Effect Analysis of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in Treatment of Cerebral Malaria Based on Network Pharmacology

Hui LIU; Li-na CHEN; Zhong-yuan ZHENG; Xi WANG; Ting YANG; Shui-qing QU; Yuan-min YANG; Lei CHEN; Yu-jie LI; Hong-hua CUI

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20210201

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Effect Analysis of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in Treatment of Cerebral Malaria Based on Network Pharmacology

Data Mining | 更新时间：2021-03-05

- Effect Analysis of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in Treatment of Cerebral Malaria Based on Network Pharmacology
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 6, Pages: 159-168(2021)
- 作者机构：
  
  1.广东药科大学中药学院，广州 510006
  2.中国中医科学院中药研究所，北京 100700
  3.中国中医科学院青蒿素研究中心，北京 100700
  4.山西医科大学药学院，太原 030001
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20210201
  CLC： R2-0;R22;R285.5
- Received：15 September 2020，
  
  Published Online：10 January 2021，
  
  Published：20 March 2021
- 稿件说明：
移动端阅览
刘慧,陈利娜,郑钟原等.基于网络药理学的青蒿-川芎配伍治疗脑型疟作用分析[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(06):159-168.

LIU Hui,CHEN Li-na,ZHENG Zhong-yuan,et al.Effect Analysis of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in Treatment of Cerebral Malaria Based on Network Pharmacology[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(06):159-168.
刘慧,陈利娜,郑钟原等.基于网络药理学的青蒿-川芎配伍治疗脑型疟作用分析[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(06):159-168. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210201.

LIU Hui,CHEN Li-na,ZHENG Zhong-yuan,et al.Effect Analysis of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in Treatment of Cerebral Malaria Based on Network Pharmacology[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(06):159-168. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210201.

摘要

目的

基于网络药理学的方法探讨青蒿、川芎组合抗脑型疟配伍用药的合理性及其作用机制。

方法

通过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）及SymMap检索青蒿、川芎的所有化学成分并筛选作用靶点，构建成分靶点的蛋白质-蛋白质的相互作用（PPI）网络。通过GeneCards，DisGeNET数据库收集脑疟相关靶基因。将药物靶点和疾病靶点进行映射筛选出共同靶点，并对关键靶点进行蛋白互作网络分析，基因本体（GO）功能富集和京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析，进一步采用经典的实验性脑型疟小鼠模型检测生存曲线，原虫血症水平，存活率，实验性脑型疟（ECM）昏迷及行为学评分，并采用RayBio

细胞因子抗体阵列检测组织中细胞因子的表达水平，进行实验验证。

结果

筛选后得到青蒿、川芎配伍后的有效活性成分23个，药物靶点179个，药物靶点与脑型疟疾病靶点映射获得共有靶点100个。GO功能分析确定了59个条目（

0.05），涉及细胞因子活性、生长因子活性、免疫反应等方面。KEGG通路分析发现相关信号通路51条。实验验证结果表明，青蒿、川芎代表性成分配伍组合对ECM小鼠生存状态、昏迷及行为学评分等临床体征有明显改善作用。检测小鼠相关细胞因子的表达水平，发现与模型组相比，配伍用药组合中

γ-

干扰素（IFN-

），白细胞介素-10（IL-10），IL-4，IL-1

的表达水平明显升高（

0.05），与网络药理学预测ECM疾病与药物重合核心靶标相符。

结论

该研究通过网络药理学的筛选和体内实验验证，证实了青蒿、川芎配伍组合治疗脑型疟的协同增效作用，为进一步的机制研究指明了方向，为脑型疟临床干预提供了新的可能。

Abstract

Objective

To explore the reasonable combination of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in treatment of cerebral malaria and investigate its mechanism based on network pharmacology.

Method

The traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform （TCMSP） and SymMap were used to obtain all the chemical components of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma and the action targets were screened to construct a component target protein-protein interaction （PPI） network. Target genes related to cerebral malaria were collected with use of GeneCards and DisGeNET databases. Common targets were screened by overlapping drug targets and disease targets， and protein-protein interaction network analysis was performed to get key targets. Gene ontology （GO） functional enrichment analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment analysis were carried out to get main signaling pathways. Furthermore， the classical experimental cerebral malaria mouse model was used to detect survival curve， protozoanemia level， survival rate， experimental cerebral malaria （ECM） coma and behavior scores. RayBio

cytokine antibody array was used to detect the expression level of cytokines in tissues and experiment was conducted for verification.

