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摘要:基于网络药理学和分子对接筛选辨识白及五味子颗粒中保胃护肝的功效成分及作用机制,并利用HPLC-DAD建立含量测定方法。该研究遵循多个功效成分共同测定取代总成分测定以提升保健食品质量控制总体思路,采用网络药理学的方法对功效成分进行筛选。基于TCMSP、GEO和Genecards等数据库共收集白及五味子颗粒的59个目标成分和74个疾病与成分的共同作用靶点,采用PPI平台及“成分-靶点-疾病”网络筛选得到包括AKT1、JUN等11个核心靶点与橙皮苷、芒柄花素、川陈皮素、五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素共6个功效成分。通过对共同作用靶点进行GO和KEGG富集分析可知,白及五味子颗粒保胃护肝功能的发挥涉及对化学应激的反应,类固醇代谢过程,对酒精的反应,脂质和动脉粥样硬化通路,IL-17信号通路等关于脂质代谢、氧化应激和炎症反应的通路。提示了白及五味子颗粒发挥保胃护肝功能是通过多成分、多靶点、多通路的协同作用实现的。对筛选得到的功效成分与核心靶点的结合能力进行预测分析,结果显示,所有成分均与核心靶点结合情况良好,结合活性综合排名前3位分别是橙皮苷、五味子醇甲与五味子甲素。此外,对功效成分建立含量测定方法完成对白及五味子颗粒中功效成分的含量测定。该研究结果为保健食品白及五味子颗粒中保胃护肝功效成分的发现和作用机制的阐明提供了思路,建立的功效成分含量测定方法准确、稳定,为实际生产中质量控制环节提供参考。
关键词:保健食品;功效成分;白及;网络药理学;分子对接
中药类保健食品是我国保健食品的重要组成部分,其原料主要来源于“药食同源”类中药,具有食品属性。原料中药的成分复杂多样及多功能活性给中药类保健食品质量的有效控制带来了巨大挑战[1]。中药类保健食品的质量控制现多借鉴中药复方质量控制方法体系和思路。但鉴于其食品属性,在质量控制上的关注点应着重于其功能相关的成分以保证核心功能的有效性。若对产品中大多数或全部功效成分进行监测控制,在实际生产中又存在检测难度大,成本高等问题。通过对少量特征性强、功能明确的成分进行检测和评价,可规避现有许多保健食品仅以总黄酮、总皂苷等总成分含量作为代表评价,从而造成产品质量不稳定的现象[2-3]。为了保证保健食品的功效,亟需建立一套稳定、适用于生产且符合产品自身功能等特点的质量控制体系。通过对多个功效成分整体的控制可以在保证质量标准在实际生产中可行性的基础上,更全面地监控产品质量。网络药理学是近年来常应用于中药及中药复方研究中的一个探究核心成分与功能的方法,可通过对“成分-靶点-疾病”网络的多层次网络联系完成对中药药效物质基础及机制探寻[4]。分子对接通过联系成分和作用靶点,建立其相互作用关系,广泛应用于药物发现与评价领域,是对“成分-靶点-疾病”网络预测结果的一种验证方式[5]。白及五味子颗粒是由白及、黄芪、五味子和陈皮组成的一个具有保胃护肝双功能的一个中药类保健食品。本研究以白及五味子颗粒为例,从网络药理学的角度切入,筛选得到白及五味子颗粒功效成分和其保胃护肝核心靶点,并利用分子对接的方法进行验证,建立多成分含量测定方法。研究白及五味子颗粒中具有保胃护肝双功能的功效成分,探索中药类保健食品功效成分辨别和功能机制阐述的新途径,为白及五味子颗粒与中药类保健食品的质量控制提供思路。
1材料与方法
1.1仪器与资料
AcchormS6000高效液相色谱仪,配备在线脱气机、四元泵、自动进样器、柱温箱、DAD检测器,华谱科仪;BT25S十万分之一电子天平,北京赛多利斯科学仪器有限公司;KQ-250DE超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司。
1.2试剂与材料
白及五味子颗粒中所用药材白及(批号:201001)、黄芪(批号:190801)、五味子(批号:191001)和陈皮(批号:200901),均由禹州市凯旋药业有限公司提供。橙皮苷对照品(批号110721-202019,质量分数≥98%)、五味子醇甲对照品(批号110857-201815,质量分数≥98%)、五味子甲素对照品(批号110764-201915,质量分数≥98%)、五味子乙素对照品(批号110765-201813,质量分数≥98%),购自中国食品药品检定研究院;川陈皮素对照品(批号AF20032911,质量分数≥98%)、芒柄花素对照品(批号AF20052952,质量分数≥98%),购自成都埃法生物科技有限公司。乙腈为色谱级,美国FisherScientific公司;其余试剂均为分析纯。水为娃哈哈水(批号:20210820),杭州娃哈哈集团有限公司。
1.3网络药理学分析
1.3.1白及五味子颗粒目标成分和疾病作用靶点相关数据集的建立。以“gastricmucosainjury”和“liverdisease”为关键词、实验以人源作为样本对胃黏膜损伤和肝损伤的条件在GEO数据库和Genecards数据库中对疾病作用靶点进行搜集。使用R进行数据处理获取正常组与患病组差异表达基因。对GEO和Genecards数据库的靶点信息取并集,去重后得到疾病基因靶点并建立肝损伤和胃黏膜损伤疾病作用靶点数据集。利用中药系统药理学平台TCMSP数据库检索白及五味子颗粒中黄芪、白及、五味子和陈皮的成分,并将药动学参数中的口服生物利用度(oralbioavailability,OB)≥30%和类药性(drug-likeness,DL)≥0.18作为筛选条件。数据集的建立还参考并查找国内外文献中记录的具有活性且未包含在数据库内的成分,得到符合条件的目标成分,形成白及五味子颗粒目标成分数据集。通过检索TCMSP数据库和Drugbank数据库对成分对应靶点进行注释,得到目标成分作用靶点数据集。1.3.2功效成分与共同作用靶点的获取。对疾病作用靶点及目标成分作用靶点信息进行韦恩图分析,取交集后,得到白及五味子颗粒发挥保胃护肝功效的共同作用靶点。利用PPI网络对上述靶点进行筛选,将其信息导入STRING数据库,设置物种为人(homosapines),获取靶点蛋白的最高置信度>0.9的交互作用关系。根据STRING数据库获得蛋白互作关系,在Cytoscape3.8.2软件中构建靶点蛋白的交互作用(PPI)网络。使用“cytoHubba”和“CytoNCA”插件进行分析,并根据度值(Degree)、中介中心性(betweennesscentrality,BC)、接近中心性(closenesscentrality,CC)等信息筛选核心靶点[6]。Degree值、BC值和CC值进行分析、排序。