Mechanism of Anti-tuberculosis Particles （Kanglao Granule） Based on Network Pharmacology and Experimental Research

Si-fang XIAO; Xiao-hua MA; Guo-min SHI; Rong YU; Jian-hua PAN; Ting ZHOU; Yan-gen XIANG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220215

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Mechanism of Anti-tuberculosis Particles （Kanglao Granule） Based on Network Pharmacology and Experimental Research

更新时间：2022-01-13

- Mechanism of Anti-tuberculosis Particles （Kanglao Granule） Based on Network Pharmacology and Experimental Research
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 4, Pages: 205-211(2022)
- 作者机构：
  
  南华大学附属长沙中心医院，长沙 410004
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220215
  CLC： R285;R289;R22;R2-031;R33
- Received：24 August 2021，
  
  Published Online：13 December 2021，
  
  Published：20 February 2022
- 稿件说明：
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肖四方,马小华,石国民等.抗痨颗粒治疗结核病分子机制的网络药理和实验验证[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(04):205-211.

XIAO Si-fang,MA Xiao-hua,SHI Guo-min,et al.Mechanism of Anti-tuberculosis Particles （Kanglao Granule） Based on Network Pharmacology and Experimental Research[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(04):205-211.
肖四方,马小华,石国民等.抗痨颗粒治疗结核病分子机制的网络药理和实验验证[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(04):205-211. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220215.

XIAO Si-fang,MA Xiao-hua,SHI Guo-min,et al.Mechanism of Anti-tuberculosis Particles （Kanglao Granule） Based on Network Pharmacology and Experimental Research[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(04):205-211. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220215.

摘要

目的

通过网络药理学探索抗痨颗粒在抗结核分枝杆菌潜在的分子机制。

方法

从中药复方数据平台中获得抗痨颗粒的活性成分，通过SwissTargetPrediction获取潜在的靶点，并与GeneCards和美国国家生物技术信息中心（NCBI）数据库筛选出药物治疗的疾病的靶点；采用STRING和Cytoscape 3.8.0构建“中药-疾病靶点-信号通路”网络和筛选关键靶点；然后进行基因本体（GO）和京都基因和基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析；运用AutoDock Vina对抗痨颗粒活性成分和关键蛋白进行分子对接，并通过蛋白免疫印迹法验证活性成分与关键靶蛋白的相互作用。

结果

通过筛选去重得到潜在抗痨颗粒重要成分包括

-谷甾醇、芝麻素和山柰酚等化学成分29个；候选作用靶点包括蛋白激酶B1（Akt1），表皮生长因子受体（EGFR），低氧诱导因子-1A（HIF-1A），原癌基因酪氨酸蛋白激酶C（SRC）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）等关键蛋白28个；生物信息分析发现GO得到氧代谢反应、核酸转录和代谢酶途径等41个重要功能条目；KEGG富集分析结核分枝杆菌信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路等28条重点信号通路；分子对接的结果显示Akt1和芝麻素的结合力最强；体外实验验证芝麻素通过抑制Akt1的磷酸化来达到控制分枝杆菌的生长的作用。

结论

抗痨颗粒治疗是通过多组分、多靶点和多途径共同作用间接提高杀菌和免疫反应水平，从而达到治疗结核病的功效，其中Akt1是其参与治疗结核的重要靶蛋白之一。

Abstract

Objective

To explore the potential anti-tuberculosis mechanism of Kanglao granule through network pharmacology.

Method

The active components of Kanglao granule were retrieved from related databases and the potential targets of the components from SwissTargetPrediction. Targets of the tuberculosis were screened from GeneCards and National Center for Biotechnology Information （NCBI）， and the anti-tuberculosis targets of the prescription were further identified. STRING and Cytoscape 3.8.0 were employed to construct the Chinese medicinal-disease target-signaling pathway network and screen core targets. Then gene ontology （GO） term enrichment and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment were performed. Finally， AutoDock Vina was used for molecular docking between the active components of the prescription and key proteins and Western blotting for verifying the interaction between them.

