实验研究
应用网络药理学探索丹参对近视的作用靶点及验证
中华实验眼科杂志, 2024,42(4) : 322-328. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20231209-00205
摘要
目的

应用网络药理学和分子对接技术探索丹参在近视中的作用靶点并验证。

方法

采用TCMSP数据库提取丹参作用靶点,采用GeneCards、DisGeNET、Malacard和OMIM数据库提取近视相关靶点并取交集。选取交集靶点提取对应中药活性成分,采用Cytoscape构建中药药理调控网络。采用String数据库对关键靶点基因构建蛋白质互作网络图,选取相关蛋白从PubChem数据库下载活性成分的三维结构,采用AutoDockvina软件进行分子对接。选取清洁级3周龄三色豚鼠12只,右眼采用透镜离焦诱导型近视(LIM)进行实验性近视诱导,采用计算机随机数法将其分为生理盐水组和丹参素钠组,每组6只,分别在LIM维持同时每天球周注射1 ml生理盐水或丹参素钠,对侧眼为阴性对照。实验第0、14、28天采用A型超声测量眼轴长度,采用带状光检影镜检测屈光度。为规避个体差异,采用相对等效球镜度数(处理眼等效球镜度数-对侧眼等效球镜度数)、相对眼轴长度(处理眼眼轴长度-对侧眼眼轴长度)比较。实验第28天,采用Western blot法检测缺氧诱导因子1α(HIF-1α)和转化生长因子β1(TGF-β1)蛋白相对表达量。

结果

筛选出近视与源自丹参的中药成分靶点交集关键靶点16个,构建以丹参为候选药物的中药网络药理图和蛋白质互作图,筛选出基质金属蛋白酶2(MMP2)、TGFB1MMP9靶点基因的对应蛋白可与木犀草素、丹参素、丹参酮ⅡA等活性成分进行分子对接。诱导后14 d,丹参素钠组和生理盐水组相对等效球镜度分别为(-4.67±1.03)和(-6.30±1.22)D,相对眼轴长度分别为(0.67±0.26)和(1.08±0.34)mm,丹参素钠组近视程度加深较轻,眼轴长度增长较少,差异均有统计学意义(t=2.412,P=0.039;t=2.750,P=0.049)。阴性对照组、生理盐水组和丹参素钠组HIF-1α蛋白相对表达量分别为0.20±0.01、1.29±0.05和0.63±0.02,TGF-β1蛋白相对表达量分别为0.93±0.05、0.25±0.01和0.74±0.05,其中丹参素钠组HIF-1α蛋白相对表达量高于阴性对照组,低于生理盐水组,TGF-β1蛋白相对表达量低于阴性对照组,高于生理盐水组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。

结论

源于丹参提取的天然化合物可作为抗巩膜缺氧和改善巩膜细胞外基质重塑的潜在候选药物。

引用本文: 路小楠, 李杰, 安广琪, 等.  应用网络药理学探索丹参对近视的作用靶点及验证 [J] . 中华实验眼科杂志, 2024, 42(4) : 322-328. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20231209-00205.
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据世界卫生组织报道,2020年世界30%的人口罹患近视,预计到2050年近视患病率将上升至50%[1]。近视在东亚和东南亚国家发病率更高,在受教育的青年人中可达70%~90%[2]。随着人们生活方式改变等因素的影响,近视发病逐渐呈现低龄化,亟需安全有效的防控手段[3]。近视的主要表现之一是眼轴伸长,而眼轴过度延伸导致的病理性近视已成为重要的致盲眼病[4]。眼轴的过度伸长往往伴随着巩膜变薄,巩膜是维持眼球形态的重要组织。既往研究表明,巩膜细胞外基质(extracellular matrix,ECM)重塑和ECM成分的改变影响巩膜框架结构,这与生长因子信号通路、金属蛋白酶等的表达有关[5]。近年来,全基因组关联分析表明人类近视风险基因与缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)信号通路中基因相互作用[6];此外,巩膜重塑机制的研究表明近视动物模型中HIF-1α表达上调;这些研究表明巩膜缺氧影响巩膜ECM成分表达,是近视机制中的关键环节[7,8]。抗巩膜缺氧治疗成为未来近视控制的可行方法。改善缺氧的红景天苷和芒柄花素可以通过下调HIF-1α表达以影响后续ECM中蛋白表达,从而抑制近视发展[7]。传统医学认为中药丹参具有活血散淤、消肿生新、扩张冠状动脉、改善心肌缺血等作用[9,10]。既往研究表明,丹参的多种活性成分,如丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、丹参素等可通过下调HIF-1α改善不同组织缺氧状态,具有良好的抗缺氧、抗炎作用[4,11,12]。本研究利用网络药理学方法探索丹参不同活性成分对近视的作用靶点,探讨丹参控制近视的潜在靶点和途径,并利用近视动物模型进行验证,以期为后续控制近视的药物研发提供参考。

 
 
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