Result

After combination of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma， 23 active ingredients， 179 drug targets， and a total of 100 common targets of the drug and disease were obtained. GO functional analysis identified 59 items （

0.05）， involving cytokine activity， growth factor activity， immune response， etc. KEGG pathway analysis revealed 51 related signaling pathways. The experimental results showed that the combined use of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma could significantly improve the clinical signs of ECM mice， such as survival state， coma and behavioral scores. In the detection of expression levels of related cytokines in mice， the expression levels of

γ-

interferon （IFN-

γ）

， interleukin-10 （IL-10）， IL-4， and IL-1

in the compatible drug combination drug were significantly higher than those in the model group （

0.05）， which was consistent with the overlapping core targets predicted by network pharmacology.

Conclusion

Based on the network pharmacology analysis and

in vivo

experiment verification， this study confirmed the synergistic effect of the combination of Artemisiae Annuae Herba and Chuanxiong Rhizoma in the treatment of cerebral malaria， providing clear direction for further mechanism research， and a new possibility for the clinical intervention of cerebral malaria.

关键词

Keywords

references

WORLD HEALTH ORGANIZATION . World Malaria Report ［M］. Geneva ： World health organization ， 2018 ： 1 - 204 .

李建良，李凯，郭媛，等 . 脑型疟研究新进展［J］. 中国中药杂志， 2017 ， 42 （ 23 ）： 4548 - 4555 .

GOLENSER J ， WAKNINE J H ， KRUGLIAK M ， et al . Current perspectives on the mechanism of action of artemisinins ［J］. Int J Parasitol ， 2006 ， 36 （ 14 ）： 1427 - 1441 .

WAKNINE-GRINBERG J H ， HUNT N ， BENTURA-MARCIANO A ， et al . Artemisone effective against murine cerebral malaria ［J］. Malar J ， 2010 ， 9 ： 227 .

VANKA R ， NAKKA V P ， KUMAR S P ， et al . Molecular targets in cerebral malaria for developing novel therapeutic strategies ［J］. Brain Res Bull ， 2020 ， 157 ： 100 - 107 .

GHOSH A ， BANERJEE T . Nanotized curcumin-benzothiophene conjugate：a potential combination for treatment of cerebral malaria ［J］. IUBMB Life ， 2020 ， 72 （ 12 ）： 2637 - 2650 .

GAY F ， ZOUGBÉDÉ S ， N'DILIMABAKA N ， et al . Cerebral malaria：what is known and what is on research ［J］. Rev Neurol ， 2012 ， 168 （ 3 ）： 239 - 256 .

林培贤，高辉耀 . 脑出血早期应用活血化瘀药的研究进展［J］. 中医临床研究， 2011 ， 3 （ 17 ）： 115 - 116 .

陈晨，刘倩，高华 . 活血化瘀药药理作用研究进展［J］. 中国药事， 2011 ， 25 （ 6 ）： 603 - 605 .

SHAN C ， XU Q ， SHI Y ， et al . Chuanxiong formulae for migraine：a systematic review and meta-analysis of high-quality randomized controlled trials ［J］. Front Pharmacol ， 2018 ， doi： 10.3389/fphar.2018.00589 http://dx.doi.org/10.3389/fphar.2018.00589 .

SHAO Z ， LI J ， ZHAO Z ， et al . Effects of tetramethylpyrazine on nitric oxide/cGMP signaling after cerebral vasospasm in rabbits ［J］. Brain Res ， 2010 ， 1361 ： 67 - 75 .

姜晓慧 . 基于改善脑疟疾神经损伤的青蒿琥酯川芎嗪组合协同治疗脑型疟探索性研究［D］. 合肥：安徽中医药大学， 2019 .

李轲，周水森，黄芳，等 . 3种PCR方法检测低密度恶性疟原虫血症的比较研究［J］. 中国病原生物学杂志， 2013 ， 8 （ 4 ）： 331 - 335 .

HOFFMANN A ， PFEIL J ， ALFONSO J ， et al . Experimental cerebral malaria spreads along the rostral migratory stream ［J］. PLoS Pathog ， 2016 ， 12 （ 3 ）： e1005470 .