Result

A total of 29 important chemical components in the prescription were screened out， including

-sitosterol， sesamin， and kaempferol. A total of 28 key anti-tuberculosis targets were retrieved， such as protein kinase B1 （Akt1）， epidermal growth factor receptor （EGFR）， hypoxia inducible factor-1A （HIF-1A）， proto-oncogene tyrosine-protein kinase （SRC）， and matrix metalloproteinase-9 （MMP-9）. Bioinformatics analysis showed the 28 targets were involved in 41 GO terms such as oxygen metabolism， nucleic acid transcription， and metabolic enzyme pathway， and 28 key KEGG pathways， including

Mycobacterium tuberculosis

signaling pathway and phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B pathway. Molecular docking results showed that Akt1 had the strongest binding affinity to sesamin.

In vitro

experiment indicated that sesamin inhibited the growth of

tuberculosis

by suppressing the phosphorylation of Akt1.

Conclusion

Kanglao granule improved the sterilization level and immune response through multi-component， multi-target， and multi-pathway interactions， thereby achieving therapeutic effect on tuberculosis. Akt1 is one of the important targets involved in the treatment of tuberculosis.

关键词

Keywords

references

王胜圣，田洋，刘嵋松，等 . 基于中医文献检索的肺结核病中医证候规律分析［J］. 中华中医药杂志， 2011 ， 26 （ 11 ）： 2491 - 2493 .

吴雪琼 . 关于耐药结核病化疗方案合理组合的思考和探讨［J］. 中国防痨杂志， 2021 ， 43 （ 4 ）： 305 - 309 .

SINGH R ， DWIVEDI S P ， GAHARWAR U S ， et al . Recent updates on drug resistance in Mycobacterium tuberculosis ［J］. J Appl Microbiol ， 2020 ， 128 （ 6 ）： 1547 - 1567 .

姜德友，高欣元 . 肺痨病源流考［J］. 河南中医， 2018 ， 38 （ 8 ）： 1141 - 1146 .

国家药典委员会 . 中华人民共和国药典：一部［M］. 北京：人民卫生出版社， 1977 ： 753 .

滑东方 . 现有辅助抗结核中成药综述［J］. 临床肺科杂志， 2010 ， 15 （ 9 ）： 1286 - 1288 .

赵凯鑫，卜亚芹，张婷婷，等 . HPLC法测定抗痨胶囊中岩白菜素的含量［J］. 中国药品标准， 2019 ， 20 （ 1 ）： 42 - 45 .

时翠林，虞忻，沈洁，等 . 抗痨颗粒辅助抗结核药物对患者非结核分枝杆菌性肺病的疗效及其对T细胞亚群的影响［J］. 抗感染药学， 2020 ， 17 （ 5 ）： 730 - 733 .

唐蒙轩，沈莉华 . 抗痨颗粒辅助治疗难治性肺结核的临床效果及安全性探析［J］. 中国现代药物应用， 2018 ， 12 （ 12 ）： 76 - 77 .

薛倩一 . 抗痨颗粒联合西药治疗重症淋巴结结核疗效观察［J］. 中医学报， 2011 ， 26 （ 2 ）： 209 - 210 .

BAPTISTA R ， BHOWMICK S ， SHEN J ， et al . Molecular docking suggests the targets of anti-mycobacterial natural products ［J］. Molecules ， 2021 ， 26 （ 2 ）： 475 .

YANG S ， LI X ， DOU H ， et al . Sesamin induces A549 cell mitophagy and mitochondrial apoptosis via a reactive oxygen species-mediated reduction in mitochondrial membrane potential ［J］. Korean J Physiol Pharmacol ， 2020 ， 24 （ 3 ）： 223 - 232 .

赵帅，郝二伟，杜正彩，等 . 瑶药五指毛桃的化学成分、药理作用研究进展及质量标志物预测分析［J］. 世界科学技术—中医药现代化， 2020 ， 22 （ 5 ）： 1506 - 1516 .

ROJANO B ， CAMINERO J A ， HAYEK M . Curving tuberculosis：current trends and future needs ［J］. Ann Glob Health ， 2019 ， 85 （ 1 ）： 1 - 7 .

CHANDRA P ， RAJMANI R S ， VERMA G ， et al . Targeting drug-sensitive and -resistant strains of Mycobacterium tuberculosis by inhibition of Src family kinases lowers disease burden and pathology ［J］. mSphere ， 2016 ， 1 （ 2 ）： e00043 - e00015 .

