基于動物實驗動物模型和網(wǎng)絡藥理學的肺力咳合劑止咳、祛痰、平喘的作用研究

發(fā)布時間：

2022-04-15

來源：

專業(yè)提供(ATCC,DSMZ,RCB,JCRB細胞庫源細胞、動物實驗、CRO服務、SCI潤色)

作者：

吉妮歐

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本研究的結(jié)果說明肺力咳合劑能夠通過多靶點多通路發(fā)揮止咳、祛痰、平喘的治療效果，為臨床應用肺力咳合劑治療呼吸道的咳、痰、喘常見癥狀提供了實驗數(shù)據(jù)支持，但更深入的分子機制仍然需要進一先的實驗去驗證

　　摘要
　　通過動物實驗觀察肺力咳合劑止咳、祛痰和平喘的藥理作用，并結(jié)合網(wǎng)絡藥理學探討其作用機制。采用豚鼠枸櫞酸引咳實驗觀察止咳作用;小鼠氣管酚紅排泌實驗、脂多糖致大鼠黏液高分泌實驗觀察祛痰作用;豚鼠磷酸組胺引喘實驗觀察平喘作用。
　　采用 TCMSP、TCMID、TCMIP、BATMAN-TCM 數(shù)據(jù)庫及文獻查找肺力咳合劑各中藥化學成分，并通過 ADMETlab 2.0進行潛在活性成分的篩選。利用STITCH、Swiss Target Prediction 和 TCMSP進行成分靶點預測。通過 SymMap 數(shù)據(jù)庫查詢咳、痰、喘相關(guān)癥狀群靶點。
　　將藥物靶點與癥狀群靶點取交集后，分別利用OECloud 工具進行 GO生物過程分析和 KEGG 通路富集分析。結(jié)果顯示，肺力咳合劑 0.43~1.74 g·kg-1可顯著降低豚鼠3 min 內(nèi)咳嗽次數(shù)（P<0.05，P<0.01），6~12 g·kg1可增加小鼠氣管酚紅排泌量（P<0.01），2~8 g·kg-1可抑制杯狀細胞的數(shù)量（P<0.05，P<0.01）;7~11.2 g'kg-1 可明顯延長引喘潛伏期（P<0.05）。
　　通過網(wǎng)絡藥理學分析，肺力咳合劑共獲得115 個潛在活性化學成分、910 個靶點。肺力咳合劑止咳、祛痰、平喘交集靶點分別為 27、12、7 個GO生物過程和 KEGG 通路結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者存在共性和特性，其中細胞因子-細胞因子受體相互作用、感染性疾病相關(guān)信號通路是三者共同KEGG 通路。
　　通過實驗驗證和網(wǎng)絡藥理學分析均證明肺力咳合劑具有較好的止咳、祛痰和平喘作用。
　　關(guān)鍵詞肺力咳合劑;止咳;祛痰;平喘;網(wǎng)絡藥理學,動物模型
　　咳嗽、咳痰、氣喘是呼吸系統(tǒng)疾病常見目易反復發(fā)作的癥狀，其高發(fā)生率增加了醫(yī)療負擔，極大降低了患者的生活質(zhì)量，長期咳嗽還會嚴重影響病患的社會心理健康。臨床上，咳嗽、咳痰、氣喘癥狀常伴隨出現(xiàn)，現(xiàn)代醫(yī)學對其治療是針對不同的癥狀分別予以不同的藥物治療，導致服藥種類增多. 增加了患者服藥難度，同時治療費用也明顯增加。
　　肺力咳合劑是一種臨床常用的中成藥，由黃苓、前胡、百部、紅花龍膽、梧桐根、白花蛇舌草、紅管藥組成，具有清熱解毒，鎮(zhèn)咳祛痰的功效，用于痰熱犯肺所引起的咳嗽痰黃，支氣管哮喘，氣管炎見上述證候者。已被納入國家基本醫(yī)療保險。肺力咳合劑由多味中藥配伍，能夠協(xié)同發(fā)揮抗炎、抑菌、抗病毒、調(diào)節(jié)免疫等作用，使其同時具有止咳、祛痰、平喘治療效果。肺力咳合劑前期多項臨床研究發(fā)現(xiàn)，肺力咳合劑能夠改善支氣管炎、支氣管擴張、哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸系統(tǒng)常見疾病的咳嗽、咳痰、氣喘等癥狀。但其尚未在動物模型上開展針對咳嗽、咳痰、氣喘癥狀的藥效試驗。因此，本研究分別開展枸櫞酸引咳，氣管酚紅排泌，脂多糖致大鼠粘液高分泌，磷酸組胺引喘動物實驗，以驗證其止咳、化痰、平喘藥效。并結(jié)合網(wǎng)絡藥理學的方法探討肺力咳合劑止上咳、祛痰、平喘的作用機制。研究流程見圖1。
　　討論
　　中醫(yī)辨證施治的觀點認為小兒急性支氣管炎、肺炎和哮喘等呼吸道疾病多因為小兒內(nèi)熱濕重、臟腑柔弱，衛(wèi)外不固，外邪入侵所致。肺氣失宣則會出現(xiàn)咳嗽;肺氣上逆則出現(xiàn)呼吸氣促，氣喘，津液失調(diào)，水飲內(nèi)停蓄積干肺，日久生熱，則出現(xiàn)咳痰、痰黃、痰黏稠。肺力咳合劑中黃茶清瀉肺執(zhí).可