中华医学会神经病学分会脑血管病学组急性缺血性脑卒中诊治指南撰写组 . 中国急性缺血性脑卒中诊治指南2010 ［J］. 中国全科医学， 2011 ， 14 （ 35 ）： 4013 - 4017 .

顾任钧，李子赟，李鹏飞，等 . 川芎嗪注射液对急性缺血性脑卒中疗效与安全性的Meta分析［J］. 世界中医药， 2020 ， 15 （ 19 ）： 2900 - 2909 .

VANEZIS A P ， ARNOLD J R ， RODRIGO G ， et al . Daily remote ischaemic conditioning following acute myocardial infarction：a randomised controlled trial ［J］. Br Heart J ， 2018 ， 104 （ 23 ）： 1955 - 1962 .

姚丽丽，朱晓晖，唐祝奇，等 . 丹参川穹嗪联合甲钴胺对早期DPN患者血液流变学及炎症因子水平的影响［J］. 东南大学学报：医学版， 2016 ， 35 （ 6 ）： 922 - 926 .

吕行直，李瑞芳，罗雪婷，等 . 川穹嗪对肾性高血压大鼠左心室肥厚和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的影响［J］. 中国临床药理学杂志， 2017 ， 33 （ 6 ）： 513 - 517 .

祁景，刘小军，祁邵艳，等 . 盐酸川芎嗪联合奥扎格雷对急性脑梗死患者神经功能缺损和血液流变学的影响［J］. 世界中西医结合杂志， 2020 ， 15 （ 4 ）： 710 - 713 .

华海涌，孙芳，陈伟，等 . 世界卫生组织《重症疟疾管理实用手册》（第三版）解读［J］. 中国热带医学， 2018 ， 18 （ 7 ）： 643 - 645 .

OLUPOT-OLUPOT P ， MAITLAND K . Management of severe malaria：results from recent trials ［J］. Adv Exp Med Biol ， 2013 ， 764 ： 241 - 250 .

KOUAKOU Y I ， TOD M ， LEBOUCHER G ， et al . Systematic review of artesunate pharmacokinetics：Implication for treatment of resistant malaria ［J］. Int J Infect Dis ， 2019 ， 89 ： 30 - 44 .

陈铭泰，肖娇，林海丹，等 . 基于网络药理学探讨逍遥散对动脉粥样硬化和抑郁症“异病同治”的作用机制［J］. 中国中药杂志， 2020 ， 45 （ 17 ）： 4099 - 4111 .

赵元，郑红霞，徐颖，等 . 青盐方治疗围绝经期焦虑症的网络分析及实验验证［J］. 中国中药杂志， 2020 ， 45 （ 17 ）： 4129 - 4139 .

IDRO R ， MARSH K ， JOHN C C ， et al . Cerebral malaria：mechanisms of brain injury and strategies for improved neurocognitive outcome ［J］. Pediatr Res ， 2010 ， 68 （ 4 ）： 267 - 274 .

TROVOADA M D J ， MARTINS M ， BEN MANSOUR R ， et al . NOS2 variants reveal a dual genetic control of nitric oxide levels，susceptibility to Plasmodium infection，and cerebral malaria ［J］. Infect Immun ， 2014 ， 82 （ 3 ）： 1287 - 1295 .

LEVESQUE M C ， HOBBS M R ， O'LOUGHLIN C W ， et al . Malaria severity and human nitric oxide synthase type 2 （NOS2） promoter haplotypes ［J］. Hum Genetics ， 2010 ， 127 （ 2 ）： 163 - 182 .

WILSON N O ， JAIN V ， ROBERTS C E ， et al . CXCL4 and CXCL10 predict risk of fatal cerebral malaria ［J］. Dis Markers ， 2011 ， 30 （ 1 ）： 39 - 49 .

CHULAY J D ， OCKENHOUSE C F . Host receptors for malaria-infected erythrocytes ［J］. Am J Trop Med Hyg ， 1990 ， 43 （ 2 Pt 2 ）： 6 - 14 .

GRAU G E ， TAYLOR T E ， MOLYNEUX M E ， et al . Tumor necrosis factor and disease severity in children with falciparum malaria ［J］. N Engl J Med ， 1989 ， 320 （ 24 ）： 1586 - 1591 .