陈俊麒，吴俊标，林华，等 . 基于3种数据挖掘模型分析16618例含附子中成药的处方用药规律［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 3 ）： 183 - 189 .

NANDHA B ， NARGUND L G ， NARGUND S L ， et al . Design and synthesis of some novel fluorobenzimidazoles substituted with structural motifs present in physiologically active natural products for antitubercular activity ［J］. Iran J Pharm Res ， 2017 ， 16 （ 3 ）： 929 - 942 .

PRASASTY V D ， CINDANA S ， IVAN F X ， et al . Structure-based discovery of novel inhibitors of Mycobacterium tuberculosis CYP121 from Indonesian natural products ［J］. Comput Biol Chem ， 2020 ， 85 ： 107205 .

BAI X ， GOU X ， CAI P ， et al . Sesamin Enhances Nrf2-mediated protective defense against oxidative stress and inflammation in colitis via Akt and ERK activation ［J］. Oxid Med Cell Longev ， 2019 ， 2019 ： 2432416 .

TANG M ， XIE X ， YI P ， et al . Integrating network pharmacology with molecular docking to unravel the active compounds and potential mechanism of simiao pill treating rheumatoid arthritis ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2020 ， 2020 ： 5786053 .

莫琼，郝二伟，覃文慧，等 . 平性活血化瘀中药物质基础与药理作用的研究进展［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 1 ）： 205 - 216 .

SHA S ， SHI Y ， TANG Y ， et al . Mycobacterium tuberculosis Rv1987 protein induces M2 polarization of macrophages through activating the PI3K/Akt1/mTOR signaling pathway ［J］. Immunol Cell Biol ， 2021 ， 99 （ 6 ）： 570 - 585 .

黎志刚 . 肺结核合并支气管结核中医证候分布规律研究［J］. 中医临床研究， 2020 ， 12 （ 17 ）： 19 - 22 .

高寒，徐伟，张宇航，等 . 基于网络药理学的刺五加总苷抗疲劳作用机制研究［J］. 中草药， 2021 ， 52 （ 2 ）： 413 - 421 .

SHARMILA R ， SINDHU G . Evaluate the antigenotoxicity and anticancer role of β -sitosterol by determining oxidative DNA damage and the expression of phosphorylated mitogen-activated protein kinases'， C-Fos，C-Jun， and endothelial growth factor receptor ［J］. Pharmacogn Mag ， 2017 ， 13 （ 49 ）： 95 - 101 .

BRAVERMAN J ， STANLEY S A . Nitric oxide modulates macrophage responses to mycobacterium tuberculosis infection through activation of HIF-1 α and repression of NF- κ B ［J］. J Immunol ， 2017 ， 199 （ 5 ）： 1805 - 1816 .

YAHAGI H ， YAHAGI T ， MATSUMURA M ， et al . Inhibitory activity of flavonoids from Ephedrae Herba on hypoxia signaling in PANC-1 cells and the evaluation of their mechanisms ［J］. J Nat Med ， 2021 ， 75 （ 3 ）： 612 - 622 .

杨凯麟，曾柳庭，葛安琪，等 . 基于网络药理学探讨桃仁-红花药对活血化瘀的分子机制［J］. 世界科学技术—中医药现代化， 2018 ， 20 （ 12 ）： 2208 - 2216 .

YANG J ， LI Q ， ZHOU X D ， et al . Naringenin attenuates mucous hypersecretion by modulating reactive oxygen species production and inhibiting NF- κ B activity via EGFR-PI3K-Akt/ERK MAPKinase signaling in human airway epithelial cells ［J］. Mol Cell Biochem ， 2011 ， 351 （ 1/2 ）： 29 - 40 .

钟仁兴，丁子禾，杨燕妮，等 . 基于网络药理学分析的橘红痰咳液主治“痰、咳、喘”的药效物质基础与作用机制研究［J］. 药学学报， 2020 ， 55 （ 9 ）： 2134 - 2144 .

YAO S ， WANG X ， LI C ， et al . Kaempferol inhibits cell proliferation and glycolysis in esophagus squamous cell carcinoma via targeting EGFR signaling pathway ［J］. Tumour Biol ， 2016 ， 37 （ 8 ）： 10247 - 10256 .

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