基于代谢组学和网络药理学探究人参固本口服液治疗肾纤维化的作用机制

江红; 张瞳; 张俊红; 秦月雯; 谢冬梅; 王萍; 许海玉

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230666

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于代谢组学和网络药理学探究人参固本口服液治疗肾纤维化的作用机制

药物代谢 | 更新时间：2023-05-16

- 基于代谢组学和网络药理学探究人参固本口服液治疗肾纤维化的作用机制
  增强出版
- Exploring Mechanism of Renshen Guben Oral Liquids in Treating Renal Fibrosis Based on Metabolomics and Network Pharmacology
- 中国实验方剂学杂志 2023年29卷第12期页码：142-148
- 作者机构：
  
  1.安徽中医药大学，合肥 230012
  2.中国中医科学院中药研究所，北京 100700
  3.中国中医科学院国家药品监督管理局中医药研究与评价重点实验室，北京 100700
- 作者简介：
  
  江红，在读硕士，从事中药整合药理学研究，E-mail：3219789129@qq.com
  王萍，博士，研究员，从事中药整合药理学研究，E-mail：hudielanwp@sina.com；
  许海玉，博士，研究员，从事中医药大数据和中药整合药理学研究，Tel：010-64014411，E-mail：hyxu@icmm.ac.cn
- 基金信息：
  
  国家自然基金重点项目(81830111);中国中医科学院科技创新工程项目(CI2021A04907)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230666
  中图分类号： R22;R969.1;R28;O657
- 收稿日期：2022-12-26，
  
  网络出版日期：2023-03-14，
  
  纸质出版日期：2023-06-20
- 稿件说明：
移动端阅览
江红,张瞳,张俊红等.基于代谢组学和网络药理学探究人参固本口服液治疗肾纤维化的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(12):142-148.

JIANG Hong,ZHANG Tong,ZHANG Junhong,et al.Exploring Mechanism of Renshen Guben Oral Liquids in Treating Renal Fibrosis Based on Metabolomics and Network Pharmacology[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(12):142-148.
江红,张瞳,张俊红等.基于代谢组学和网络药理学探究人参固本口服液治疗肾纤维化的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(12):142-148. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230666.

JIANG Hong,ZHANG Tong,ZHANG Junhong,et al.Exploring Mechanism of Renshen Guben Oral Liquids in Treating Renal Fibrosis Based on Metabolomics and Network Pharmacology[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(12):142-148. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230666.

摘要

目的

基于代谢组学和网络药理学开展人参固本口服液治疗肾纤维化小鼠的作用机制研究。

方法

将36只C57BL/6小鼠随机分为空白组、模型组、人参固本口服液组，除空白组外，均采用单侧输尿管结扎术制备小鼠单侧输尿管梗阻模型。术后人参固本口服液组灌胃给予4.2 g·kg

-1

浸膏粉的水溶液，连续给药14 d，空白组和模型组灌胃给予等量蒸馏水。末次给药后，收集尿液，采用超高效液相色谱-三重四极杆-串联质谱法（UPLC-QQQ-MS/MS）进行检测，以0.1%甲酸水溶液为流动相A，乙腈-异丙醇（70∶30）为流动相B，梯度洗脱（0~1 min，5%B；1~5 min，5%~30%B；5~9 min，30%~50%B；9~11 min，50%~78%B；11~13.5 min，78%~95%B；13.5~14 min，95%~100%B；14~16 min，100%B；16~16.1 min，100%~5%B；16.1~18 min，5%B），柱温40 ℃，流速0.4 mL·min

-1

，电喷雾离子源（ESI），采集范围

50~900；通过网络药理学对人参固本口服液成分的靶点与肾纤维化的靶点进行交互分析，网络拓扑分析筛选出关键成分和关键靶点，采用功能注释生物信息学分析数据库（DAVID）预测人参固本口服液治疗肾纤维化的信号通路。

结果

共鉴定出人参固本口服液治疗肾纤维化的7个差异代谢物，涉及8条代谢通路。网络药理学分析发现，人参固本口服液中36个核心成分与该7个差异代谢物相关，主要为人参皂苷类、三七皂苷类及核苷酸类化合物。基于“药材-成分-靶点-通路”网络，共筛选出23个关键靶点，与差异代谢物共同涉及亚油酸代谢、精氨酸生物合成、三羧酸循环（TCA）、精氨酸与脯氨酸代谢等通路。

结论

该研究基于代谢组学与网络药理学技术，确定了人参固本口服液治疗肾纤维化中7个差异代谢物、36个潜在药效成分、23个核心靶点和4条关键通路，可为该药的临床应用及机制研究提供实验依据。

Abstract

Objective

To investigate the mechanism of Renshen Guben oral liquids（RGOL） in treatment of mice with renal fibrosis based on metabolomics and network pharmacology.

