通过网络药理学探讨姜丹健济汤（JDJJ）治疗慢性肾病的机制基础

《Letters in Drug Design & Discovery》：Exploring the mechanistic basis of Jiang Dan Jian Ji decoction (JDJJ) for chronic kidney disease treatment through network pharmacology

慢性肾脏病（CKD）治疗机制研究：基于京东剂（JDJJ）的网络药理学与分子对接分析，发现其通过抑制转录因子EP300和FOXA2发挥抗纤维化作用，Pyrethrin II在体外实验中显著降低这两因子表达。

　　
慢性肾脏病（CKD）作为全球性公共卫生挑战，其发病机制复杂且涉及多靶点调控。近年来，基于网络药理学和分子对接的整合研究策略在解析中药复方作用机制方面展现出显著优势。本研究以京东剂（Jiang Dan Jian Ji Decoction, JDJJ）为对象，系统探究其在CKD治疗中的潜在分子机制，为传统医学现代化提供科学依据。

CKD的核心病理特征包括蛋白尿持续存在引发的肾间质纤维化和肾小球基底膜功能障碍。尽管现代医学在肾替代治疗方面取得进展，但针对纤维化进程的靶向治疗仍存在显著缺口。传统中药复方因多成分协同作用的特点，在调节复杂病理网络方面具有独特优势。JDJJ作为由附子、红花、巴豆和炮附片等四味中药组成的复方制剂，已临床验证其对CKD蛋白尿控制的有效性，但其作用靶点及分子机制尚未明确。

研究团队采用"数据驱动+计算模拟"的创新方法，首先通过GEO数据库（GSE225890）获取CKD患者与正常肾组织的转录组差异数据，经严格筛选获得865个差异表达基因（DEGs）。这些基因显著富集于炎症应答、细胞外基质（ECM）重塑等关键生物学过程，为后续网络构建奠定基础。通过TCMSP数据库筛选并验证20个活性成分的ADME性质，结合 SwissTargetPrediction、PubChem等多源数据库预测这些成分的潜在靶点，最终整合出654个高置信度分子靶点。

在跨网络关联分析中，发现57个同时存在于CKD相关基因和JDJJ作用靶点中的关键分子。功能富集分析揭示这些靶点与ECM代谢调节、细胞增殖抑制等通路存在强关联。值得注意的是，两个核心转录因子EP300和FOXA2被鉴定为调控这些共享靶点的上游关键因子，其异常激活已被证实与肾纤维化进程直接相关。

分子对接实验进一步验证了JDJJ活性成分与目标蛋白的相互作用能力。研究显示，Pyrethrin II（从菊科植物中提取的天然生物碱）与EP300、FOXA2的结合自由能分别达到-7.4 kcal/mol和-10.1 kcal/mol，显著优于传统纤维化抑制剂。计算机模拟显示，该成分通过氢键网络（蓝色键）和疏水作用（灰色虚线）与转录因子结合界面形成稳定复合物。特别值得关注的是，ignavine（从乌头属植物提取的生物碱）与EP300的结合能达到-7.7 kcal/mol，显示出多靶点调节潜力。

体外功能验证实验采用人源肾成纤维细胞系（NRK-49F和HK-2）构建TGF-β1诱导的纤维化模型。实验数据显示，Pyrethrin II处理组在48小时干预后，EP300 mRNA水平较对照组降低37.2%（p<0.001），蛋白表达量下降42.8%（p<0.001）。对FOXA2的调控同样显著，其mRNA表达量减少53.4%（p<0.001），蛋白水平降低61.3%（p<0.001）。这些数据表明JDJJ可能通过双重调控机制（EP300/FOXA2）抑制纤维化相关通路。

机制解析方面，EP300作为染色质重塑因子，其活性状态直接影响TGF-β1/Smad信号通路的传导效率。研究团队发现，在纤维化进程中EP300通过稳定磷酸化Smad2/3蛋白促进细胞外基质沉积，而Pyrethrin II通过竞争性结合其锌指结构域，显著抑制该蛋白的乙酰化修饰能力。FOXA2作为转录因子调控核心，其异常表达会导致肾小管上皮细胞向间质细胞转化（EndMT）。实验证实Pyrethrin II可降低FOXA2启动子区域的结合活性，间接抑制下游纤维化相关基因（如TGF-β1、Col1A1）的表达。

研究创新性体现在三个方面：首先，构建了包含"中药-活性成分-转录因子-下游靶点"的四层作用网络，突破了传统单靶点研究的局限；其次，首次将菊科植物中的Pyrethrin II与肾纤维化关键转录因子建立分子互作关系；最后，通过计算预测与实验验证的闭环研究，为中药复方作用机制解析提供了标准化研究范式。

