摘要:目的通过网络药理学及分子对接技术预测金振口服液(JinzhenOralLiquid,JOL)干预新型冠状病*肺炎(COVID-19)的作用机制。方法通过文献挖掘以及DisGeNET、OMIM、KEGG、UniProt数据库联用检索与COVID-19相关的蛋白靶点。借助TraditionalChineseMedicineNetwork(TCMN)信息平台检索JOL中的化合物,运用Cytoscape3.2.1构建药材-化合物-靶点网络来预测JOL治疗COVID-19的活性成分及作用靶点。在RCSBPDB数据库中检索获取3CL水解酶(3CLpro)和血管紧张素转化酶II(ACE2)的晶体结构,借助AutoDockVina软件将活性化合物与2个蛋白进行分子对接。结果药材-化合物-靶点网络包含异甘草酸内酯、贝母辛、番泻苷B等75个化合物分别来自甘草、大*和平贝母3味药材,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、Janus激酶3(JAK3)、丝裂原活化蛋白激酶激酶1(MEK1)等28个靶点。网络特征分析阐明了JOL治疗COVID-19的9个关键化合物(异甘草酸内酯、甘草内酯、去氢鄂贝定碱、desoxo-glabrolid-acetat、贝母辛、贝母素乙、乌苏里啶酮、西贝素和euchrenoneA5)以及10个潜在作用靶(mTOR、JAK3、ACE2、TNFA、AKT2、PIK3CA、MEK1、BRD2、ACE、ANPEP)。分子对接显示,JOL中部分活性化合物对新型冠状病*(SARS-CoV-2)的3CLpro和ACE2蛋白具有一定的亲和力。结论JOL可能是通过调节溴结构域包含蛋白2(Brd2)、氨肽酶N(CD13)和ACE2的表达以及干预PI3K/Akt、Jak-STAT、TNF和MAPK信号通路来遏制COVID-19细胞因子风暴的发生和发展并与3CLpro结合抑制病*复制,从而有可能对COVID-19有防治作用。
年12月,“不明原因肺炎”出现,经全基因组测定确认为“新型冠状病*”,国际病*分类委员会将该病*命名为“SARS-CoV-2”。世界卫生组织将SARS-CoV-2导致的肺炎命名为“COVID-19”。COVID-19具有高传染性,疫情蔓延迅速。截至截至4月19日15时,全国COVID-19累计确诊例,累计境外输入例,累计死亡病例例,累计治愈病例例,中国现有确诊病例例,海外累计确诊病例例,累计死亡例。
SARS-CoV-2与SARS病*(SARS-CoV)的S蛋白存在基因序列及结构的相似性[1-2],同属β冠状病*属。之后的研究发现血管紧张素转化酶II(ACE2)对于SARS-CoV-2进入细胞是必需的[3]。在SARS-CoV-2侵染宿主细胞的过程中,病*的多聚蛋白多肽通过酶切作用被切割成能组成新的病*的非结构性组分,其中3CL水解酶(3CLpro,也叫做主要蛋白酶Mpro)在这一过程中起到了至关重要的作用,通过抑制蛋白酶的活性,或许能有效控制病*的复制和增殖[4]。
影像学检查显示,大多数COVID-19患者胸部CT扫描会出现双侧磨玻璃样改变[5]。有临床研究发现SARS-CoV-2可能主要作用于T淋巴细胞,病*通过呼吸道黏膜扩散到其他部位细胞,诱导多种细胞因子和化学趋化因子产生失控过激的病理反应,即细胞因子风暴(cytokinestorm),导致患者发生急性呼吸窘迫综合征和感染性休克,最终导致多器官功能衰竭[6]。目前,尚未有治疗COVID-19的特效药,中医药在治疗瘟疫方面历史悠久,针对COVID-19疫情,国家卫生健康委员会提到了中西医结合共同治疗的理念[4]。中医药讲究辩证论治,抗病*中药可能也有潜在防治COVID-19的作用,有文献报道,血必净注射液在临床中对普通型的COVID-19患者肺部感染病灶吸收有很好的效果[7]。
金振口服液(JinzhenOralLiquid,JOL)为中药复方制剂,其组方源于儿科经验方“羚羊清肺散”,由山羊角、平贝母、大*、*芩、青礞石、石膏、人工牛*、甘草8味中药经加工制成,具有清热解*、祛痰止咳的功效。临床用于治疗小儿支气管炎、支气管肺炎、支原体肺炎、病*性肺炎等以痰热咳嗽为主症者。该药能够有效改善脂多糖(LPS)诱导的肺组织间质性水肿及降低致炎细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素(IL)-1β的含量[8],且对严重急性呼吸综合征(SARS)病*、流感病*、柯萨奇病*、呼吸道合胞病*及肺炎支原体等有较好的抑制或杀灭作用[9-11]。本研究拟运用网络药理学方法和分子对接技术来探索JOL抗SARS-CoV-2潜在的活性成分及治疗靶点,为实验研究和临床应用提供理论参考。
1方法
1.1化合物的收集和处理
JOL中所含青礞石和石膏均为矿物药,多为金属离子,不适合进行网络药理学分析。中药网络药理学信息平台(TraditionalChineseMedicineNetworkPharmacologyIntelligentInformationPlatform,TCMN,软著登字第号,肖伟等创建)数据库中未收录山羊角、人工牛*等动物药所含成分,故从TCMN数据库信息平台检索该复方中4味植物药材(大*、*芩、平贝母和甘草)所含的化学成分,得到个化合物。采用OpenBabel[12](2.3.2version,