开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
非酒精性脂肪性肝病(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指除外酒精和其他明确的致病因素导致的临床病理综合征,以肝细胞内脂肪过度沉积为主要特征[1]。NAFLD是一种包括从伴有或不伴有轻度炎症的脂肪变性(即非酒精性脂肪肝)到伴有干细胞膨胀和损伤的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的疾病连续体[2]。现全球成年人中发病率约为25%并且呈现出逐步上升的趋势,正逐渐成为增长最快的肝脏相关死亡原因和终末期肝病的重要诱因[3]。关于NAFLD的发病机制最经典的是 1998年C P Day提出的“二次打击”学说[4],第一次打击为肝脏脂质沉积和胰岛素抵抗,第二次打击为氧化应激。而随后二十余年来的研究表明,NAFLD发病机制的复杂程度,远远超过“二次打击”学说。因此,“多重打击”学说被逐步提出,具体内容包括但不限于:遗传易感性、表观遗传、肝细胞内代谢途径和信号通路、炎症反应、脂肪因子、肠道菌群等[5]。目前,仍未发现治疗NAFLD的有效手段,临床主要以控制饮食、加强体育锻炼和改善生活方式等手段进行干预。随着不断的探索和尝试,人们发现中药在治疗NAFLD方面有着较好的效果,但由于其成分复杂,许多药理机制尚未明确还需进一步研究。陈皮(Pericarpium Citri Reticulatae)为芸香科植物橘CitrusreticulataBlanco及其栽培变种的干燥成熟果皮,经常出现在治疗NAFLD的中药复方中,属于高频用药[6]。虽然陈皮可用于治疗NAFLD,但由于其含有多种成分,陈皮的取效机制和作用靶点尚未明确,因此需要利用现代的药理学方法来研究其作用机制。
网络药理学(network pharmacology)是基于系统生物学的理论,利用计算机技术对生物系统的网络分析,选取特定信号节点(Nodes)进行多靶点药物分子设计的新学科[7]。近年来,网络药理学已经成为中医药研究领域的前沿和热点之一。网络药理学这个概念最早是2007年由Andrew L Hopkins提出[8]。Hopkins发现系统生物学和多元药理学的结合可以阐明药物与人体作用的机制,认为这种独特的药物发现新方法,可以实现从基于高度特定的药物发现到多靶点药物发现的范式转变,有可能为多基因复杂疾病提供新的治疗方法[9]。网络药理学使用计算机技术来系统地对活细胞中药物分子的分子相互作用进行分类,有望成为分析天然产物和人体之间潜在的复杂关系的重要工具,还试图发现新的药物先导和靶点,并通过对潜在靶点空间的研究,为不同的治疗条件重新调整现有药物分子的用途[10]。网络药理学不仅提供了全新的疾病治疗选择,而且还旨在提高现有药物的安全性和有效性。网络药理学结束了“一个药物、一个靶标、一种疾病”为主导的传统药物研发模式,开启了一种多靶标与多种疾病间复杂网状关系的新研究模式。利用大数据的分析平台,筛选出药物对疾病潜在的治疗靶点,通过对靶点网络和通路的数据分析,直观展现药物与疾病的关联程度和作用方式。随着生物信息学的飞速发展,网络药理学已成为研究中药药理作用和中医药创新发展的重要工具。
本课题主要研究内容是利用网络药理学探究中药陈皮治疗非酒精性脂肪性肝病的作用机制,具体研究方法如下:
1.中药陈皮活性成分筛选与收集
以“陈皮”为关键词在TCMSP数据库进行搜索,得出该中药的化学成分。由于中药含有多种化学成分,口服后经吸收、分布、代谢、排泄等药物动力学过程,到达靶点产生药理作用。因此,需要筛选出在人体有生理学意义的化学成分。以口服生物利用度(Oral bioavailability,OB)ge;30%,类药性(Drug like,DL)ge;0.18为标准,筛选出陈皮的有效活性成分。可以通过PubChem数据库找到活性成分对应的结构式。
2.化合物靶点预测
利用TCMSP数据库获取陈皮每个有效活性成分对应的靶点信息。通过UniProt数据库对靶点蛋白名称进行标准化,物种设定为“Homo Sapiens(人类)”。剔除非人源和不规范的靶点,得到UniProt ID号,并通过ID mapping将其转化为基因名,得到陈皮有效成分潜在作用靶点数据集。
3. NAFLD相关靶点收集
以“Non-alcoholic fatty liver disease”为关键词分别在MalaCards、OMIM、GeneCards数据库中进行搜索。此外,利用Drugbank数据库搜索治疗NAFLD的药物,查看其效应靶点,添加到疾病靶点数据库中。删除重复值后得到NAFLD相关的疾病靶点,并用Venny2.1.0绘制NAFLD相关靶点韦恩图。