KWIATKOWSKI D ， HILL A V ， SAMBOU I ， et al . TNF concentration in fatal cerebral，non-fatal cerebral，and uncomplicated Plasmodium falciparum malaria ［J］. Lancet ， 1990 ， 336 （ 8725 ）： 1201 - 1204 .

KHAW L T ， BALL H J ， GOLENSER J ， et al . Endothelial cells potentiate interferon- γ production in a novel tripartite culture model of human cerebral malaria ［J］. PLoS One ， 2013 ， 8 （ 7 ）： e69521 .

CABANTOUS S ， POUDIOUGOU B ， BERGON A ， et al . Understanding human cerebral malaria through a blood transcriptomic signature：evidences for erythrocyte alteration，immune/inflammatory dysregulation，and brain dysfunction ［J］. Mediators Inflamm ， 2020 ， doi： 10.1155/2020/3280689 http://dx.doi.org/10.1155/2020/3280689 .

DU Y ， CHEN G ， ZHANG X ， et al . Artesunate and erythropoietin synergistically improve the outcome of experimental cerebral malaria ［J］. Int Immunopharmacol ， 2017 ， 48 ： 219 - 230 .

BESNARD A ， GUABIRABA R ， NIEDBALA W ， et al . IL-33-mediated protection against experimental cerebral malaria is linked to induction of type 2 innate lymphoid cells，M2 macrophages and regulatory T cells ［J］. PLoS Pathog ， 2015 ， 11 （ 2 ）： e1004607 .

周时 . 中药川芎中有效成分的药理作用研究［J］. 内蒙古中医药， 2015 ， 34 （ 5 ）： 157 - 170 .

FRIMPONG A ， KUSI K A ， ADU-GYASI D ， et al . Phenotypic evidence of T cell exhaustion and senescence during symptomatic Plasmodium falciparum Malaria ［J］. Front Immunol ， 2019 ， 10 ： 1345 .

DEMARTA-GATSI C ， RIVKIN A ， Di BARTOLO V ， et al . Histamine releasing factor and elongation factor 1 alpha secreted via malaria parasites extracellular vesicles promote immune evasion by inhibiting specific T cell responses ［J］. Cell Microbiol ， 2019 ， 21 （ 7 ）： e13021 .

KUMAR K A ， BABU P P . Mitochondrial anomalies are associated with the induction of intrinsic cell death proteins-Bcl 2 ，Bax，cytochrome-c and p53 in mice brain during experimental fatal murine cerebral malaria ［J］. Neurosci Lett ， 2002 ， 329 （ 3 ）： 319 - 323 .

VAN BILJON R ， NIEMAND J ， VAN WYK R ， et al . Inducing controlled cell cycle arrest and re-entry during asexual proliferation of Plasmodium falciparum malaria parasites ［J］. Sci Rep ， 2018 ， 8 （ 1 ）： 16581 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Mechanism Analysis of Strengthening Anti-cerebral Ischemia Injury of Chuanxiong Rhizoma Processed with Wine Based on UHPLC-Q-Orbitrap HRMS and Integrated Network Pharmacology

Mechanism of Duanteng Yimutang in Treating Rheumatoid Arthritis Based on Network Pharmacology Approach

Clinical Efficacy and Mechanism of Compound Langdu Tincture in Treating Multiple Palmoplantar Warts of Dampness-toxin Accumulation Type

Excavation of New Prescription for Chronic Atrophic Gastritis and Its Verification of Syndrome Type of Deficiency of Stomach Yin

Mahoniae Caulis Alkaloids Ameliorate Depression by Regulating Synaptic Plasticity via cAMP Pathway

Related Author

Ke PEI

Yan NING

Hao CAI

Li-long CAO

Ting-ting ZHAO

Zi-han YU

Gang CAO

Ying-li WANG

Related Institution

Shanxi Modern Chinese Medicine Engineering Laboratory，College of Traditional Chinese Medicine （TCM） and Food Engineering，Shanxi University of Chinese Medicine

Research Center of TCM Processing，College of Pharmacy， Zhejiang Chinese Medical University

Engineering Research Center for Standardization and Normalization of TCM Processing，Ministry of Education，School of Pharmacy，Nanjing University of Chinese Medicine

The First Medical College, Guangzhou University of Chinese Medicine

The First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine

AI问答

Postal code：100700
Tel：010-84076882 Email：syfjx_2010@188.com
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备11006657号-10 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