　　改善肺熱壅遏所致咳嗽痰稠、氣喘癥狀;前胡降氣化痰，疏散風熱，可改善痰熱雍肺、肺失宣降之咳喘胸滿;百部止咳潤肺;梧桐根平喘益肺、化痰止咳;紅花龍膽、白花蛇舌草清熱解毒利濕;紅管藥鎮(zhèn)靜祛痰、解毒清熱。諸藥合用可起清熱疏風、化痰燥濕、止咳平喘之功效，正好針對上述急性支氣管炎、肺炎和哮喘等呼吸道疾病出現(xiàn)咳嗽、咳痰、氣喘癥狀的病機。前期研究發(fā)現(xiàn)，肺力咳合劑能通過對抗乙酰膽堿、組胺而松弛氣管平滑肌，改善支氣管痙攣，增強呼吸功能;抑制變態(tài)反應、抗菌、抗病毒、抗過敏等作用;減少炎性滲出，溶解痰液，抑制咳嗽反射而鎮(zhèn)咳，并通過增強支氣管纖毛運動使痰液排出11。現(xiàn)代藥理學研究也表明，黃芩具有抑制變形鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門菌，抑制登革熱病毒復制，調(diào)節(jié) Th1/Th2 失衡和組胺釋放等作用;前胡能夠降低 Th2 細胞活化，減少氣道上皮黏液的產(chǎn)生，炎癥細胞和嗜酸性粒細胞增多∶百部可以減弱交替激活的巨噬細胞，抑制小鼠哮喘模型中肺嗜酸性粒細胞浸潤、杯狀細胞增生、黏液分泌、IgE 和 Th2 細胞因子的產(chǎn)生。以上證據(jù)均提示肺力咳合劑對呼吸系統(tǒng)常見癥狀咳嗽、咳痰、氣喘有較好的治療效果。本研究通過枸櫞酸引咳、氣管酚紅排沙、脂多糖致大鼠黏液高分沙和磷酸組胺引| 喘實驗發(fā)現(xiàn)，肺力咳合劑抑制枸櫞酸引起的咳嗽，減少咳嗽次數(shù);增加氣管酚紅的排泄量，促進呼吸道黏液的分泌;抑制 LPS 致主支氣管上杯狀細胞的數(shù)量增加，從而抑制黏液產(chǎn)生; 延長組胺引喘豚鼠的引喘潛伏期，降低支氣管的反應性，也證實了其止咳、祛痰和平喘的藥理作用。
　　針對肺力咳合劑止咳、祛痰、平喘作用靶點，采用網(wǎng)絡藥理學方法進一步探討其發(fā)揮治療作用的關(guān)鍵靶點和信號通路。對肺力咳合劑止咳、祛痰、平喘作用靶點的 KEGG 通路富集分析發(fā)現(xiàn)，三者均聚焦于多個靶點、多條通路，并存在一些共性。其中細胞因子-細胞因子受體相互作用通路是肺力咳合劑止上咳、祛痰、平喘作用靶占共同的信號通路。細胞因子是可溶性細胞外蛋白，是細胞間調(diào)節(jié)劑和細胞動員劑，參與先天性和適應性炎癥防御機制、細胞生長、分化、細胞死亡、血管生成，旨在恢復體內(nèi)平衡。細胞因由體內(nèi)各種細胞釋放，通常是對激活刺激做出反應，與氧細胞表面的特定受體結(jié)合來誘導反應。細胞因子可以按結(jié)構(gòu)分為不同的家族，其受體也相應分組。本研究獲得肺力咳合劑止咳、祛痰、平喘的作用靶點廣泛分布于趨化因子 CC 亞簇，趨化因子配體（CXCL）家族，二級螺旋細胞因子和腫瘤壞死因子（TNF）家族，提示肺力咳合劑對于多種細胞因子均具有調(diào)節(jié)作用。有研究發(fā)現(xiàn)黃芪、前胡、百部、白花蛇舌草提取物均具有良好抗炎的效果，均能夠降低多個炎癥細胞因子白介素（IL）-6、IL-1 和 TNF-α水平，其中黃芪提取物還能降低細胞因子-細胞因子受體相互作用通路中趨化因子配體2（CCL2）、CXCL1、IL-8水平。
　　肺力咳合劑止上咳、祛痰、平喘作用靶點之間也存在一些特性。肺力咳合劑止咳靶點還參與 TNF 信號通路、IL-17 信號通路。肺力咳合劑前期臨床研究發(fā)現(xiàn)，其作為支氣管炎、肺炎、哮喘的輔助治療，可以顯著改善患兒臨床癥狀，同時降低炎癥因子 TNF-a 的水平。IL-17 在多種肺部疾病過程中發(fā)揮作用。枯草芽孢桿菌感染小鼠，Vy6Vδ1 細胞會在肺部積聚，通過產(chǎn)生 IL-17促進細菌清除。在博萊霉素誘導的肺損傷模型中，γδT 細胞會產(chǎn)生 IL-17，通過協(xié)同促進炎癥反應發(fā)揮保護作用。肺力咳合劑止上咳靶點還參與 cAMP 信號通路。當肺內(nèi) cAMP 水平升高時，激活蛋白激酶A（PKA），PKA 介導一系列復雜的過程，導致促進肌球蛋白輕鏈磷酸化的能力受損，從而導致氣道平滑肌松弛。因此提高 cAMP 水平有利于緩解哮喘癥狀。
　　本研究的結(jié)果說明肺力咳合劑能夠通過多靶點多通路發(fā)揮止咳、祛痰、平喘的治療效果，為臨床應用肺力咳合劑治療呼吸道的咳、痰、喘常見癥狀提供了實驗數(shù)據(jù)支持，但更深入的分子機制仍然需要進一先的實驗去驗證。