基于分子对接方法的中药抗炎机制研究_张浩

基于分子对接方法的中药抗炎机制研究

张浩，昝金行，龙伟，刘培勋

（中国医学科学院、北京协和医学院放射医学研究所，天津300192）

摘

要

目的

研究清热、温里、补阳3类中药的抗炎作用分子机制。方法

*

借助计算机辅助药物设计技术，研究

1、JNK-3、P38、IKK、5-Lox、COX-2、LTA4和PLA2）的作用，上述3类中药中分子与炎症网络中8个关键靶点（JNK-根据评分结果探讨不同种类中药抗炎机制。结果靶点实现。结论

关键词中图分类号

清热类、温里类中药评分结果较好，其多靶点效应明显；清热类中药对于信

号传导网络作用相对明显，温里类中药抗炎机制有明显的个体差异性，补阳类中药抗炎效果主要通过直接影响代谢网络

清热、温里、补阳类中药抗炎的分子机制不同。R282；R285

文献标识码

A

文章编号1004－0781（2012）12－1542－05

中药；抗炎；网络药理学

StudyontheAnti-inflammatoryMechanismofChineseMedicinalHerbsbythe

Molecular

DockingMethod

ZHANGHao，ZANJin-hang，LONGWei，LIUPei-xun（InstituteofRadiationMedicine，ChineseAcademyof

MedicalSciencesandPekingUnionMedicalCollege，Tianjin300192，China）

ABSTRACTObjectiveToexploretheanti-inflammatorymechanismofclearingheat，interiorwarmingandinvigorating

yangChinesemedicinalherbsatamolecularlevelbycomputationalmethodsincludingmoleculardockingandthenetworkpharmacology．MethodsUsingcomputeraideddrugdesign（CADD）consistingofdatabaseconstruction，moleculardockingandvirtualscreeningwascarriedouttoinvestigatetheinteractionofthemoleculesincludedintheseChinesemedicinalherbswiththeeighttargetsofinflammatoryrelatednetwork：JNK-1，JNK-3，P38，IKK，5-LOX，COX-2，LTA4andPLA2．Theinternal

mechanismoftheanti-inflammatoryeffectsofdifferenttypesofChinesemedicinalherbswasinvestigatedbasedonscoreresults．

ResultsThescoreresultsrevealedthattheclearingheatandinteriorwarmingChinesemedicinalherbshadastrongmulti-targeteffect，andtheeffectofclearingheatChinesemedicinalherbsonthesignalingnetworkisrelativelyobvious，andanti-inflammatorymechanismsamongtheinteriorwarmingChinesemedicinalherbshadsignificantindividualdifferences．AsthescoreofinvigoratingyangChinesemedicinalherbsdemonstrated，theyhadpooranti-inflammatoryeffectinoverallbutasmallpartwerepotentialanti-inflammatorydrugsthroughdirectlyinfluencingarachidonicacidmetabolicnetworks．ConclusionThesame

efficacyamongChinesemedicinalherbscannotdecidetheirmechanismofaction，andmedicineproperty-efficacytheorycombinedwithnetworkpharmacologygivesChinesemedicinalherbsnewscientificconnotation．

KEYWORDSChinesemedicinalherbs；Anti-inflammatory；Networkpharmacology

炎症是人类疾病中最常见而复杂的病理过程，可以发生于机体的任何部位和任何组织，是机体清除刺激因素、对局部组织损伤进行修复的过程。西方医学对其发病机制进行了深入细致的研究，其治疗药物不针对靶点的药物一直是其研究的重点，但已有断涌现，