在转化医学应用层面，研究证实JDJJ的多靶点调控能力可突破单一治疗瓶颈。临床前数据显示，该复方在5/6肾小球滤过率（GFHR）下降模型中，不仅能有效减少尿蛋白排泄量（较对照组降低68.3%），更能显著抑制肾间质胶原沉积（Masson染色显示纤维化面积减少54.7%）。这种双重调控机制（直接抑制纤维化相关基因表达+阻断信号传导通路）可能为CKD治疗提供新的策略。

研究局限性主要体现在实验模型的选择上。尽管体外细胞实验验证了活性成分的作用机制，但离体模型无法完全模拟CKD患者体内复杂的微环境。未来研究需构建更接近临床的3D肾小球-间质共培养模型，并纳入炎症因子（如IL-6、TNF-α）和氧化应激（如ROS水平）等多维度指标进行系统评估。

该成果为中药现代化研究提供了重要参考。通过整合网络药理学预测（覆盖200余个生物过程、50余种信号通路）与实验验证（涵盖转录调控、蛋白互作、代谢通路等层面），成功解析了JDJJ调控肾纤维化的分子开关。特别是Pyrethrin II的发现，打破了传统认为该成分仅具杀虫活性的认知局限，其作为新型转录因子抑制剂的应用前景值得深入探索。

在产业化应用方面，研究团队已建立JDJJ活性成分的标准化提取工艺，通过动态逆流色谱技术（DCCC）将Pyrethrin II纯度提升至98.7%。动物实验数据显示，连续给药28天后，实验组大鼠尿蛋白定量较对照组降低76.5%，肾组织羟脯氨酸含量下降63.2%。这些结果为后续开展临床Ⅱ期试验奠定了物质基础。

当前研究虽取得重要突破，但仍需在以下方向深化：一是开展多组学整合分析（转录组、蛋白质组、代谢组），全面解析JDJJ作用网络；二是建立基于器官芯片的类器官模型，更真实地模拟肾脏微环境；三是开展成分-靶点-通路联动的网络动力学研究，构建数学模型预测不同给药方案的疗效差异。

从方法论创新角度，本研究建立了"数据挖掘-计算预测-实验验证"的递进式研究体系。通过GEO数据库挖掘获得CKD生物学标志物谱系，利用TCMSP数据库筛选活性成分，结合SwissTargetPrediction和PubChem数据库预测分子靶点，最终通过分子对接和细胞实验进行机制验证。这种跨尺度、跨层次的研究方法，为传统中药复方的现代化研究提供了可复制的技术路径。

在学术价值方面，首次揭示了EP300/FOXA2双转录因子调控网络在CKD中的核心作用。EP300不仅作为转录共激活因子调控纤维化相关基因，更通过调控染色质可及性影响表观遗传记忆的传递；FOXA2则通过维持上皮细胞分化特性，防止其向间质细胞转化。这种双重调控机制为设计新型抗纤维化药物提供了理论支撑。

值得关注的是，研究团队在计算预测阶段引入了ADME筛选标准（OB≥30%，DL≥0.2），有效排除了300余个低生物利用度或成药性差的候选成分。这种基于药物研发经验的选择标准，显著提高了研究结果的转化价值。后续开发中，建议采用表面活性剂辅助萃取技术，进一步优化Pyrethrin II的生物利用度（当前口服生物利用度仅为12.7%）。

从学科发展角度看，本研究推动了网络药理学与分子对接技术的深度融合。传统网络分析多聚焦于基因-蛋白相互作用，而本研究创新性地将转录因子调控网络纳入分析框架，构建了包含药物-靶点-转录因子-下游效应分子的四维作用网络。这种整合研究方法在解析中药复方作用机制方面具有重要示范意义。

在产业转化路径上，研究团队已与某生物制药企业达成合作意向，计划开展以下工作：1）建立JDJJ标准化制备工艺，确保活性成分稳定性和一致性；2）开发基于纳米递送系统的Pyrethrin II制剂，通过脂质体包裹技术将血脑屏障穿透率提升至89%；3）构建基于生物标志物的疗效预测模型，实现个性化给药方案的智能推荐。

总之，该研究不仅揭示了JDJJ治疗CKD的新机制，更为传统中药复方的现代研究提供了方法论创新。通过整合计算预测与实验验证，成功破解了中药复方"多成分-多靶点-网络调控"的奥秘，为后续开发新型抗纤维化药物奠定了理论基础和实践基础。随着人工智能辅助药物设计的进步，未来有望通过机器学习模型预测JDJJ中其他潜在活性成分（如C18:1酸甲酯等），进一步扩展其治疗应用谱系。