張 欣,韓一旦,許云騰,王曉寧,嚴(yán) 輝,王 杰,李西海,4,王珊珊*
(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合研究院,福建 福州 350122;2.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西結(jié)合學(xué)院,福建 福州 350122;3.中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院,湖北武漢430071;4.福建省中西醫(yī)結(jié)合老年性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350122)
絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)是女性絕經(jīng)后卵巢功能衰退、雌激素水平下降而引起的以骨髓脂肪化、骨質(zhì)流失、骨微結(jié)構(gòu)受損、骨強(qiáng)度降低為主要特征的代謝性疾?。?]。雌激素水平的下降不僅可以直接影響骨代謝,還可引起脂代謝異常與功能障礙,間接引起骨髓微循環(huán)障礙、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨成脂分化失衡,進(jìn)而降低骨代謝能力、促進(jìn)骨丟失[2-3]。同時(shí),脂代謝紊亂易導(dǎo)致脂肪細(xì)胞增多,誘發(fā)脂肪組織擴(kuò)張,故PMOP脂骨代謝紊亂患者時(shí)常伴隨肥胖癥狀,而肥胖可通過(guò)多種作用機(jī)制對(duì)骨骼產(chǎn)生不利影響[4-6]。肥胖癥是PMOP脂骨代謝紊亂的常見(jiàn)并發(fā)癥,二陳湯對(duì)脂代謝紊亂具有較好的改善作用[7],基于脂代謝異常以及肥胖癥對(duì)骨代謝產(chǎn)生的不利影響,推測(cè)二陳湯對(duì)脂代謝的調(diào)節(jié)作用可間接影響骨代謝,具備調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂、降低PMOP患者并發(fā)肥胖癥的概率,以延緩PMOP疾病發(fā)展進(jìn)程、改善其臨床癥狀的潛力,但具體作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索與驗(yàn)證,故本文選取PMOP與肥胖癥的基因數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對(duì)接技術(shù)從二陳湯的物質(zhì)基礎(chǔ)出發(fā),探究其調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂的潛在分子機(jī)制。
1.1 PMOP與肥胖癥相關(guān)疾病靶點(diǎn)收集與整理 通過(guò)GeneCards(https://www.genecards.org/)、DRUGBANK(https://www.drugbank.com/)、PharmGkb(https://www.pharmgkb.org/)、OMIM(https://omim.org/)以及TTD(http://db.idrblab.net/ttd/)數(shù)據(jù)庫(kù)分別查找PMOP、肥胖癥的相關(guān)疾病靶點(diǎn),其中Gene-Cards數(shù)據(jù)庫(kù)的Relevance score值越高則代表該靶點(diǎn)與疾病關(guān)系越密切,若靶點(diǎn)過(guò)多則可根據(jù)Relevance score值篩除相關(guān)性較小的靶點(diǎn)。利用R 4.0.3軟件將各數(shù)據(jù)庫(kù)所得靶點(diǎn)匯總后刪除重復(fù)項(xiàng)。
1.2 二陳湯有效成分及作用靶點(diǎn)收集與整理 在TCMSP中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)及分析平臺(tái)(https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php)分別檢索半夏、陳皮、茯苓、甘草四味藥的有效成分,并根據(jù)生物口服利用度(oral bioavailability,OB)≥30%且類(lèi)藥性(druglikeness,DL)≥0.18篩選出具有較高活性的有效成分及其作用的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)。利用Uniprot蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.uniprot.org)對(duì)所有藥物靶點(diǎn)信息統(tǒng)一進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,去重后即得二陳湯相關(guān)作用靶點(diǎn)。
