題目：抗焦慮和抗抑郁藥物-食品類似物的網絡藥理學篩選、體外和體內評估

英文名：Network pharmacology screening, in vitro and in vivo evaluation of antianxiety and antidepressant drug-food analogue

雜志：Phytomedicine

影響因子：6.7/Q1

發表時間：2024年9月

研究背景：抑郁癥和焦慮癥是常見的精神疾病，而目前使用的化學藥物通常會產生嚴重的不良反應。中國擁有豐富的藥食兩用中草藥，以其安全有效而著稱。本研究旨在利用網絡藥理學等技術，從藥用和食用草本植物中開發出具有更好抗抑郁和抗焦慮效果的新型制劑，并在體外和體內實驗中驗證其效果。

研究思路：利用網絡藥理學和分子對接，確定具有抗焦慮和抗抑郁潛力的藥材。進一步篩選出具有細胞保護作用和無毒特性的草藥，配制成草藥混合物。隨后，建立PC12細胞損傷模型和小鼠慢性不可預測輕度應激（CUMS）模型，以評估配方的效果。結果初步篩選了十種藥材，其中六種適合配制混合物，即甘草、大棗、鉤藤、桑葉、黃芪和金銀花（GDGSHJ）。GDGSHJ配方可減少乳酸脫氫酶（LDH）的滲漏，減少細胞凋亡，并在CUMS小鼠模型中顯示出良好的抗抑郁和抗焦慮作用。此外，GDGSHJ還能上調血清中5-羥色胺（5-HT）的含量和腦組織中5-HT、γ-氨基丁酸（GABA）和多巴胺（DA）的水平。它還下調了小鼠海馬中SLC6A4和SLC6A3基因的表達，同時上調了HTR1A、DRD1、DRD2和GABRA1基因的表達。該制劑具有強大的抗抑郁和抗焦慮作用，且不會產生嚴重毒性，這種功效似乎是由小鼠海馬內相關基因的表達介導的，通過平衡血清中的5-HT水平和腦組織中的DA、GABA和5-HT水平來達到這一效果。

圖1

研究結果：

1、網絡藥理學分析結果

通過數據庫搜索共確定了103個交叉靶標（圖2A），構建了一個PPI網絡（圖2B）。其中，度值在22或以上的49個節點被認定為本研究的核心靶點。隨后生成了"焦慮和抑郁靶點-活性成分-同源草藥"網絡（圖2C）。在49個靶標中，有26個可以與120種活性成分負匹配，相當于來自同一來源的79種草藥。采用直接拓撲分析計算中藥材節點及其相應活性成分的度值之和，確定邊緣的數量。選取邊值maximum的前10種藥材，包括甘草、桑葉等，進行進一步研究（圖2D）。

圖2

從子網絡中提取的十種核心藥材被用于構建"核心藥材-有效成分-抑郁和焦慮靶點"網絡（圖3A）。根據富集基因的數量，前十名結果以柱狀圖顯示（圖3B）。這些靶標主要與G蛋白偶聯受體信號通路和化學突觸傳遞等生物過程有關。在細胞組成方面，它們與細胞質膜組成等方面有關。分子功能則與蛋白質結合、G蛋白偶聯受體活性等有關。KEGG富集分析共發現了9條通路，包括神經活性配體-受體相互作用和鈣信號通路（圖3C）。

圖3

2、分子對接結果

在"核心藥用植物-活性成分-抑郁和焦慮靶標"網絡中，以25個靶標作為受體蛋白，以主要的7種核心成分作為配體，進行了175次分子對接。一般來說，較小的結合能表明配體與受體之間的結合活性更強。在25個抑郁和焦慮靶點中，大多數都表現出與關鍵活性成分的良好結合活性（圖4A）。其中，β-谷甾醇與HTR2C的結合活性highest，結合能為-10.7 kcal/mol，其次是豆甾醇與DRD2和美迪卡品與SLC6A4。三維圖形顯示了與目標結合活性the best的活性成分的對接模式（圖4B）。

