盧佳,蘇瑞,閆慧敏,晏一淇,苗琳,張晗
(1.天津中醫藥大學中醫藥研究院,天津 301617;2.天津中醫藥大學組分中藥國家重點實驗室,天津 301617;3.天津中醫藥大學方劑學教育部重點實驗室,天津 301617)
咽炎(Pharyngitis)是一種由咽部各種微生物引起的上呼吸道炎癥性疾病,屬于耳鼻喉科的常見病和多發病[1],病程可長可短,亦可反復發作[2-3]。咽炎的發病因素復雜,主要包括細菌或病毒感染,除此之外各種有害刺激如過度煙酒、辛辣食物、煙霧、粉塵及有害氣體亦為可導致和加劇咽炎的發生和發展[4]。咽炎的主要臨床癥狀表現為咽部干癢、紅腫、疼痛及異物哽阻不適、喉底或有顆粒狀突起和不易咯出分泌物等[5-6]。中醫將咽炎稱為“喉痹”,如《素問·陰陽別論》記載:“一陰一陽結,謂之喉痹。”[7]對于咽炎的病因病機,中醫理論認為多為外淫或者內傷導致的臟腑功能失調,循經上擾咽喉而引發[8-9]。
中成藥“清感秋飲”(QGQY)是天津中醫藥大學組分中藥國家重點實驗室團隊研發的“清感飲”(系列)制劑之一。2020年,“清感飲”系列通過了天津市藥監局的審批,成為了特色中藥院內制劑,主治咳嗽,咽痛,鼻塞、流涕,或急慢性咽喉炎,急慢性鼻炎等呼吸道疾病見上述癥狀者。QGQY由牛蒡子(Arctium lappa L.)、射干[Belamcanda chinensis(L.)DC.]、桔梗[Platycodon grandiflorus(Jacq.)A.DC.]、赤芍(Paeonia lactiflora Pall.)、紫蘇葉[Perilla frutescens(L.)Britt.]、金銀花(Lonicera japonica Thunb)、山楂(Crataegus pinnatifida Bge.)、甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)、北沙參(Adenophora stricta Miq.)和桑葉(Morus alba L.)共10味中藥組成,具有養陰潤燥、疏風散熱、芳香化濕,清喉利咽等功效,可用于風燥襲肺證。課題組的前期臨床研究證實,QGQY可以預防和治療咽炎等呼吸系統感染性疾病[10],但其機制尚不清楚。
文章首先應用網絡藥理學方法預測QGQY治療咽炎可能的分子靶點和信號通路,并以此為基礎進行細胞水平抗炎實驗驗證,為QGQY的臨床應用提供實驗證據和理論依據。
1.1 細胞與藥物 人單核細胞(THP-1)由瑞士蘇黎世大學Michael Hottiger教授饋贈。小鼠巨噬細胞(RAW264.7)購自中國科學院上海生命科學研究院細胞資源中心。人腎上皮細胞(293T)由南開大學藥學院白鋼教授實驗室提供。感受態細胞(DH5α)購自天根生化科技有限公司。
QGQY 提取物(批號:KG20200219-3),由天津中醫藥大學現代中藥創新中心提供。將牛蒡子3 g,射干 2 g,桔梗 2 g,赤芍 2 g,蘇葉 2 g,金銀花 3 g,山楂1枚,烏梅1枚,甘草 1 g,沙參 3 g,桑葉 2 g混合,加入10倍量蒸餾水,浸泡40 min,煮沸,過濾,重復以上步驟1次,合并2次濾液,60℃以下濃縮至糖度為15-17Brix,噴霧干燥即得。臨用前用超純水溶解。
1.2 主要儀器與試劑 臺式震蕩培養箱購自伊孚森(中國)生物技術有限公司;Nikon倒置顯微鏡購自北京恒三江儀器銷售有限公司;酶標儀購自北京海天友誠科技有限公司;實時定量聚合酶鏈式反應(PCR)儀購自美國Bio-Rad公司;Multilabel Plate Reader功能讀板儀購自美國Perkins Elmer公司。