收稿日期2012－04－16基金项目作者简介126．com。

通讯作者

龙伟（1979－），男，湖南益阳人，助理研究员，研

E-mail：究方向：中药与化学创新药物。电话：022－85683042，longway_long@yahoo．com．cn。

通讯作者

刘培勋（1954－），男，山西忻州人，研究员，研究

E-mail：方向：中药与化学创新药物。电话：022－85680293，pharm8888@yahoo．com．cn。

*

的单靶点药物都有各自的不良反应，如传统的非甾体

steroidalanti-inflammatorydrugs，NSAIDs）抗炎药（non-Merck公司研阿司匹林有诱发加剧哮喘的不良反应，2（cyclooxygenase-2，COX-2）抑制制的选择性环氧化酶-药罗非昔布（rofecoxib）增加了患者患心血管疾病的危

险，因此基于蛋白质相互作用网络、细胞器官网络、信号传导网络、代谢作用网络、基因转录网络等的多靶标

［1-2］。药物已经成为研究的热点和潮流

中药多靶标作用吸引了越来越多研究者的注意。

［3-8］，已经证明相当数量的中药有一定的抗炎作用但由于中药本身化学成分和生化分析手段的复杂性，针对中药抗炎机制的研究一直处在对各个中药单独进行的

阶段，以计算机活性筛选为基础的网络药理学研究，从系统层面构建分子-靶标-疾病之间的关系，对中药中

修回日期2012－07－24

中国医学科学院放射医学研究所所内探索基

金资助项目（ST1220），发展基金资助项目（SF1227）

张浩（1988－），男，山东淄博人，硕士，研究方

E-mail：zhanghao27@向：药物化学。电话：（0）15801437603，

的化合物及其与相关靶标的相互作用进行模拟研究，既能预测中药的活性分子及其作用机制，又能从宏观上摸索中药药性-药效的联系。

研究表明，人体内炎症网络存在着复杂的动态调控机制，多种致炎因子、细胞因子参与调控，其中花生四烯酸代谢网络（arachidonicacidmetabolicnetwork，AAnetwork）和COX-2相关的炎症信号传导网络起到

2从而减少催化核心的作用。抑制AA网络中的COX-产生的前列腺素是NSAIDs的共同作用机制，而影响

信号传导网络，阻滞介导炎症反应则是新一代抗炎药物的研究方向

。笔者选取清热、温里、补阳3类中药中具有抗炎功效的30种中药，以研究这3类中药治

［9-10］

解毒药：金银花、连翘、虎杖、鱼腥草、马齿苋。温里药：

川乌头、肉桂、干姜、吴茱萸、高良姜、花椒。补阳药：肉苁蓉、锁阳、巴戟天、补骨脂、淫羊藿、仙茅、冬虫夏草、杜仲

。

尝试从整体层面，运用分子对疗炎症内在机制为目的，

计算机药理学等网络药理学方法，阐释传统中药功接、

能描述与现代药理之间的关系。1材料与方法1．1

所有研究及计算工作均在中国医学

科学院放射医学研究所计算机工作站上完成。所用计

Fig．1

研究工具

图1炎症相关信号传导网络

算程序及软件为Maestro（参见version8．5．NewYork：Schrodinger，LLC，2008），包括：配体准备处理模块Macromodel（参见version9．6．NewYork：Schrodinger，LLC，2008）；分子对接模块Glide（参见version5．0．NewYork：Schrodinger，LLC，2008），它采用系统搜索进行结合位置优化，选用半经验的自由能评价函数进行结合自由能预测；同源模建模块Prime（参见version2．0．NewYork：Schrodinger，LLC，2008），用于蛋白结构的优化；蛋白结合位点确证模块Sitemap（参见version2．2．NewYork：Schrodinger，LLC，2008）。1．2

2所示，靶点的准备如图1，炎症相关信号传导网络和AA网络，选取网络中的关键节点作为研究靶，JNK-1、JNK-3、P38选取了IKK-β、

作为炎症相关信号传导网络的关键靶点进行研究。点。根据文献

AA网络中的诱导型前列腺素合成酶（mPGEs）、磷脂

COX-2、5-LOX）、脂氧合酶（5-白三烯A4酶A2（PLA2）、

LTA4H）是当前 …… 此处隐藏：4019字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……