清肺排毒汤干预重型及危重型COVID-19的网络药理学机制及实验验证

作     者：罗钰泉 

作者单位：华北理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜全胜

授予年度：2023年

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 100401[医学-流行病与卫生统计学] 10[医学] 

主      题：清肺排毒汤 重型COVID-19 危重型COVID-19 网络药理学 细胞因子风暴 

摘      要：目的通过网络药理学探究清肺排毒汤干预重型及危重型新型冠状病毒感染(Corona virus disease 2019,COVID-19)的机制并对抗炎作用进行实验验证。方法首先,使用中药系统药理学数据库和分析技术平台(Traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)以及中医药综合数据库(Traditional chinese medicine integrated database,TCMID)获取清肺排毒汤的活性成分。其次,使用小分子药物靶点预测在线平台提取清肺排毒汤活性成分的潜在靶位。再次,将清肺排毒汤活性成分的潜在靶位与重型及危重型COVID-19的疾病靶点进行比较,并以此得到清肺排毒汤干预重型及危重型COVID-19的活性药物成分的有效靶点数据,从而构建出清肺排毒汤的药物干预重型及危重型COVID-19蛋白质与蛋白质相互作用网络(Protein-protein interaction networks,PPI)。接着,通过PPI筛选关键靶位,并进行基因本体(Gene ontology,GO)富集分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析。随后,选取先前研究表明与COVID-19相关的KEGG富集通路进行关键靶点-通路分析。然后,再选择参与KEGG通路最多的靶点作为核心靶点构建清肺排毒汤药物-活性成分-核心靶点图。最后,通过尾静脉注射脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)构建大鼠脓毒症模型模拟全身炎症反应,用酶联免疫吸附分析(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法检测正常对照组、模型组、清肺排毒汤组三组大鼠血清中的IL-6、IL-1β、TNF-α的浓度探究清肺排毒汤对细胞因子风暴的影响。结果1清肺排毒汤药物活性成分有326种,药物活性成分靶点有1111个,重型及危重型COVID-19疾病靶点8744个。通过韦恩图得到两者交叉靶点共748个,即清肺排毒汤干预重型及危重型COVID-19靶点748个。2通过PPI筛选出185个关键靶位,GO富集分析中包括通路条目531条,主要涉及蛋白质磷酸化过程、细胞对细胞因子的反应等富集条目;而KEGG富集分析则包括通路条目185条,主要涉及丝裂原活化蛋白激酶通路、细胞肿瘤坏死因子通路、细胞缺氧诱导因子1通路等。3筛选出先前研究中证实的与COVID-19相关的KEGG通路:丝裂原活化蛋白激酶通路、Toll样信息通路、白细胞介素17通路、缺氧诱导因子1通路、JAK-STAT通路、核因子NF-κB通路、COVID-19通路、磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B信号通路,构建药物关键靶点-通路图;并筛选含有COVID-19通路较多的靶点IL6(表达IL-6)、NFKB1(表达NF-κB P50)、RELA(表达NF-κB P65)、TNF(表达TNF-α)作为核心靶点,构建清肺排毒汤药物-活性成分-核心靶点图。4清肺排毒汤组大鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α含量均比模型组低(P0.05),均比对照组高(P0.05)。结论1清肺排毒汤通过多组分多靶点多通路抑制细胞因子风暴可能是其干预重型及危重型COVID-19的机制。2动物实验表明清肺排毒汤对大鼠的过度炎症反应有很好的保护作用,能显著降低大鼠血清中的炎症细胞因子水平,这可能也是清肺排毒汤干预重型及危重型COVID-19细胞因子风暴的机制。图 14 幅;表 4 个;参 133 篇。