脂多糖(LPS,貨號 L6529)購自美國 Sigma公司;胎牛血清(FBS,貨號 04-001-1A)、RPMI-1640細胞培養基(貨號01-100-1ACS)、DMEM細胞培養基(貨號 01-052-1ACS)、磷酸鹽緩沖液(PBS,貨號02-024-1A)購自以色列Biological Industries公司;CCK-8檢測試劑盒(貨號C6005)、LDH試劑盒(貨號CK12)購自日本Dojindo Lab公司;RNA提取試劑盒(貨號19211ES60)購自天津翌圣生物科技有限公司;反轉錄試劑盒(貨號AT341-02)購自北京全式金生物科技有限公司;定量聚合酶鏈式反應(qPCR)試劑盒(貨號A6001)、螢火蟲熒光素酶報告基因載體 pGL4.32(貨號 E849A)、pGL4.75(貨號 E6931)購自美國Promega公司;一氧化氮(NO)檢測試劑盒(貨號S0021M)購自碧云天生物技術有限公司;地塞米松(貨號HY-14648)購自美國MedChemExpress公司;氨芐西林(貨號A6920)、LB液體培養基(貨號L1010)、LB 固體培養基(貨號 L1015)、甘油(貨號G8190)購自北京索萊寶公司;質粒小提試劑盒(貨號DP103-02)購自天根生化科技有限公司。
2.1 網絡藥理學方法
2.1.1 QGQY活性成分的篩選及作用靶點的獲得 利用中藥系統藥理學數據庫與分析平臺(TCMSP,http://tcmspw.com/tcmsp.php)檢索QGQY方中牛蒡子、射干、桔梗、赤芍、金銀花、甘草、北沙參、桑葉8味中藥的化合物,利用中醫藥證候關聯數據庫(SymMap,http://www.symmap.org/)檢索紫蘇葉、山楂的化合物,并將獲取的全部化合物在TCMSP中檢索,以口服生物利用度(OB)≥30%和類藥性(DL)≥0.18作為篩選條件獲得候選化合物。通過TCMSP數據庫獲取候選化合物的潛在靶點,利用蛋白質數據庫(Uniprot,https://www.uniprot.org/)將化合物作用的蛋白質靶點統一要求規范。
2.1.2 咽炎相關靶點篩選 在人類基因數據庫(GeneCards,https://www.GeneCards.org/)和與疾病相關的基因數據庫(DisGeNET,http://www.disgenet.org/)中,以“Pharyngitis”作為關鍵詞,篩選咽炎相關的潛在靶點。其中Genecards數據庫以Relevance score的中位數的2倍為卡值,DisGeNET數據庫不作篩選,將兩個數據庫的靶點合并刪除重復值后獲得咽炎相關靶點。
2.1.3 中藥-化合物-疾病靶點網絡構建 通過韋恩圖取交集,獲得藥物與疾病共同作用靶點,利用Cytoscape_v3.8.2軟件構建“QGQY中藥化合物靶點-疾病咽炎靶點”網絡,使用其內置工具Network Analyzer計算出度值(degree),篩選出主要活性化合物。
2.1.4 蛋白質互作分析(PPI) 將共同作用靶點導入蛋白網絡互作數據庫(STRING,https://string-db.org/),限定物種為“Homo sapiens(智人)”,設置最高置信度分數score>0.7,隱藏無接觸節點,下載TSV結果導入Cytoscape_v3.8.2軟件進行可視化,制作PPI圖。
2.1.5 基因本體論分析(GO)和京都基因與基因組百科全書通路富集分析(KEGG) 將上述的共同靶點導入注釋可視化和集成發現數據庫(DAVID,https//david.ncifcrf.gov/),標識符設置為“OFFICIAL GENE SYMBOL”,限定物種為“Homo sapiens”,進行GO分析和KEGG通路分析,保存結果。設定閾值P<0.05,并按照涉及的靶點數目多少進行排序,篩選排名靠前的生物過程或通路。
2.2 細胞實驗方法