圖4

3、GDGSHJ制劑對皮質酮處理的PC12細胞的保護作用

將400μM濃度的皮質酮暴露于PC12細胞24小時后，PC12細胞的增殖率下降了50.80±3.69%，表明細胞受到了嚴重破壞（圖5）。在研究10草藥對皮質酮誘導的PC12細胞增值率的影響（圖6）。100mg/L甘草干預后的PC12細胞活性為63.93±7.6%。值得注意的是，400mg/L大灶、勾七子、桑燁、黃騏和金銀化的干預導致PC12細胞活性分別為72.38±7.04%、65.23±2.48%、72.11±4.63%、75.51±4.67%和75.46±1.73%。相反，獨中葉（200和400mg/L）、高梁江（200和400mg/L）和百果（400mg/L）對皮質酮誘導的PC12細胞表現出毒性作用。白編豆在0-400mg/L濃度范圍內，對皮質酮處理的PC12細胞無顯著影響。在50、100、200和400mg/L的濃度下，GDGSHJ制劑有效逆轉細胞損傷，降低LDH活性，改善皮質酮誘導的PC12細胞膜損傷，并以劑量依賴性方式抑制皮質酮誘導的細胞凋亡（圖7）。

圖5

圖6

圖7

4、GDGSHJ制劑緩解小鼠的焦慮抑郁樣行為

模型制作完成后，模型組小鼠的體重增加明顯低于正常組，同時還出現了毛發凌亂。這些癥狀在中劑量GDGSHJ和文拉法辛組明顯逆轉。在糖水偏好實驗中，模型組小鼠的糖水偏好率（42.04±7.72%）明顯低于空白組（84.59±4.36%）。開闊地實驗表明，與空白組（25064±4539mm，29.03±12.05s）相比，模型組小鼠在中心區的總行進距離和停留時間（11830±6011mm，6.31±3.57s）均有所減少。EPM結果顯示，模型組的焦慮指數（86.80±6.44%）高于正常組（52.39±8.26%）。與正常對照組（82.6±10.57s，66.9±10.49s）相比，模型組的FST和TST顯示固定時間延長（135.6±10.76s，115.4±9.43s），表明建模成功。GDGSHJ中劑量組和高劑量組明顯逆轉了這些情況，表明其具有很強的抗抑郁活性（圖8）。

圖8

5、GDGSHJ制劑可增加小鼠血清和腦組織中神經遞質的水平

在小鼠神經遞質水平方面，空白組的血清中5-HT和NE水平分別為185.75±11.83ng/mL和378.32±32.64pg/mL。CUMS刺激模型組的血清5-羥色胺（150.85±6.38ng/mL）和NE（294.84±20.01pg/mL）水平顯著下降。陽性對照藥物文拉法辛明顯提高了血清5-HT和NE的水平。同時，中、高劑量的GDGSHJ對血清5-HT水平有明顯調節作用，但對NE水平無明顯影響。雖然有明顯的趨勢，但CUMS小鼠的血清GABA和DA與空白對照組沒有明顯差異（圖9）。在腦組織中，空白組的5-HT、NE、GABA和DA水平分別為195.39±12.88ng/mL、372.03±36.08pg/mL、301.06±21.92pg/mL和301.06±21.92。pg/mL和168.45±12.70pg/mL。模型組在接受CUMS刺激后，5-HT（160.64±8.27ng/mL）、NE（301.26±32.57pg/mL）、GABA（228.34±7.53pg/mL）和DA(134.43±6.30pg/mL）明顯下降。使用陽性藥物文拉法辛可逆轉這些效應，導致腦組織中的5-羥色胺、GABA和DA含量增加。同樣，與CUMS組相比，中劑量和高劑量GDGSHJ均能顯著提高腦組織中5-羥色胺、GABA和DA的含量。然而，GDGSHJ對腦組織中NE的影響不明顯（圖10）。

圖9

圖10

6、GDGSHJ制劑影響CUMS小鼠海馬部分預測靶基因的mRNA表達

在CUMS刺激后，小鼠海馬區SLC6A4和SLC6A3基因的mRNA表達明顯上調。相反，HTR1A、DRD1、DRD2和GABRA1基因的mRNA表達則明顯下調。相反，與模型組相比，給予中等劑量的GDGSHJ能顯著逆轉這些結果（圖11）。

圖11

總結：本文利用網絡藥理學的方法推出雙疾病靶點有作用的中藥配方，并且在體外做的驗證，思路值得學習，文章中的分析方法還可以更豐富，傲星生物有豐富的分析方案、完善的下游驗證、機制研究服務，一對一專屬服務為您排憂解難，助您輕松應對畢業和晉升！