心肌损伤，为中药复方开发提供新靶点。

　　这项研究聚焦于一种传统中药——桃枝（Persicae Ramulus，PR）的药理作用，特别是在心肌缺血（Myocardial Ischemia，MI）治疗中的应用。心肌缺血是心血管疾病（Cardiovascular Disease，CVD）的核心病理机制之一，它通常表现为冠状动脉供血不足或心肌耗氧量增加，导致心肌供氧与需氧之间的失衡。这种失衡不仅会引发能量代谢障碍和心肌收缩功能异常，还可能进一步发展为心肌梗死和心力衰竭等严重并发症。随着心肌缺血的发病率和死亡率持续上升，寻找有效的预防和治疗策略已成为现代心脏病学研究的重点。

在传统中医体系中，心肌缺血的症状通常与“胸痹”相对应，表现为心脏供血不足、胸阳受阻等病理特征。因此，治疗原则通常是活血化瘀，以改善血液循环和消除阻塞。桃枝作为一种常见的中药材，被广泛用于促进血液循环、解毒和驱虫，常用于治疗心脏和腹部疼痛以及外伤。根据地方医药文献记载，桃枝被用于治疗突发性心脏疼痛，说明其在传统医学中的重要地位。此外，民族地区对桃枝的使用也表明，它在治疗心绞痛和慢性心力衰竭方面具有显著疗效。

为了深入了解桃枝的药理作用，研究团队采用了一种系统的方法，结合超高效液相色谱-四极杆时间飞行串联质谱（UPLC-Q-TOF-MS/MS）和基于特征的分子网络（Feature-Based Molecular Networking，FBMN）技术，全面分析了桃枝中的化学成分。通过这些技术，研究人员能够识别出多种潜在的活性成分，并进一步探索它们在心肌缺血治疗中的作用机制。研究还结合了网络药理学和分子对接技术，以预测桃枝的药效靶点和相关信号通路。

在化学成分分析方面，研究人员通过负离子模式的质谱数据，初步鉴定了141种成分，包括61种黄酮类化合物、29种苯丙素类化合物、15种有机酸、14种糖苷、12种脂肪酸、3种三萜类化合物以及7种其他成分。这些成分通过FBMN技术被组织成356个前体离子，其中59个为具有多个节点的簇，84个为单节点。每个节点代表一个单独的质谱图（前体离子），绿色圆圈表示通过GNPS数据库注释的已知化合物，红色圆圈表示未知成分，绿色虚线圆圈则表示可能的异构体。边的粗细反映了质谱图之间的相似性。

进一步的分析表明，网络药理学预测了107种活性成分可能作用于443个与心肌缺血相关的靶点。在进行视觉筛选后，研究人员保留了79个核心靶点（如DNM1L、SIRT1、NFE2L2）和89个核心化合物。通过KEGG通路分析，研究人员发现这些成分可能涉及凋亡、钙信号传导和Toll样受体通路等重要生理过程。分子对接结果显示，40种化合物对SIRT1、PGC-1α和DRP1等关键靶点具有较强的结合能力，结合能低于-8.0 kcal/mol。实验结果进一步验证了这些成分的药理作用，表明桃枝能够显著降低循环中的C反应蛋白（CRP）、脑钠肽（BNP）、肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）水平，恢复心肌中的三磷酸腺苷（ATP）含量，保持组织结构的完整性，并减轻纤维化现象。从机制上看，桃枝能够上调SIRT1/PGC-1α信号通路，并调节DRP1在Ser637和Ser616位点的磷酸化（p<0.05, 0.01）。

研究结果不仅揭示了桃枝在心肌缺血治疗中的潜在作用，还为未来深入探讨其化学成分、药效机制和临床应用提供了科学依据。通过将UPLC-Q-TOF-MS/MS与FBMN、网络药理学和分子对接技术相结合，研究人员构建了一个综合平台，既能够识别桃枝的化学成分，又能够阐明其作用机制。这种方法不仅有助于提高桃枝的质量控制水平，还为后续的药物开发和临床研究奠定了坚实的基础。

此外，研究团队还探讨了桃枝在现代医学中的应用潜力。随着心血管疾病成为全球主要的死亡原因之一，传统的治疗手段如溶栓治疗、经皮冠状动脉介入和冠状动脉搭桥手术虽然在一定程度上能够控制心肌梗死的范围，但仍然无法显著改善患者的预后。因此，寻找新的治疗药物和分子靶点成为临床研究的重要任务。桃枝作为传统中药的一部分，其化学成分和药效机制的探索有助于发现新的治疗策略，并为现代医学提供新的研究方向。

在方法论上，研究团队采用了多种先进的技术手段，包括LC-MS/MS、FBMN、网络药理学和分子对接。这些技术的结合不仅提高了分析的准确性和效率，还能够更全面地揭示桃枝的药理作用。LC-MS/MS技术用于全面分析桃枝中的化学成分，而FBMN技术则能够将这些成分进行分类和聚类，生成一个可视化的分子网络。网络药理学技术则用于筛选活性成分并预测其作用靶点，分子对接技术则进一步验证这些靶点的结合能力。

研究团队还对桃枝的提取过程进行了详细描述。桃枝从河北安国中药材市场采购，经过鉴定确认为桃树（Prunus persica (L.) Batsch）的干燥枝条。提取过程包括将1.0克粉末桃枝在53%乙醇中进行超声处理，温度控制在60°C，持续时间为50分钟。提取液经过蒸发干燥后，重新溶解于50%乙醇中，以获得高纯度的提取物。这一过程确保了桃枝中化学成分的完整保留，并为后续的分析提供了可靠的样品基础。

在分析过程中，研究人员发现，基于特征的分子网络技术能够有效处理复杂的质谱数据，将结构相似的离子进行分类，并生成一个可视化的分子网络。这种技术不仅能够提高对未知代谢物的注释效率，还能够发现新的类化合物。结合UPLC-Q-TOF-MS/MS的高分辨率和高灵敏度，FBMN技术在植物代谢组学研究中展现出巨大的潜力。它不仅有助于对传统中药进行系统分析，还推动了现代医学对传统中药的理解和应用。

此外，研究团队还探讨了分子对接技术与网络药理学的结合应用。这种结合不仅能够预测药物成分与靶点之间的相互作用，还能够绘制出相应的拓扑网络，从而揭示药物的作用机制。这种方法能够显著缩短新药研发和优化的时间，提高研究的效率。通过这种方法，研究人员能够更全面地了解桃枝的药理作用，并为未来的药物开发提供科学依据。

综上所述，这项研究不仅揭示了桃枝在心肌缺血治疗中的潜在作用，还为传统中药的现代研究提供了新的方法和技术支持。通过将多种先进的技术手段相结合，研究人员能够更系统地分析桃枝的化学成分和药效机制，为未来的临床应用和药物开发奠定坚实的基础。此外，这项研究还强调了传统中药在现代医学中的重要性，并为推动传统中药的现代化提供了新的思路。