摘要:目的基于网络药理学分析辛热中药挥发油外用的药效物质基础及潜在分子机制。方法采用气相色谱-质谱联用技术分析高良姜AlpiniaeOfficinarumRhizoma、干姜ZingiberisRhizoma、肉桂CinnamomiCortex、吴茱萸EuodiaeFructus、胡椒PiperisFructus5种辛热中药挥发油的质量分数,并与防风SaposhnikoviaeRadix等10味辛温中药挥发油进行比较,得到差异倍半萜类化合物;采用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)和SwissTargetPrediction数据库对差异倍半萜类化合物进行靶点预测,采用TIGER数据库筛选在皮肤中表达的蛋白,用Cytoscape3.7.0软件建立“药材-成分-靶点”网络,并用STRING数据库建立潜在关键靶点的蛋白质-蛋白质互作(protein-proteininteraction,PPI)网络。结果辛热中药挥发油中倍半萜类成分质量分数高于辛温中药挥发油,倍半萜类成分在辛热中药挥发油外用给药时更倾向于滞留在皮内,是决定透皮促渗能力的关键成分,可能为辛热中药挥发油的关键物质基础。“药材-成分-靶点”网络及PPI结果表明辛热中药挥发油外用主要涉及产热相关的核受体共激活蛋白2(nuclearreceptorcoactivator2,NCOA2)靶点及脂代谢相关的过氧化物酶体增殖剂激活受体α(peroxisomeproliferator-activatedreceptorα,PPARA)、类视*酸X受体α(retinoicacidXreceptorα,RXRA)、NCOA2靶点及抗炎相关的前列腺素内过氧化物合酶1(prostaglandinG/Hsynthase1,PTGS1)、PTGS2、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)靶点,提示产热、减脂、抗炎为辛热中药挥发油倍半萜类成分的主要药理作用。结论β-石竹烯、α-muurolene、吉马烯、β-榄香烯、δ-榄香烯、β-芹子烯、α-胡椒烯等倍半萜类成分为辛热中药挥发油的特征组分,可能通过作用于PPARA-RXRA-NCOA2信号轴及PTGS2、PTGS1、IL-6等炎性因子,从而产生产热、减脂、抗炎等作用。
大部分作用于皮肤屏障的中药挥发油均来自于辛味中药[1],符合“辛开腠理”药性。课题组前期对已报道的34种有促渗作用的辛味中药挥发油进行数据挖掘[2],通过实验对21种辛味中药挥发油的透皮促渗效果进行比较[3],并考察了“四气”对挥发油透皮促渗效果的影响[1,4],发现辛味中药挥发油透皮促渗能力排序为热性>温性>寒凉,与清代外治大家吴尚先“膏药热者易效”的观点一致[5]。挥发油成分是芳香中药中不可或缺的功效物质,中药挥发油作为透皮促渗剂备受重视[6-7]。目前仅遵循化学促渗剂的研究路径,以自身的透皮促渗作用进行复方配伍[8]忽略了中药挥发油自身的药理作用,这种“重辅轻药”的研究模式并不适用于中药挥发油的外用研究。目前的外用中药挥发油以辛温中药挥发油品种最多,单一品种以辛凉的薄荷油应用最多,而辛热中药挥发油应用近乎空白。基于此,本研究根据“膏药热者易效”的指导思想,对高良姜、吴茱萸、胡椒、干姜、肉桂5种辛热中药挥发油进行成分分析与挖掘,并通过网络药理学与分子对接研究,探寻辛热中药挥发油外用的药效物质基础及作用靶点,阐释其药性显“热”的分子机制,为辛热中药挥发油的开发与利用提供新的思路。1材料
1.1药材
高良姜、干姜、防风、花椒、八角茴香、小茴香、胡椒、荜澄茄、吴茱萸、荆芥、肉桂、丁香、木香、藁本(批号分别为、、、、、、、、、、、、、)均购自苏州市天灵中药饮片有限公司;乳香(批号)购自北京仟草中药饮片有限公司。以上饮片经南京中医药大学药学院刘圣金副教授分别鉴定为姜科植物高良姜AlpiniaofficinarumHance的干燥根茎、姜科植物姜ZingiberofficinaleRosc.的干燥根茎、伞形科植物防风Saposhnikoviadivaricata(Turcz.)Schischk.的干燥根、芸香科植物花椒ZanthoxylumbungeanumMaxim.的干燥成熟果皮、木兰科植物八角茴香IlliciumverumHook.f.的干燥成熟果实、伞形科植物茴香FoeniculumvulgareMill.的干燥成熟果实、胡椒科植物胡椒PipernigrumL.的干燥成熟果实、樟科植物山鸡椒Litseacubeba(Lour.)Pers.的干燥成熟果实、芸香科植物吴茱萸Euodiarutaecarpa(Juss.)Benth.的干燥近成熟果实、唇形科植物荆芥SchizonepetatenuifoliaBriq.的干燥地上部分、樟科植物肉桂CinnamomumcassiaPresl的干燥树皮、桃金娘科植物丁香EugeniacaryophyllataThunb.的干燥花蕾、菊科植物木香AucklandialappaDecne.的干燥根、伞形科植物藁本LigusticumsinenseOliv.的干燥根、橄榄科植物乳香树BoswelliacarteriiBirdw.树皮渗出的树脂,均符合《中国药典》年版标准。
1.2药品与试剂
无水硫酸钠(批号V)购自南京化学试剂有限公司;醋酸乙酯(批号)购自永华化学科技有限公司。1.3仪器
PTHW型调温电热套(南通市通州申通电热器厂);TGL-16B型高速离心机(上海安亭科学仪器厂);BAS-S型分析天平、BT-52S型分析天平(德国赛多利斯股份有限公司);WAY-2S型阿贝折光仪(上海精密科学仪器有限公司);A-C型气相色谱质谱联用仪(美国安捷伦公司);DHGA型恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司);HH-4型恒温水浴锅(国华电器有限公司)。1.4数据库与软件
SwissTargetPrediction网站(