——基于网络药理学与分子对接探究桑菊饮治疗德尔塔感染机制
孙丽扬1，于壮2，任胜楠1，司宏宗3，李锐4*
1青岛大学医学院，山东青岛
2青岛大学附属医院肿瘤科，山东青岛
3青岛大学生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室，山东青岛
4青岛大学附属医院健康管理(体检)中心，山东青岛
收稿日期：2023年4月25日；录用日期：2023年5月19日；发布日期：2023年5月26日
摘要
关键词
新型冠状病毒，德尔塔变种，桑菊饮，网络药理学，分子对接
SangjuYinandDeltaVariant
—PotentialMechanismofSangjuYinfortheTreatingDeltaVariantBasedonNetworkPharmacologyandMolecularDocking
LiyangSun1,ZhuangYu2,ShengnanRen1,HongzongSi3,RuiLi4*
1MedicalCollegeofQingdaoUniversity,QingdaoShandong
2DepartmentofOncology,TheAffiliatedHospitalofQingdaoUniversity,QingdaoShandong
3StateKeyLaboratoryofBio-FibersandEco-Textiles,ShandongCollaborativeInnovationCenterofMarineBiobasedFiberandEcologicalTextile,QingdaoUniversity,QingdaoShandong
4HealthManagementCenter,TheAffiliatedHospitalofQingdaoUniversity,QingdaoShandong
Received:Apr.25th,2023;accepted:May19th,2023;published:May26th,2023
ABSTRACT
Keywords:COVID-19,DeltaVariant,SangjuYin,NetworkPharmacology,MolecularDocking
ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY4.0).
1.引言
Figure1.Graphicalabstract
2.方法
2.1.筛选活性成分
2.3.富集分析
2.4.分子对接
3.结果
3.1.桑菊饮治疗靶点与德尔塔病毒致病靶点
Figure2.Ingredient-TargetNetwork.Thereare149activeingredients,includingMoriFollum(buleroundnodes),ChrysanthemiFlos(darkgreennodes),ForsythiaeFructus(rednodes),PhragmitisRhizoma(darkbluenodes),AmygdalusCommunisVas(pruplenodes),Platycodongrandiforus(orangenodes),Licorice(greennodes),MenthaeHerba(yellownodes),andthereare19duplicatecompounds,3ofthemarefoundin4kindsofChinesemedicine,6ofthemarefoundin3kindsofChinesemedicine,10ofthemarefoundin2kindsofChinesemedicine.Inaddition,bulerectangularnodesrepresent295relatedtargetsofcompounds
3.2.网络分析结果与核心基因
Figure3.IntersectionanalysisofgenesbetweenSangjuYinandDelta.SangjuYinincludes295relatedtargets,anddeltaincludes6241disease-relatedtargets,ofwhich276targetsarecommontoboth
Figure4.Protein-proteininteractionnetworkoutputfromSTRINGdatabase
Figure5.Theprotein-proteininteractionnetwork.Thenodesrepresenttargetproteinsandthelinesrepresenttheinteractionoftwoproteins.Andthemoreinteractingproteins,thelargerthenodesandthedarkerthecolor.Themoreplausibletheproteininteractionsare,thedarkerthecoloroftheline.(a)PPINetworkPerformedbyCytoScape3.8.2;(b)TheResultofFirstFiltrating;(c)TheHubGenes,includingJUN,MAPK3,STAT3,RELA
3.3.富集分析结果
Figure6.TheresultsofGOandKEGGenrichmentanalysis
3.4.分子对接分析结果
Table1.Theinformationofmainingredients
Table2.Theresultsofmoleculardocking
Figure7.Theresultsofmoleculardocking.Redsmallmoleculesrepresentactiveingredients,bluestructuresrepresenttargetproteins,andaminoacidresiduesthatinteractwithsmallmoleculesaremarkedwithdifferentcolor
4.讨论
新型冠状病毒感染于2019年12月在我国武汉爆发[14]，最终在世界范围内流行。这是一种由新型冠状病毒引起的流行性传染病，曾一度威胁了世界范围内人类的生命安全。有描述性研究显示[15]，该传染病最常见的症状为发热、咳嗽、流涕。尽管新型冠状病毒感染最初表现为流感样症状，但它会通过病程发展大量释放炎症因子引起细胞因子风暴[16][17]，从而最终导致全身炎症及多器官衰竭[18]。从中医理论来讲，新型冠状病毒感染可以看作是湿、热、淤血引起的疾病，而桑菊饮具有散风清热、散肺止咳的功效，能够解热、抗炎、排汗、抗菌、抑制肠道亢进，是清热解毒的代表方之一，主要用于治疗感冒、急性支气管炎、上呼吸道感染、肺炎、急性结膜炎、角膜炎等疾病。因此，桑菊饮被推荐为治疗COVID-19轻症和普通型症状的常用中药处方[11]。
据报道，德尔塔变异株的潜伏期为2~3天，而野生株的潜伏期为3~7天[4][5]。这种变化的原因是德尔塔病毒通过刺突蛋白与血管紧张素转换酶-2(ACE-2)的结合入侵宿主细胞。在病毒变异过程中，刺突蛋白中的氨基酸发生突变，从而增加了它们的结合亲和力[3]。更有流行病学研究报道，德尔塔变异株并未随着奥密克戎变异株的出现而消失，再次暴发感染的可能性很大[6]。目前，关于德尔塔-奥密克戎共突变病毒的报道层出不穷，虽然可信度有待商榷，但不可怀疑的是新型冠状病毒的突变将会继续[19]，因此，研究桑菊饮治疗德尔塔病毒的作用机制更具有重要意义。
作为病毒进入细胞的通道，病毒通过与ACE2蛋白结合打破AngII的动态平衡，加重肺损伤，甚至引起细胞因子风暴，导致多器官功能障碍综合征(MODS)[20]，从而危及生命；另一方面，病毒在体内感染的基础在于SARS-CoV-23CLpro将病毒多聚蛋白裂解为单一蛋白，从而发挥病毒侵袭作用[21]。此外，与病毒突变率较高的RNA遗传产物相比，SARS-CoV-23CLpro的编码序列较为保守[22]，因此，以ACE2和SARS-CoV-23CLpro作为靶点寻找药物具有重要意义。
5.结论
总之，通过网络药理学和分子对接进行分析，桑菊饮可以通过多靶点和多通路治疗德尔塔病毒感染。然而，该结果需进一步实验和临床验证。
基金项目
这项工作得到了吴阶平医学基金会(320.6750.2021-02-92)的支持。