2.2.1 細胞培養及分組 THP-1細胞用含10%FBS和1%青鏈霉素的RPMI1640培養液培養,RAW264.7、293T 細胞用含 10%FBS 和 1%青鏈霉素的DMEM培養液培養。THP-1細胞以1×106/mL密度接種于6孔板,24 h后分組處理。對照組(Ctrl組):加入雙蒸水;模型組:加入 LPS(100 ng/mL)孵育 16 h;QGQY 組:QGQY(10 μg/mL)預孵育 4 h 再加入LPS(100 ng/mL)孵育16 h,進行實時熒光定量PCR(RT-PCR)實驗。RAW 264.7 細胞以 2×105/mL密度接種于96孔板,24 h后分組處理。Ctrl組:無菌 PBS;模型組:加入 LPS(1 μg/mL);QGQY 組:LPS(1 μg/mL)與 QGQY(1、10、100 μg/mL)共同孵育,24 h后檢測NO含量。293T細胞以2×105/mL的密度接種于96孔板,轉染后分組處理。Ctrl組:無菌PBS;模型組:加入腫瘤壞死因子(TNF)-α(10 ng/mL);地塞米松組(10 μmol/L):TNF-α 與 Dex(0.01、0.1、1ng/mL)共同孵育;QGQY 組:TNF-α 與 QGQY(0.01、0.1、1ng/mL)共同孵育;6h 后檢測核因子 κB(NF-κB)啟動子活性。
2.2.2 細胞活力檢測 分別取對數期的THP-1、RAW264.7、293T 細胞接種于 96 孔板,24 h 后加入不同濃度的QGQY,24 h后進行細胞活力檢測。收集細胞培養上清液移至新的96孔板內,按LDH檢測試劑盒(CK12,九州島,日本)說明書步驟,每孔100 μL,后每孔加入 100 μL Working Solution,避光室溫反應30 min后于492 nm處檢測吸光度值。用PBS潤洗細胞,按照CCK8檢測試劑盒(C6005,九州島,日本)說明書步驟,加入 100 μL/孔的 1×CCK8 工作液,37℃孵育1 h于450 nm處測定吸光度值。
2.2.3 RT-PCR 按照RNA提取試劑盒(19211ES60,天津,中國)說明書,提取THP-1細胞RNA,用反轉錄試劑盒(AT341-02,北京,中國)將RNA反轉錄為cDNA模板,使用SYBR-Green(A6001,威斯康辛州,美國)擴增 cDNA,檢測 TNF-α、白細胞介素(IL)-1β、IL-6、IKBα和IP-10 mRNA水平的表達情況,以GAPDH為內參。具體引物序列如下,TNF-α:(上游)5’-GCGGTGCTTGTTCCTCAG-3’,5’-GGCTACAGG CTTGTCACTC-3’;白介素(IL)-1β:(上游)5’-CCA GGGACAGGTATGGAGCA-3’,5’-TTCAACACGCAG GACAGGTACAG-3’;IL-6:(上游)5,-GGCACTGGC AGAAAACAACC-3’,5’-GCAAGTCTCCTCATTGAA TCC-3’;IκBα:(上游)5’-GCACCTCCACTCCATCCTG AAGG-3’,5’-CCATTACAGGGCTCCTGAGCATTG-3’;IP-10:(上游)5’-GGTGAGAAGAGATGTCTGAATC-3’,5’-GTAGGGAAGTGATGGGAGAG-3’;GAPDH:(上游)5’-ATGATTCTACCCACGGCAAG-3’,5’-CTGG AAGATGGTGATGGGTT-3’。
2.2.4 NO水平檢測 收集RAW264.7細胞上清液,根據NO試劑盒(S0021M,上海,中國)說明書步驟操作,按50 μL/孔,在96孔板中加入對照品溶液及樣品,室溫下再每孔依次加入Griess Ⅰ和Griess Ⅱ試劑各50 μL,于酶標儀540 nm處測定吸光度值。根據標準品曲線計算出樣品中NO的濃度。