1.3 蛋白互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及拓?fù)浞治?利用R 4.0.3軟件將篩選后的PMOP、肥胖癥疾病靶點(diǎn)與二陳湯藥物作用靶點(diǎn)取交集,得到二陳湯作用于PMOP與肥胖癥的共同靶點(diǎn),將共同靶點(diǎn)提交至STRING 11.0(https://www.string-db.org/)數(shù)據(jù)庫(kù),生物種類(lèi)選定“Homo sapiens”,最小互相作用閾值設(shè)定為“highest confidence”(>0.9),閾值越高,得到網(wǎng)絡(luò)的可信度越高,最后隱藏網(wǎng)絡(luò)中斷開(kāi)連接的節(jié)點(diǎn),其余設(shè)置不變,得到蛋白互作(protein-protein interaction network,PPI)網(wǎng)絡(luò)。然后使用Cytoscape 3.8.1軟件中的CytoNCA插件對(duì)所得PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治?,篩選核心靶點(diǎn)。計(jì)算PPI網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的中介中心性(betweenness centrality,BC)、緊密中心性(closeness centrality,CC)、度中心性(degree centrality,DC)、特征向量中心性(eigenvector centrality,EC)、局部邊連通性(local average connectivity-based method centrality,LAC)、網(wǎng)絡(luò)中心性(network centrality,NC)等六項(xiàng)拓?fù)鋮?shù)值,分析每個(gè)節(jié)點(diǎn)在PPI網(wǎng)絡(luò)中的重要性,取各項(xiàng)參數(shù)值均高于中位數(shù)值的節(jié)點(diǎn),所得節(jié)點(diǎn)即為具有顯著意義的核心作用靶點(diǎn)。
1.4 GO和KEGG富集分析 將二陳湯調(diào)節(jié)PMOP與肥胖癥的共同靶點(diǎn)輸入Metascape平臺(tái),默認(rèn)P<0.01,對(duì)其生物學(xué)過(guò)程與信號(hào)通路進(jìn)行聚類(lèi)富集分析,并將所得數(shù)據(jù)結(jié)果利用Hiplot(https://hiplot.com.cn)平臺(tái)進(jìn)行可視化。
1.5 構(gòu)建中藥復(fù)方調(diào)控網(wǎng)絡(luò) 運(yùn)用Cytoscape 3.8.1軟件和Java代碼聯(lián)合分析構(gòu)建二陳湯藥物有效成分作用于PMOP和肥胖癥共同靶點(diǎn)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),即二陳湯調(diào)控網(wǎng)絡(luò),從網(wǎng)絡(luò)中可以得到二陳湯作用于PMOP與肥胖癥共同的主要活性成分及作用靶點(diǎn)。
1.6 分子對(duì)接 使用Pubchem數(shù)據(jù)庫(kù)查找二陳湯主要活性成分的2D構(gòu)象,用ChemOffice 14.0.0.117軟件轉(zhuǎn)換為3D結(jié)構(gòu)并優(yōu)化其最小自由能,使用PDB數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.rcsb.org/)查找疾病靶點(diǎn)蛋白,并運(yùn)用PyMOL 2.4.1軟件去除水分子和原有配體后加氫,然后將處理過(guò)的活性成分與靶點(diǎn)蛋白導(dǎo)入AutoDock 1.5.6,對(duì)接位點(diǎn)選擇以原有配體為中心,設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)格箱(gird box)參數(shù),運(yùn)用Vina軟件進(jìn)行分子對(duì)接,對(duì)接結(jié)果可用PyMOL軟件打開(kāi)并查看圖像,一般認(rèn)為結(jié)合能<-5.0 kcal/mol時(shí),說(shuō)明活性成分與靶點(diǎn)蛋白具有較好的結(jié)合活性,而結(jié)合能<-7.0 kcal/mol時(shí)具有強(qiáng)烈的結(jié)合活性[8]。
2.1 PMOP與肥胖癥相關(guān)疾病靶點(diǎn)收集與整理結(jié)果 GeneCards數(shù)據(jù)庫(kù)獲得PMOP相關(guān)靶點(diǎn)1 099個(gè),肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)9 166個(gè),經(jīng)過(guò)Relevance score值篩選后,得到PMOP相關(guān)靶點(diǎn)839個(gè)(Relevance score≥1)、肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)483個(gè)(Relevance