【写在前面】:本期推荐的是由山东中医药大学药学院、中国中医科学院中药研究所中药质量控制技术国家工程实验室等研究团队合作近期发表于Journal of Ethnopharmacology(IF5.4)的一篇文章,揭示天麻治疗高血压的药效成分和分子机制:吸收成分、网络药理学分析、分子对接和体内实验验证。
【期刊简介】
【题目及作者信息】
Pharmacodynamic components and molecular mechanism of Gastrodia elata Blume in treating hypertension: Absorbed components, network pharmacology analysis, molecular docking and in vivo experimental verification
民族药理学相关性
天麻(RGE)是一种具有临床应用价值的中药。《本草纲目》记载,RGE具有平肝通络之功效。它具有镇静、镇痛、催眠、抗惊厥、抗高血压、抗心肌缺血、抗心律失常和抗血小板聚集作用。RGE在中医临床上用于缓解和治疗眩晕、头痛、高血压、抽搐和癫痫已有数千年的历史。越来越多的证据表明,高血压疾病与肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)紊乱有关。然而,目前RGE的潜在药效成分和抗高血压机制尚不清楚。
研究目的
阐明RGE治疗高血压的有效成分和机制,以加强抗高血压药物的质量控制和开发。
材料和方法
采用乙醇提取物、体外肠吸收、体内血浆等多维定性分析方法对RGE的抗高血压活性成分进行分析。采用超高效液相色谱-质谱(UPLC-Q-Exactive MS/MS)分析技术对这些成分进行鉴定。网络药理学被应用于预测抗高血压活性成分、靶蛋白和途径。分子对接用于评估68种成分和9种蛋白质之间的潜在分子结合模式。采用自发性高血压大鼠(SHR)模型评估降低收缩压和舒张压(SBP和DBP)的活性。通过Elisa试剂盒测定血清中肾素、血管紧张素II(Ang II)和醛固酮(ALD)的水平。采用免疫组织化学方法比较SHR模型和RGE组Ang II受体1(AT1R)蛋白水平的变化。
结果
建立了RGE的多维成分定性分析方法。结果表明,RGE乙醇提取物、体外肠吸收和体内血浆中分别鉴定出79、70和30种成分。这些成分主要是parishin、核苷、氨基酸、酚酸、黄酮、有机酸等。网络药理学结果表明,抗高血压活性成分是核苷和有机酸。推测RGE可能通过调节醛固酮调节的钠再吸收、肾素-血管紧张素系统途径和相关靶蛋白来发挥其抗高血压作用。分子对接结果表明,parishins、核苷和酚酸等21种成分是潜在的抗高血压活性成分。综上所述,parishin A、B、E、C、D、腺苷、N6-(4-羟基苄基)腺苷、鸟苷、阿魏酸是RGE的主要降压活性成分。药效学结果表明,低剂量RGE(0.7 g·kg-1)可降低SHR体内的收缩压和舒张压。同时,RGE(1.4 g·kg-1)显著降低了SHR的肾素、血管紧张素II和ALD含量(p<0.05)。免疫组织化学数据表明,RGE(0.7 g·kg−1)可以下调AT1R的蛋白表达。一般来说,RGE可以通过调节RAAS显著降低SHR的血压。
结论
结合网络药理学和分子对接技术的多维成分定性分析为发现RGE潜在的抗高血压成分提供了新的视角。RGE通过调节RAAS的多个靶点具有抗高血压活性。因此,它有可能发展成为抗高血压药物的新型原料。
图文摘要
【前言】