Method

C57BL/6 mice were randomly divided into control group， model group and RGOL group， 12 mice in each group. Except for the control group， mice in the other groups were induced into unilateral ureteral obstruction（UUO） model by UUO. After preparation of the model， an aqueous solution of 4.2 g·kg

-1

extract powder was administered by gavage to RGOL group for 14 d， and an equal amount of distilled water was administered by gavage to the control and model groups. After the last administration on the 14

day， urine was collected and detected by ultra-high performance liquid chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry（UPLC-QQQ-MS/MS） with 0.1% formic acid aqueous solution as mobile phase A， and acetonitrile-isopropanol（70∶30） as mobile phase B for gradient elution（0-1 min， 5%B； 1-5 min， 5%-30%B； 5-9 min， 30%-50%B； 9-11 min， 50%-78%B； 11-13.5 min， 78%-95%B； 13.5-14 min， 95%-100%B； 14-16 min， 100%B； 16-16.1 min， 100%-5%B； 16.1-18 min， 5%B）， column temperature of 40 ℃， flow rate of 0.4 mL·min

-1

， electrospray ionization（ESI）， collection range of

50-900. Through network pharmacology， the targets of components in RGOL and the targets of renal fibrosis were analyzed interactively， and the key components and key targets were screened by network topology analysis， and DAVID platform was used to predict the signaling pathways of RGOL for the treatment of renal fibrosis.

Result

A total of 7 differential metabolites involving 8 metabolic pathways were identified in RGOL for the treatment of renal fibrosis. The network pharmacology revealed that 36 key components in RGOL were related to 7 differential metabolites， mainly ginsenosides， notoginsenosides and nucleotides. Based on the herbs-components-targets-pathways network， a total of 23 key targets related to the treatment of renal fibrosis by RGOL were highlighted， which together with the differential metabolites were involved in linoleic acid metabolism， arginine biosynthesis， tricarboxylic acid cycle（TCA）， arginine and proline metabolism and other pathways.

Conclusion

Based on metabolomics and network pharmacology， this study preliminarily identified 7 differential metabolites， 36 potential pharmacodynamic components and 23 key targets and 4 key pathways in RGOL for the treatment of renal fibrosis， providing an experimental basis for the clinical application and mechanism study of this preparation.

关键词

Keywords

references

XIANG Z ， SUN H ， CAI X ， et al . The study on serum and urine of renal interstitial fibrosis rats induced by unilateral ureteral obstruction based on metabonomics and network analysis methods ［J］. Anal Bioanal Chem ， 2016 ， 408 （ 10 ）： 2607 - 2619 .

GAO C ， BAI W F ， ZHOU H B ， et al . Metabolomic assessment of mechanisms underlying anti-renal fibrosis properties of petroleum ether extract from Amygdalus mongolica ［J］. Pharm Biol ， 2021 ， 59 （ 1 ）： 565 - 574 .

张明昊，俎兆轩，张童，等 . 金匮肾气丸对肾纤维化模型大鼠的干预作用及机制［J］. 中国药房， 2022 ， 33 （ 15 ）： 1848 - 1853，1859 .

高玉敏，王名洲，张文高，等 . 人参固本口服液研究［J］. 山东中医学院学报， 1994 （ 5 ）： 348 - 351，354 .

李冰冰，王嵬，支运霞，等 . 基于网络药理学和分子对接分析人参固本口服液的物质基础和机制研究［J］. 河北医药， 2022 ， 44 （ 2 ）： 297 - 302 .

王艺璇，谭影影，陈美琳，等 . 基于网络药理学和分子对接技术的人参固本口服液治疗乳腺癌作用机制研究［J］. 中国医院用药评价与分析， 2022 ， 22 （ 3 ）： 265 - 271 .

程国良，张春铭，林佳如 . 人参固本口服液联合泼尼松治疗成人肾病综合征的疗效观察［J］. 世界中医药， 2019 ， 14 （ 9 ）： 2325 - 2328 .

周恩平，李运伦，杨勇，等 . 人参固本口服液的药理实验研究［J］. 山东生物医学工程， 1997 （ 4 ）： 45 - 48 .

CHEVALIER R L ， FORBES M S ， THORNHILL B A . Ureteral obstruction as a model of renal interstitial fibrosis and obstructive nephropathy ［J］. Kidney Int ， 2009 ， 75 （ 11 ）： 1145 - 1152 .

JIA H ， LIU C ， LI D ， et al . Metabolomic analyses reveal new stage-specific features of COVID-19 ［J］. Eur Respir J ， 2022 ， 59 （ 2 ）： 2100284 .

KE Q ， SHI C ， LV Y ， et al . SGLT2 inhibitor counteracts NLRP3 inflammasome via tubular metabolite itaconate in fibrosis kidney ［J］. FASEB J ， 2022 ， 36 （ 1 ）： e22078 .

XIE G ， WANG L ， CHEN T ， et al . A metabolite array technology for precision medicine ［J］. Anal Chem ， 2021 ， 93 （ 14 ）： 5709 - 5717 .

马宏峰 . 亚油酸对高脂小鼠脂质代谢的影响及其机制研究［D］. 合肥：合肥工业大学， 2007 .

张锐，曾嘉，邓志军，等 . PGC1 α 通过调控肾组织脂肪酸代谢在肾纤维化中发挥枢纽作用［J］. 中南大学学报：医学版， 2022 ， 47 （ 6 ）： 786 - 793 .