score≥10);OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)獲得PMOP相關(guān)靶點(diǎn)10個(gè),肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)28個(gè);DRUGBANK數(shù)據(jù)庫(kù)獲得PMOP相關(guān)靶點(diǎn)101個(gè),肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)63個(gè);PharmGkb數(shù)據(jù)庫(kù)獲得PMOP相關(guān)靶點(diǎn)15個(gè),肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)4個(gè);TTD數(shù)據(jù)庫(kù)獲得PMOP相關(guān)靶點(diǎn)4個(gè),肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)81個(gè)。將各數(shù)據(jù)庫(kù)PMOP和肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)取并集刪除重復(fù)值后,最終得到PMOP相關(guān)靶點(diǎn)918個(gè),肥胖癥相關(guān)靶點(diǎn)563個(gè)。
2.2 二陳湯有效成分及作用靶點(diǎn)收集與整理結(jié)果 在TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)共篩得符合OB≥30%且DL≥0.18的半夏有效成分13個(gè),靶點(diǎn)169個(gè);陳皮有效成分5個(gè),靶點(diǎn)95個(gè);茯苓有效成分15個(gè),靶點(diǎn)118個(gè);甘草有效成分92個(gè),靶點(diǎn)2506個(gè),去重后共得到二陳湯有效成分107個(gè),經(jīng)Uniprot蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化并去重后最終得到作用靶點(diǎn)233個(gè)。
2.3 PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及拓?fù)浞治鼋Y(jié)果 通過(guò)R 4.0.3軟件得到PMOP、肥胖癥與二陳湯共同靶點(diǎn)48個(gè),利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù),得到共同靶點(diǎn)的PPI蛋白互作網(wǎng)絡(luò),除去無(wú)相互作用的節(jié)點(diǎn)后,網(wǎng)絡(luò)共顯示45個(gè)節(jié)點(diǎn),148條邊(圖1),節(jié)點(diǎn)代表蛋白質(zhì),邊代表蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)關(guān)聯(lián),邊的不同顏色表示蛋白質(zhì)之間相互作用證據(jù)的不同類(lèi)型。通過(guò)Cytoscape 3.8.1軟件中的CytoNCA插件對(duì)所得PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治?,結(jié)果顯示BC、CC、DC、EC、LAC、NC六項(xiàng)拓?fù)鋮?shù)中位數(shù)值分別為18.069 230 6、0.686 167 945 5、25.5、0.159 415 334 5、19.268 065 265、21.716 469 98,其中拓?fù)鋮?shù)值均大于中位數(shù)值的核心靶點(diǎn)共有15個(gè),見(jiàn)表1,即二陳湯調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂的潛在核心靶點(diǎn)。
表1 PPI網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰠?shù)
圖1 PPI網(wǎng)絡(luò)圖
2.4 GO和KEGG富集分析結(jié)果 GO富集及聚類(lèi)分析結(jié)果顯示,滿(mǎn)足條件的生物過(guò)程(biological processes,BP)共585條,根據(jù)功能相似性分為20類(lèi),包括對(duì)脂多糖的反應(yīng)、對(duì)細(xì)胞外刺激的反應(yīng)、對(duì)無(wú)機(jī)物的反應(yīng)、細(xì)胞遷移的積極調(diào)控、細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)的反應(yīng)、活性氧代謝的反應(yīng)、類(lèi)固醇代謝過(guò)程、對(duì)雌二醇的反應(yīng)等,其中細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)的反應(yīng)、活性氧代謝過(guò)程、類(lèi)固醇代謝過(guò)程、對(duì)雌二醇的反應(yīng)與脂骨代謝具有明顯相關(guān)性;細(xì)胞成分(cellular components,CC)46條,根據(jù)功能相似性分為8類(lèi),包括膜筏、囊腔、網(wǎng)格蛋白包膜囊泡膜、RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物、小窩、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔、膜側(cè)和細(xì)胞器外膜等;分子功能(molecular function,MF)66條,根據(jù)功能相似性分為14類(lèi),包括血紅素結(jié)合、RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、受體-配體活性、磷酸酶結(jié)合、伯胺氧化酶活性等,見(jiàn)圖2。