2.2.5 雙熒光素酶活性檢測 取對數生長期的293T細胞接種于96孔細胞培養板中,待細胞生長密度達到70%~80%時,使用PEI試劑(23966-1,沃靈頓,美國)共轉染NF-κB熒光素酶報告質粒pGL4.32和海腎熒光素酶報告質粒pGL4.75,培養24 h后裂解細胞,用Dual-Luciferase檢測試劑盒(E191O,沃爾瑟姆,美國)在酶標儀檢測化學發光,記錄螢火蟲熒光素酶與海腎熒光素酶的活性數值,計算比值,即為相對熒光素酶活性(Relative luciferase activity)。
2.3 統計學方法 使用GraphPad Prism 8.0.1軟件分析。數據用均數±標準差(±s)表示,計量資料多組間比較采用單因素方差分析,P<0.05表示具有統計學差異。
3.1.1 QGQY活性化合物-靶點預測 通過在TCMSP及SymMap平臺檢索得到QGQY已報道的化學成分,根據設置的篩選調節,經整合QGQY方共獲得化學成分191個,對應的靶點共1 269個,最后去除重復結果共得到276個潛在靶點,見表1。

表1 QGQY化合物成分和靶點Tab.1 Ingredients and targets situation of QGQY
3.1.2 QGQY預防咽炎的潛在靶點 檢索GeneCards數據庫,根據篩選條件得到咽炎靶點共544個(Uniprot轉換后),DisGeNET數據庫共得到29個靶點,合并兩個數據庫靶點刪除重復后共得到562個。通過韋恩圖將QGQY活性成分預測靶點與咽炎相關疾病靶點取交集,共得到59個相關靶點,見圖1。將得到的共同作用靶點一一對應QGQY的活性化合物,得到145個,導入Cytoscape_v3.8.2軟件,構建“中藥-化合物-疾病靶點”網絡,見圖2。該網絡包括214個節點(10味中藥、145個活性成分、59個靶點),539條相互關系。從圖中可知,一個活性成分不只是對應一個作用靶點,一個作用靶點也可對應一個或多個活性成分,網絡圖充分體現了中藥多成分、多靶點的相互作用的特征,網絡分析顯示3、槲皮素、木犀草素、山奈酚、β-谷甾醇、β-胡蘿卜素、豆甾醇、黃芩素、金合歡素等成分degree值較高,見表2,可以作為QGQY防治咽炎關鍵活性成分進一步研究。

圖1 疾病靶點-藥物靶點韋恩圖Fig.1 Venn diagram of disease target and drug target

圖2 QGQY中藥-化合物-疾病靶點網絡Fig.2 Target network of main components of QGQY

表2 QGQY中degree排名前8的關鍵活性成分信息Tab.2 Basic information of the top 8 main active ingredients in QGQY
3.1.3 PPI互作分析 采用Cystoscope3.8.2軟件對59個重疊靶點構建PPI網絡,見圖3。圖中節點代表靶點,靶點之間的關聯用邊表示[11],該PPI網絡共包含59個節點、376條邊,節點大小代表degree值,每個節點的重要性與degree值呈正相關。對排名前10位靶點的degree值進行排序,見圖4,其中,對這些靶點進一步分析發現大多與炎癥相關,包括預測信號傳導及轉錄激活蛋白3(STAT3)、腫瘤壞死因子(TNF)、IL-6、IL-1β、IL-10、趨化因子 10(CXCL 10)等,推測這些可能是QGQY預防咽炎的潛在靶點。

圖3 QGQY-咽炎-核心靶點PPI網絡圖Fig.3 Protein-protein interaction(PPI)network of QGQY targets on acute upper respiratory tract infection

圖4 QGQY-咽炎-核心靶點條形圖Fig.4 Bar graph of QGQY action targets on acute upper respiratory tract infections
