목적은 네트워크 약리학, 분자 도킹 및 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 소청룡탕(XQL)이 고원폐부종(HAPE)을 예방 및 치료하는 잠재적 작용 기전을 탐구하고 체내 동물 모델을 통해 실험적으로 검증하는 것이다. 방법으로 BATMAN-TCM, GeneCards 및 온라인 인간 멘델 유전 데이터베이스(OMIM)에서 XQL의 활성 성분, 약물 표적 및 HAPE 관련 표적을 수집하였다. 교집합 표적을 이용하여 단백질-단백질 상호작용(PPI) 네트워크를 구축하고 Cytoscape 소프트웨어를 활용하여 핵심 표적을 선별 및 시각화하였다. 유전자 온톨로지(GO) 및 교토 유전자 및 게놈 백과사전(KEGG)을 통해 교집합 표적에 대한 기능 주석 및 경로 분석을 실시하였다. AutoDock과 GROMACS 소프트웨어를 이용하여 활성 성분과 핵심 표적 간 결합 능력을 평가하였다. 실험 검증 부분에서는 저압 저산소(해발 6,000m 모사, 48시간 지속)로 유도된 생쥐 HAPE 모델을 구축하였다. 사마자-에오신(HE) 염색, 폐 조직 수분 함량, 폐 조직 습/건 중량비, 실시간 형광 정량 중합효소 연쇄 반응(Real-time PCR)을 통한 유전자 발현 수준 및 면역조직화학과 단백질 면역블롯(Western blot)을 통해 핵심 단백질 발현 상태를 평가하였다. 결과 네트워크 약리학 분석을 통해 XQL의 활성 성분 355종, 작용 표적 2,142개, HAPE 관련 표적 716개, 교집합 표적 236개가 확보되었으며, 백혈구간염(IL)-6, 종양괴사인자(TNF), 단백질 키나아제 B1(Akt1), 저산소 유도인자-1α(HIF-1α) 등 핵심 표적이 선별되었다. 교집합 표적의 GO 분석 결과 생물학적 과정(BP) 738개, 세포 구성요소(CC) 72개, 분자 기능(MF) 135개가 포함되었으며, KEGG 분석을 통해 인산지질 3-키나아제(PI3K)/Akt 및 HIF-1α 두 가지 주요 신호 경로가 유의하게 풍부화되었다. 분자 도킹 및 분자동역학 시뮬레이션 결과 선별된 활성 성분과 핵심 표적 간 결합력이 우수하였다. 저압 저산소(6,000m, 48시간)로 유도된 HAPE 모델에서 모델군 생쥐의 폐 수분 함량, 폐 조직 습/건 중량비 및 병리학적 손상 점수가 유의하게 상승(P<0.01)하였고, 폐포 내 및 폐포 간질에서 다량의 적혈구 삼출물과 염증 세포가 증가하며 폐포 중격이 명확히 두꺼워지고 폐포 간 융합이 관찰되었다. XQL 투여군에서는 위와 같은 병리 변화가 유의하게 개선되었다(P<0.01). 염증인자 발현 결과 정상군과 비교하여 모델군 생쥐 폐 조직에서 TNF-α, IL-6, IL-1β 발현이 유의하게 상향 조절(P<0.01)되었으며, 모델군과 비교하여 XQL 투여군의 염증인자 발현이 뚜렷하게 감소(P<0.05, P<0.01)하였다. 주요 경로 관련 유전자 PI3K, Akt1, 포유류 라파마이신 표적 단백질(mTOR), HIF-1α의 mRNA 발현이 모델군에서 유의하게 증가(P<0.01)하였고, XQL 투여 후 농도 의존적으로 감소(P<0.05, P<0.01)하였다. 면역조직화학 및 웨스턴 블롯 분석에서 폐 조직 내 주요 단백질 PI3K, 인산화(p)-PI3K, Akt1, p-Akt1, mTOR, p-mTOR, HIF-1α 발현 수준이 정상군과 비교하여 모델군에서 유의하게 증가(P<0.05, P<0.01)하였고, 모델군과 비교하여 XQL 투여군에서 유의하게 감소(P<0.05, P<0.01)하였다. 결론 소청룡탕은 폐 염증을 완화하고 고원 폐부종을 개선할 수 있으며, 그 기전은 PI3K/Akt/mTOR 및 HIF-1α 경로의 발현 조절과 관련이 있을 것으로 보인다. 본 연구는 전통중의학 소청룡탕의 고원 폐부종 치료에 새로운 아이디어와 이론적 근거를 제공한다.

소청룡탕; 고원 폐부종; 인산지질 3-키나아제(PI3K)/단백질 키나아제 B(Akt)/포유류 라파마이신 표적 단백질(mTOR); 저산소 유도 인자-1α(HIF-1α); 통합 약리학; 전통 중의학