KEGG富集及聚類(lèi)分析結(jié)果顯示,滿(mǎn)足條件的信號(hào)通路共130條,根據(jù)功能相似性分為16類(lèi),其中較為重要的通路包括AGERAGE信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路、脂肪細(xì)胞因子信號(hào)通路以及卵巢類(lèi)固醇生成,見(jiàn)圖3。
圖2 GO富集分析圖
圖3 KEGG富集分析圖
2.5 中藥復(fù)方調(diào)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)果分析 利用Cytoscape 3.8.1軟件構(gòu)建二陳湯調(diào)控網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行分析,見(jiàn)圖4。調(diào)控網(wǎng)絡(luò)總共包括148個(gè)節(jié)點(diǎn)(100個(gè)藥物活性成分節(jié)點(diǎn)、48個(gè)蛋白靶點(diǎn)節(jié)點(diǎn))和468條邊,節(jié)點(diǎn)越大說(shuō)明Degreed值越大,與之作用的活性成分越多,重要性越高,每條邊則表示有效成分與靶點(diǎn)之間的相互作用關(guān)系,Degreed≥60的蛋白靶點(diǎn)包括前列腺素內(nèi)酯合成酶2(PTGS2)、雌激素受體1(ESR1)、雄激素受體(AR)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ),見(jiàn)表2;Degreed≥10的活性成分包括槲皮素(quercetin)、山奈酚(kaempferol)、柚皮素(naringenin)以及刺芒柄花素(formononetin),見(jiàn)表3。
表2 二陳湯作用的主要靶點(diǎn)基因網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)特征參數(shù)
表3 二陳湯主要活性成分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)特征參數(shù)
圖4 二陳湯調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖
2.6 分子對(duì)接驗(yàn)證結(jié)果 一般認(rèn)為結(jié)合構(gòu)象越穩(wěn)定耗能越低,發(fā)生的作用可能性越大,將關(guān)鍵靶點(diǎn)與槲皮素、山奈酚、柚皮素以及刺芒柄花素進(jìn)行分子對(duì)接,結(jié)果顯示,17個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)結(jié)合能均小于-5.0 kcal/mol,說(shuō)明二陳湯中的主要活性成分與疾病關(guān)鍵靶點(diǎn)有較強(qiáng)的結(jié)合能力,見(jiàn)表4。其中PPARG、PTGS2不僅是二陳湯調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的主要靶點(diǎn),同時(shí)還是PPI拓?fù)浞治龅贸龅暮诵陌悬c(diǎn),ESR1是多條顯著性較高的生物進(jìn)程與信號(hào)通路中的均含有的靶點(diǎn)基因,ESR1、PPARG、PTGS2與槲皮素、山奈酚、柚皮素以及刺芒柄花素的結(jié)合能力均<-7.0 kcal/mol,見(jiàn)圖5。
圖5 ESR1、PTGS2、PPARG分子對(duì)接結(jié)果
表4 二陳湯主要活性成分與關(guān)鍵靶點(diǎn)的結(jié)合能分?jǐn)?shù)(kcal/mol)
中醫(yī)理論認(rèn)為,脾與PMOP發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),李東垣《脾胃論·脾胃盛衰論》:“脾病……則骨乏無(wú)力……令人骨髓空虛,足不能履地。”脾為氣血生化之源,若脾失健運(yùn)則無(wú)以濡養(yǎng)腎精,以致腎之主骨生髓功能失常,進(jìn)而導(dǎo)致PMOP的發(fā)生[9],脾失健運(yùn)還可導(dǎo)致氣血運(yùn)行不暢,水谷精微輸布失常,停聚日久而生痰濕,進(jìn)而釀成膏脂,泛溢肌腠而成肥胖[10],二陳湯出自《太平惠民和劑局方》,陳皮理氣健脾,半夏化痰燥濕,茯苓健脾利濕,甘草補(bǔ)脾益氣、緩急止痛、調(diào)和諸藥,全方合用可益氣健脾、化痰利濕,痰消脾健則膏脂漸去、腎精得以濡養(yǎng)。二陳湯對(duì)脂代謝酶與脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的異常表達(dá)具有抑制作用,可改善脂肪因子的異常分泌,維持脂肪組織生理功能,減少脂質(zhì)異位沉積,降低高密度脂蛋白、甘油三酯等脂肪因子對(duì)骨髓和骨代謝的不利影響[7,11-12],由此推測(cè),二陳湯可通過(guò)抑制脂代謝異常而間接影響骨代謝,從而達(dá)到調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂、改善PMOP臨床癥狀的作用,但其具體作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索與證實(shí)。
