基于网络多靶标探讨补肾益智方抗AD药效物质基础及作用机制

摘要：目的:探索补肾益智方(BSYZ)治疗阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的药效物质基础及其作用机制.方法:采用网络药理学理论与方法,首先从中草药相关数据库中收集BSYZ化学成分,以药代动力学参数(吸收、分布、代谢、排泄、毒性)为条件筛选出候选活性成分,然后基于三维形状匹配的WEGA程序对筛选出的候选活性成分进行靶标预测,基于靶标预测的结果构建药物-靶标网络并进行网络分析以及KEGG通路富集分析.同时采用APP/PS1双转基因小鼠模型验证BSYZ的体内药效并在网络药理学预测结果指导下进行体内分子机制的相关验证,从而全面深入地揭示BSYZ治疗AD的药效物质基础及作用机制.结果:BSYZ共有276个化学成分,其中17个关键化合物发挥主要治疗作用,包括Eriodictyol,Vitamin c以及Physcione等.BSYZ可作用于156个靶标,其中ACHE(acetylcholinesterase)、SIGMAR1(sigma non-opioid intracellular receptor 1)、SLC6A4(sodium-dependent serotonin transporter)、CHRNA7(neuronal acetylcholine receptor subunit alpha-7)以及NOS1(nitric oxide synthase,brain)是BSYZ治疗AD发挥疗效的主要作用靶点.网络分析可知,蛇床子、人参、枸杞子/女贞子在BSYZ治疗AD中通过同时作用于相同的蛋白靶标而发挥协同增强作用.通路富集分析可知,BSYZ主要作用于两大AD相关的病理网络:一方面BSYZ作用于导致AD的上游病理通路,抑制Aβ以及NFTs生成,发挥阻止疾病进展的作用;另一方面作用于缓解AD疾病症状的下游靶点,调节神经营养因子生存以及调节长时程增强效应,提高BSYZ治疗AD的综合疗效.动物行为学结果表明BSYZ中高剂量组可改善APP/PS1小鼠的学习记忆能力,包括显著缩短逃避潜伏期、显著增加穿越平台的次数等.尼氏染色结果表明BSYZ可减少APP/PS1小鼠海马中Aβ以及老年斑.Western Blot实验表明,BSYZ中高剂量组通过显著下调APH1B(gamma-secretase subunit APH-1B)水平,上调IDE(insulin-degrading enzyme)以及NEP(neprilysin)水平等途径从而减少Aβ在APP/PS1小鼠中的生成聚集.同时Western Blot实验还表明,BSYZ高剂量组可减少活化型Caspase-3与Caspzse-8含量,说明BSYZ具有神经保护作用.结论:本研究从网络多靶标的角度阐明了BSYZ治疗AD的药效物质基础及作用机制,为中药复方的网络药理学研究提供方法学参考.