传统中医在治疗高血压方面具有显著优势,能够有效改善患者的症状,稳定血压,保护重要器官,并减少并发症的发生。中医认为,高血压多由肝肾功能不全或肝阳亢盛引起,属于头痛头晕类疾病。天麻在中国有着悠久的历史,早在《神农本草经》中就有记载,距今已有约2500年的历史,被列为最高级别的药材。《本草纲目》(明代李时珍编著)记载,天麻能平肝息风,并被广泛用于治疗高血压、眩晕、抽搐、癫痫、破伤风和瘫痪,已有数千年的应用历史。根据《高血压防治指南》(北京中医药大学东直门医院高血压防治指南编辑组),天麻适用于伴有血管内皮损伤的原发性高血压患者。天麻是一种传统中药,用于平肝息风。根据中医辨证的特点,天麻特别适合治疗肝火旺盛的情况。常用的RGE抗高血压方剂包括天麻钩藤汤、天麻丸、半夏白术天麻汤等。随着全球高血压患者数量的增加和年轻化趋势,RGE在高血压预防和治疗中的应用日益广泛。现代药理学研究显示,RGE提取物具有多种功效,包括抗高血压、神经保护、抗氧化、抗焦虑、抗抑郁、镇静、抗炎和抗血管生成作用。研究发现,天舒胶囊通过内皮依赖性和非内皮依赖性途径诱导血管舒张效果。此外,RGE可能通过调节血管张力,在改善高血压方面发挥重要作用。RGE含有多种化学成分,如酚类、有机酸、多糖和甾体。目前,《中国药典》已确认胃得素和对羟基苯甲醇为RGE的有效成分(中华人民共和国药典委员会,2020)。然而,关于RGE抗高血压活性成分及其机制的研究较少,这限制了RGE的进一步开发和应用。
本研究中,建立了UPLC-Q-Exactive MS/MS分析方法,用于识别乙醇提取物、肠道吸收和血浆中的RGE成分。通过测量收缩压、舒张压以及体内AT1R、肾素、AngII和醛固酮的水平,评估了RGE的降压效果。利用网络药理学和分子对接技术,预测并验证了具有降压活性的成分。
【结果部分】
1.RGE乙醇提取物的UHPLC总离子色谱图。
2.RGE肠道吸收样品的UHPLC总离子色谱图
3.血浆样品中RGE的UHPLC总离子色谱图。
4.parishin A的二次碎片离子(A)及其相应的质谱裂解途径(B)。
5.腺苷的二级碎片离子(A)和相应的质谱裂解途径(B)。
6.L-组氨酸的二级碎片离子(A)和相应的质谱裂解途径(B)。
7.香草酸的二级碎片离子(A)及其相应的质谱裂解路径(B)。
8.4,4′-二羟基二苄基醚的二级碎片离子(A)及其相应的质谱裂解路径(B)。
9.RGE治疗高血压的网络药理学分析。
10. 68种化合物和9种蛋白质的分子对接得分热图。
11.SHR给药后收缩压(A)和舒张压(B)的差异。
12.改善高血压的RGE药效学指标。
13.RGE通过调节AT1R蛋白的表达来改善高血压。
14.RGE通过调节肾素-血管紧张素-醛固酮系统来改善高血压。
【结论与讨论】
本研究中,我们开发了一种简单可靠的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-Q-ExactiveMS/MS)分析方法,成功鉴定了RGE乙醇提取物中的79种成分。其中,70种成分可被小肠吸收,30种成分可被血浆吸收,包括帕拉辛、核苷、氨基酸和酚酸等。多维分析方法为发现RGE中的活性成分提供了新的视角。药效学研究显示,RGE能显著改善高血压。其机制与AT1R蛋白表达下调及肾素、醛固酮水平降低有关。研究表明,RGE通过调节RAAS系统在抗高血压中发挥关键作用。分子对接分析表明,帕拉辛、核苷和酚酸与AT1R、AT2R和PPARγ有良好的亲和力。综合分析结果表明,帕拉辛A、B、E、C、D、腺苷、N6-(4-羟基苯甲基)腺苷、鸟苷和阿魏酸是RGE的主要抗高血压成分。本研究为RGE开发成新型抗高血压药物原料提供了重要指导,并为提高RGE的质量标准提供了科学依据。
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