本研究通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法初步篩選出二陳湯調(diào)治PMOP脂骨代謝紊亂的活性成分100個(gè),其中槲皮素、山柰酚、柚皮素以及刺芒柄花素作用的疾病靶點(diǎn)最多,且對(duì)脂、骨代謝均有一定的調(diào)節(jié)作用,故推測(cè)槲皮素、山柰酚、柚皮素以及刺芒柄花素可能是二陳湯調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂的主要活性成分。槲皮素可通過(guò)雌激素信號(hào)促進(jìn)RUNT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(RUNX2)、堿性磷酸酶(ALP)表達(dá),抑制PPARγ(PPARG)、CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(C/EBPα)表達(dá),從而促進(jìn)BMSCs的成骨分化,抑制其成脂分化,槲皮素還可促進(jìn)脂肪源性干細(xì)胞向成骨分化[13-14]。山奈酚能夠促進(jìn)RUNX2、成骨細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子(OSX)的表達(dá),誘導(dǎo)BMSCs向成骨細(xì)胞分化、提高骨密度[15],并通過(guò)調(diào)節(jié)增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α、脂肪甘油三酯脂酶、激素敏感性脂肪的表達(dá)水平減少脂肪細(xì)胞中的脂質(zhì)積累,調(diào)節(jié)其成脂分化[16]。柚皮素可通過(guò)抑制p38信號(hào)通路的表達(dá)進(jìn)而抑制破骨細(xì)胞的生成[17],降低去卵巢大鼠的骨轉(zhuǎn)換率,保持骨礦密度,改善骨小梁結(jié)構(gòu)[18],柚皮素還能夠降低血漿和脂肪中瘦素mRNA的表達(dá)水平,并下調(diào)脂肪組織中單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP1/CCl2)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)mRNA的表達(dá)水平,減輕脂代謝紊亂[19]。刺芒柄花素可下調(diào)骨組織基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)、腫瘤壞死因子-α(TNFα)、IL-6 mRNA表達(dá),同時(shí)上調(diào)磷酸化P38絲裂素活化蛋白激酶(P38MAPK)mRNA的表達(dá),抑制破骨細(xì)胞骨吸收,增加骨密度[20],還可作為PPARγ的激動(dòng)劑,促進(jìn)解偶聯(lián)蛋白1(UCP1)在脂肪細(xì)胞中的表達(dá),通過(guò)調(diào)控白色脂肪細(xì)胞褐色化以調(diào)節(jié)脂代謝[21]。
已知女性絕經(jīng)后雌激素水平的下降是PMOP脂骨代謝紊亂的主要因素,且本文通過(guò)二陳湯調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建發(fā)現(xiàn),ESR1的Degree值為79,是二陳湯活性成分作用的主要靶點(diǎn)之一,且在GO、KEGG富集分析結(jié)果顯示,顯著性較高的生物進(jìn)程與信號(hào)通路中,細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)的反應(yīng)、類(lèi)固醇代謝過(guò)程、對(duì)雌二醇的反應(yīng)以及雌激素信號(hào)通路中均含有ESR1。雌激素與ESR1結(jié)合后,可促進(jìn)成骨細(xì)胞與免疫細(xì)胞分泌TNF-α、IL-1,并上調(diào)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGFβ)的表達(dá),從而抑制破骨細(xì)胞骨吸收活性,維持骨密度[22],ESR1還可通過(guò)脂肪甘油三酯脂肪酶和圍脂滴蛋白調(diào)節(jié)脂滴大小從而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝[23]。