BROSNAN M E ， BROSNAN J T . Renal arginine metabolism ［J］. J Nutr ， 2004 ， 134 （ 10 Suppl ）： 2791S - 2797S .

BAI W ， LIU Q ， CHANG H ， et al . Metabolomics reveals the renoprotective effect of n -butanol extract and amygdalin extract from Amygdalus mongolica in rats with renal fibrosis ［J］. Artif Cells Nanomed Biotechnol ， 2021 ， 49 （ 1 ）： 556 - 564 .

田刚，李超，翟园园，等 . 基于血清靶向代谢组学研究蒲地蓝消炎口服液对脂多糖诱导的急性肺炎小鼠能量代谢的影响［J］. 南京中医药大学学报， 2021 ， 37 （ 1 ）： 120 - 125 .

展俊平，王慧莲，苗喜云，等 . 基于TCA循环关键酶测定研究督灸治疗早期强直性脊柱炎患者关节活动度的疗效及机制［J］. 世界科学技术—中医药现代化， 2022 ， 24 （ 9 ）： 3548 - 3555 .

TANNAHILL G M ， CURTIS A M ， ADAMIK J ， et al . Succinate is an inflammatory signal that induces IL-1 β through HIF-1 α ［J］. Nature ， 2013 ， 496 （ 7444 ）： 238 - 242 .

俞晓忆，周芷若，谢媛，等 . 糖尿病肾病细胞模型三羧酸循环代谢异常和机制初探［J］. 中国临床药理学与治疗学， 2017 ， 22 （ 5 ）： 481 - 489 .

LIU X ， CHEN J ， SUN N ， et al . Ginsenoside Rb 1 ameliorates autophagy via the AMPK/mTOR pathway in renal tubular epithelial cells in vitro and in vivo ［J］. Int J Biol Macromol ， 2020 ， 163 ： 996 - 1009 .

NI Y H ， DENG H F ， ZHOU L ， et al . Ginsenoside Rb 1 ameliorated bavachin-induced renal fibrosis via suppressing Bip/eIF2 α /CHOP signaling-mediated EMT ［J］. Front Pharmacol ， 2022 ， 13 ： 872474 .

DU N ， XU Z ， GAO M ， et al . Combination of ginsenoside Rg 1 and astragaloside Ⅳ reduces oxidative stress and inhibits TGF- β 1 /Smads signaling cascade on renal fibrosis in rats with diabetic nephropathy ［J］. Drug Des Devel Ther ， 2018 ， 12 ： 3517 - 3524 .

SHEN X ， DONG X ， HAN Y ， et al . Ginsenoside Rg 1 ameliorates glomerular fibrosis during kidney aging by inhibiting NOX4 and NLRP3 inflammasome activation in SAMP8 mice ［J］. Int Immunopharmacol ， 2020 ， 82 ： 106339 .

XIE X S ， YANG M ， LIU H C ， et al . Influence of ginsenoside Rg 1 ，a panaxatriol saponin from Panax notoginseng，on renal fibrosis in rats with unilateral ureteral obstruction ［J］. J Zhejiang Univ Sci B ， 2008 ， 9 （ 11 ）： 885 - 894 .

ZHU T ， WAN Q . Pharmacological properties and mechanisms of notoginsenoside R 1 in ischemia-reperfusion injury ［J］. Chin J Traumatol ， 2023 ， 26 （ 1 ）： 20 - 26 .

SUN Y B ， QU X ， LI X ， et al . Endothelial dysfunction exacerbates renal interstitial fibrosis through enhancing fibroblast Smad3 linker phosphorylation in the mouse obstructed kidney ［J］. PLoS One ， 2013 ， 8 （ 12 ）： e84063 .

TANG S ， HUANG T ， JING H ， et al . Aldehyde dehydrogenase-2 acts as a potential genetic target for renal fibrosis ［J］. Life Sci ， 2019 ， 239 ： 117015 .

MIAO C ， ZHU X ， WEI X ， et al . Pro- and anti-fibrotic effects of vascular endothelial growth factor in chronic kidney diseases ［J］. Ren Fail ， 2022 ， 44 （ 1 ）： 881 - 892 .

黄萍，周祯祥，李德顺，等 . 基于代谢组学和网络药理学探讨细辛-干姜药对对COPD大鼠肺、肝脂质代谢的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 18 ）： 152 - 160 .

卞振华，张文明，唐静月，等 . 基于血清代谢组学和网络药理学研究酸枣仁提取物治疗失眠的效应物质及作用机制［J］. 中国中药杂志， 2022 ， 47 （ 1 ）： 188 - 202 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于生物信息学技术探讨左归丸治疗多囊卵巢综合征的机制

基于UPLC-Q-TOF/MS代谢组学和分子对接技术探索胆黄连“清肝胆实火”的物质基础

基于代谢组学的四逆汤中附子-干姜药对配伍前后毒效变化规律分析

脾胃湿热证大鼠模型的尿液代谢组学分析

正常高值血压痰湿壅盛证大鼠模型的建立及代谢组学分析