3.1.4 QGQY預防咽炎的信號通路分析 將獲得的59個共同作用靶點導入DAVID 6.8數據庫進行GO分析和KEGG信號通路分析。QGQY影響咽炎的生物過程(BP)涉及302條(P<0.05),主要富集在藥物反應、凋亡過程的負調控、對有機環化合物的細胞反應、對雌二醇的反應、對乙醇的反應、對抗生素的反應、老化等方面;細胞組分(CC)涉及26處(P<0.05),主要富集在細胞外間隙、胞外區、膜筏、細胞質核周區、胞質、蛋白質復合物、線粒體等方面;分子功能(MF)涉及44個(P<0.05),主要富集酶結合、細胞因子活性、相同的蛋白集合、腫瘤壞死因子受體結合、轉錄因子結合、蛋白磷酸酶結合、蛋白質復合物結合等。選取GO功能各部分排名靠前的項目構建柱狀圖進行展示,見圖5。QGQY預防咽炎的KEGG信號通路共確定85條信號通路(P<0.05),篩選排名靠前的12條通路進行展示,見表3、圖6,其中與炎癥和免疫相關通路有7條:包括TNF信號通路、缺氧誘導因子1(HIF-1)信號通路、T細胞受體信號通路、Jak-STAT信號通路、NF-κB信號通路、Toll樣受體信號通路、NOD樣受體信號通路,預測QGQY預防咽炎可能通過這些信號通路發揮作用。

圖5 QGQY對作用靶點的GO富集分析Fig.5 GO enrichment analysis of QGQY action targets on pharyngitis

表3 KEGG信號通路富集分析Tab.3 KEGG signal pathway analysis

圖6 QGQY對咽炎作用靶點的KEGG分析的氣泡圖Fig.6 Bubble pattern of KEGG analysis of QGQY action targets on pharyngitis
3.2.1 QGQY抑制LPS誘導的THP-1細胞炎癥因子的表達 如圖7A所示,與對照組相比,5、10μg/mL QGQY對THP-1細胞活力無顯著影響,25 μg/mL QGQY可以顯著抑制THP-1細胞活力(P<0.01),后續采用10 μg/mL濃度在THP-1細胞中進行抗炎作用研究。如圖7B所示,與對照組相比,LPS刺激可以明顯誘導THP-1細胞中炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6、IKBα 和 IP-10 的表達(P<0.01);與LPS 組相比,10 μg/mL的QGQY可以顯著抑制LPS誘導的炎癥因子的高表達,差異具有統計學意義(P<0.01),提示QGQY具有抗炎作用。

圖7 QGQY抑制LPS誘導的THP-1細胞炎癥因子的表達(±s,n=3)Fig.7 QGQY inhibits LPS-induced expression of inflammatory factors in THP-1 cells(±s,n=3)
3.2.2 QGQY抑制LPS誘導的RAW264.7細胞NO的釋放 如圖8A所示,與對照組相比,0.01、0.1、1、10、100 μg/mL QGQY 組對 RAW264.7 細胞活力無影響,差異具有統計學意義(P<0.01),后續采用1、10、100 μg/mL濃度在RAW264.7細胞中探討QGQY的抗炎作用。如圖8B所示,與對照組比較,LPS組NO釋放顯著升高,差異具有統計學意義(P<0.01);與LPS組相比,100 μg/mL的QGQY顯著降低LPS誘導的NO釋放,差異具有統計學意義(P<0.05)。

圖8 QGQY抑制LPS誘導的RAW264.7細胞NO的釋放(±s,n=3)Fig.8 QGQY inhibits LPS-induced production of NO in RAW264.7 cells(±s,n=3)