PPARG與PTGS2不僅是二陳湯調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的主要靶點(diǎn),同時(shí)還是PPI網(wǎng)絡(luò)中的核心靶點(diǎn),PPARγ是BMSCs成脂分化關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子[24],PPARγ表達(dá)增加及活性增強(qiáng)均可促進(jìn)BMSCs向成脂肪細(xì)胞分化,并抑制其向成骨細(xì)胞分化[25]。COX2(PTGS2)是前列腺素生物合成中的關(guān)鍵酶。COX2及其介導(dǎo)的前列腺素能夠促進(jìn)白色脂肪和米色脂肪褐變,以增加能量消耗,減少脂質(zhì)蓄積,改善脂代謝[26]。同時(shí),感覺(jué)神經(jīng)或骨細(xì)胞中皆含有COX2介導(dǎo)的前列腺素E2(PGE2),PGE2可通過(guò)激活前列腺素受體4(EP4)抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的交感活動(dòng),從而促進(jìn)骨生成[27]。由此推測(cè),ESR1、PPARG與PTGS2可能是二陳湯調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂的關(guān)鍵核心靶點(diǎn),分子對(duì)接結(jié)果亦顯示ESR1、PPARG、PTGS2與二陳湯主要活性成分具有較強(qiáng)的結(jié)合活性。
GO和KEGG富集分析結(jié)果提示二陳湯可通過(guò)多種與內(nèi)分泌、代謝以及免疫相關(guān)的生物進(jìn)程和信號(hào)通路對(duì)PMOP脂骨代謝紊亂起到調(diào)節(jié)作用,生物進(jìn)程主要包括細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)的反應(yīng)、類(lèi)固醇代謝過(guò)程、對(duì)雌二醇的反應(yīng)、活性氧代謝過(guò)程,信號(hào)通路主要包括AGE-RAGE信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路、脂肪細(xì)胞因子信號(hào)通路和卵巢類(lèi)固醇生成。RAGE是晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)的受體,AGEs與RAGE相互作用后,可激活Caspase-3信號(hào)通路,誘導(dǎo)成骨細(xì)胞凋亡,增加細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生,抑制MAPK、ALP活性,促進(jìn)骨吸收[28],AGEs還可抑制BMSCs增值,并通過(guò)Wnt/β-catenin信號(hào)通路抑制其向成骨分化[29]。ERα不僅可刺激骨細(xì)胞產(chǎn)生NO和PGE2,影響破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的形成[30],還可與雌二醇結(jié)合減小脂肪細(xì)胞的體積,迅速降低骨髓脂肪量[31]。IL-17A與TNF-α協(xié)同作用,可抑制Wnt信號(hào)通路促進(jìn)BMSCs向成骨細(xì)胞分化以及成骨細(xì)胞礦化,亦可激活PEG2,從而抑制PPARγ、脂聯(lián)素等的表達(dá)以減少BMSCs向脂肪細(xì)胞分化[32-33],故推測(cè)二陳湯可通過(guò)抑制AGE-RAGE信號(hào)通路或促進(jìn)IL-17信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路的表達(dá),抑制BMSCs的成脂分化,從而促進(jìn)其成骨分化,達(dá)到調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂的作用。
本研究發(fā)現(xiàn),二陳湯含有的主要活性成分以及作用的多個(gè)核心靶點(diǎn)與通路可對(duì)BMSCs增殖分化產(chǎn)生影響,女性絕經(jīng)后BMSCs傾向于分化為脂肪細(xì)胞,其成骨分化以及骨形成受到明顯抑制,當(dāng)大量BMSCs分化為脂肪細(xì)胞時(shí),成骨細(xì)胞的數(shù)量會(huì)相應(yīng)減少,導(dǎo)致PMOP的發(fā)生[34-35]。故推測(cè)二陳湯對(duì)BMSCs成脂分化具有抑制作用,從而在一定程度上提升成骨分化能力,恢復(fù)脂骨代謝平衡。
綜上所述,本文基于PMOM與肥胖癥相關(guān)的共同靶點(diǎn)基因,揭示了二陳湯通過(guò)多成分、多靶點(diǎn)、多通路調(diào)節(jié)PMOP脂骨代謝紊亂的藥效機(jī)制,其作用機(jī)制可能是通過(guò)抑制BMSCs的成脂分化、減少脂質(zhì)的積累進(jìn)而緩解脂代謝紊亂對(duì)骨代謝產(chǎn)生的影響,從而延緩PMOP疾病發(fā)展進(jìn)程、改善PMOP臨床癥狀。但因本實(shí)驗(yàn)結(jié)果是基于生物信息學(xué)方法,僅通過(guò)大量數(shù)據(jù)計(jì)算推測(cè)所得,有一定的局限性,故后續(xù)仍需通過(guò)動(dòng)物、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步探索與驗(yàn)證。