3.2.3 QGQY抑制293T細胞中TNF-α誘導的NF-κB的啟動子活性 如圖9A所示,與對照組相比,0.01、0.1、1、10、100、1 000 ng/mL QGQY 組對 293T細胞活力無影響,10、100、1 000 ng/mL QGQY 可以顯著抑制293T細胞活力(P<0.01),后續采用0.01、0.1、1 ng/mL濃度在293T細胞中進行NF-κB的啟動子活性研究。如圖9B所示,與對照組相比,TNF-α刺激可以明顯誘導293T細胞中NF-κB啟動子的活性;與 TNF-α 組相比,0.01、0.1、1 ng/mL 的 QGQY可劑量依賴性地抑制TNF-α誘導的NF-κB啟動子的活性,差異具有統計學意義(P<0.01),提示QGQY具有較好的抗炎活性。

圖9 QGQY抑制293T細胞中TNF-α誘導的NF-κB的啟動子活性(±s,n=3)Fig.9 QGQY inhibits TNF-α-induced NF-κB activity of promoter activity in 293T cells(±s,n=3)
咽炎的病因復雜,病程往往遷延日久,纏綿難愈,給患者的生活和工作帶來了極大困擾。中醫對咽炎的認識可謂源遠流長,歷代醫家針對本病所提出的治療方案亦是多種多樣,包括內治法、外治法、針灸療法以及其他療法等[9]。實踐證明在中醫藥整體觀念和辨證論治思想指導下,中醫藥治療咽炎具有一定優勢,尤其是中藥代茶飲具有療效確切、不良反應少、安全性高、簡單經濟等特點[12-13]。現代臨床研究已經證實QGQY制劑對咽炎防治具有較好的療效,方中牛蒡子味辛性涼,疏散風邪,解毒利咽;金銀花甘寒芳香,疏散風熱,清熱解毒,共為君藥。臣以辛溫不燥之蘇葉,發表散邪兼以宣發肺氣;專入肺經之桔梗,宣肺祛痰,利咽止咳;赤芍涼血散瘀為佐藥。甘草止咳化痰,調和諸藥,以為佐使。諸藥合用,共奏清咽潤喉,疏風解毒之功。此外,現代藥理研究發現牛蒡子、金銀花、桔梗、甘草等均有抗炎、解熱的作用[14-17]。故在此中醫理論的基礎上,文章進一步探究QGQY防治咽炎的作用機制。
通過網絡藥理學分析,在QGQY中共鑒定出191種活性成分,主要包括槲皮素、木犀草素、山奈酚、β-谷甾醇、β-胡蘿卜素、豆甾醇、黃芩素、金合歡素等。現代研究顯示,這些成分與咽炎關系密切,如槲皮素具有抗炎和抗病毒活性,可以抑制組胺釋放、減少炎癥因子產生[18];槲皮素還可以降低哮喘小鼠模型中支氣管肺泡灌洗液、血液和肺實質中的白細胞和嗜酸性粒細胞的含量,是治療鼻炎、哮喘等呼吸系統炎癥性疾病的有效抑制劑[19]。木犀草素可以改變巨噬細胞的M1/M2極化,通過下調p-STAT3和上調p-STAT6發揮抗炎作用[20]。山奈酚可以通過阻斷TLR4激活來抑制LPS誘導的氣道上皮BEAS-2B細胞的炎癥,并通過調節IL-8-Tyk2-STAT1/3信號傳導來減輕哮喘小鼠氣道炎癥[21-22];其次山奈酚對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等病原菌也有較好的抑制作用[23]。以上的結果表明,QGQY可能通過多組分、多途徑協同作用,發揮治療咽炎的作用。
PPI網絡分析結果表明,STAT3、TNF、IL-6、IL-1β、IL-10、CXCL 10(IP-10)等可能是 QGQY 預防咽炎的關鍵靶點。其中,STAT3在互作關系中出現的頻次最多,STAT3屬于細胞信號傳導與激活因子STAT蛋白家族(STATs)的成員,是多種炎性細胞因子利用的主要信號轉導蛋白[24]。研究表明,STAT3及其上游激酶在LPS誘導的炎癥和免疫應答中發揮重要作用[25-26]。此外,STAT3還參與鼻咽炎、鼻咽癌的發生、發展[27-28]。TNF-α是一種由巨噬細胞/單核細胞活化產生的細胞因子,由TNF引發的信號傳導控制著呼吸道內的多種病理生理功能,如炎癥細胞的募集和病原體的激活等[29];高水平的TNF可通過上調小毛細血管上的黏附分子,誘導中性粒細胞、巨噬細胞和嗜酸性粒細胞等炎癥細胞進入氣道,增加疾病的嚴重程度[30],藥理研究亦證實了在急性咽炎大鼠模型中,TNF-α 高表達[31]。此外,IL-1β、IL-6、IP-10與TNF-α同樣作為經典的炎癥因子,在炎癥表達和免疫反應中發揮重要作用。單核細胞/巨噬細胞系統是宿主免疫和針對感染的免疫監視的主要貢獻者,一旦機體受到外部感染,它們將通過釋放細胞因子和趨化因子發揮重要作用,這些細胞因子和趨化因子反過來將其他免疫細胞募集到炎癥部位,故常用作為體外炎癥模型[32-34]。研究發現,脂多糖刺激THP-1細胞后產生大量白介素類、TNF-α,引起炎癥反應和組織損傷[35-36]。以此為基礎,筆者以LPS誘導的人單核細胞為模型,探究QGQY對炎癥因子表達的影響,結果表明,QGQY可抑制THP-1細胞中炎癥因子 TNF-α、IL-1β、IL-6、IP-10 的水平,提示QGQY具有抗炎活性。
GO生物富集分析表明QGQY影響咽炎的生物過程與藥物反應、凋亡過程的負調控、對雌二醇、乙醇、抗生素的反應、對有機環化合物的細胞反應、老化、NO生物合成過程的正調控有關。研究發現,飲酒等不良的生活習慣增大了人群患急慢性咽炎的概率[37],過度酗酒會增加對咽喉黏膜的刺激性,導致咽喉發炎疼痛。西醫治療GAS感染引起的慢性咽炎通常首選抗生素,但其重復使用會導致耐藥菌株的出現[38-39]。NO是由一氧化氮合酶催化氨基L-精氨酸產生的一種高活性生物介質,參與機體生理過程和免疫反應的調節,在炎癥過程中,阻斷NO釋放及其催化酶的激活,可有效抑制炎癥反應[40]。在呼吸系統中,NO在肺泡、近端和上呼吸道以及鼻腔中產生,通過濃度梯度擴散到細胞膜上并釋放到氣道中[41]。有研究證實,患有上呼吸道感染的成人患者呼出的空氣中NO水平升高,2011年美國胸科學會(ATS)指南指出NO可被視為上調氣道炎癥的間接標志物[42],本實驗研究證實QGQY可以顯著降低LPS誘導的炎癥巨噬細胞中NO的釋放,猜測QGQY可能通過NO途徑防治咽炎。
KEGG富集分析結果表明,QGQY預防咽炎關鍵靶點主要涉及TNF信號通路、HIF-1信號通路、T細胞受體信號通路、Jak-STAT信號通路、NF-kappa B信號通路、Toll樣受體信號通路、NOD樣受體等信號通路。研究表明,NF-κB是一個高度保守的多功能轉錄因子家族,包含5個成員,分別為p65(RelA)、RelB、c-Rel、NF-κB1 和 NF-κB2,它們會組成不同的同源或異源二聚體而發揮基因轉錄調節作用,進而調節許多重要的細胞行為,特別是炎癥反應[43]。由病毒和細菌感染或細胞應激誘導的TNF-α和細胞產物會激活NF-κB信號通路,激活的NF-κB會誘導產生大量的促炎細胞因子而誘導炎癥的發生[44]。動物實驗表明,抑制NF-κB磷酸化,可減少TNF-α、IL-1β等促炎因子的分泌,改善咽炎模型大鼠的癥狀[45-47],本研究通過雙熒光素酶報告系統初步證實QGQY可以顯著抑制TNF-α誘導的NF-κB啟動子的活性,并且可以抑制LPS誘導的THP-1細胞中IKBα因子的表達。綜上,這些結果表明QGQY制劑具有一定的抗炎作用,其機制可能與抑制NF-κB激活有關。
研究采用網絡藥理學分析和細胞實驗相結合的方法,證實了QGQY具有抗炎和防治咽炎的潛在作用,同時也預測了可能的機制,為QGQY用于臨床咽炎等上呼吸道感染相關疾病的治療提供的數據支持,也為后續進一步開展體內藥理學實驗提供了重要參考。
致謝:文章獲2022年國家中醫藥管理局中醫臨床療效提升項目支持。