络病学视域下桃红四物汤抗皮肤光老化数据挖掘及其调控Th17/Treg失衡机制研究

来源 :辽宁中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pqx98
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目的:1.应用CiteSpace软件绘制皮肤光老化研究领域文献知识图谱,系统梳理整合皮肤光老化研究领域的研究热点和发展趋势;2.基于网络药理学方法探析桃红四物汤治疗皮肤光老化的活性成分、有效靶点、潜在作用机制,以期为中医药防治皮肤光老化现代化研究提供理论支撑;3.基于络病理论对皮肤光老化中医辨治体系进行初步构建,从Th17/Treg失衡角度探析桃红四物汤干预皮肤光老化作用机制,为完善皮肤光老化中医辨治特色和桃红四物汤防治皮肤光老化研究发展提供研究基础和科研思路。材料与方法:1.以“皮肤光老化”为研究主题,以中国知网(CNKI)和Web of Science(Wo S)数据库作为数据来源,检索建库以来~2021年2月的文献,应用CiteSpace 5.5.R2软件对该研究领域的年发文量、作者发文量、文献来源分布、机构分布、基金分布及地区分布进行统计分析,绘制作者合作图谱、机构合作图谱、关键词共现图谱、关键词聚类图谱,进行作者、关键词突现情况检测,并对Wo S数据库文献进行文献共被引分析。2.通过TCMSP数据库检索桃红四物汤的有效活性化合物和对应靶点,通过GEO数据库进行皮肤光老化基因芯片差异基因筛选联合Gene Cards数据库获取皮肤光老化疾病相关靶基因,借助韦恩图在线平台筛选核心基因,采用STRING数据库在线平台进行PPI网络构建,采用Cytoscape 3.7.2软件进行“桃红四物汤有效活性化合物-皮肤光老化靶基因”调控网络构建,利用R 3.6.3软件对核心基因进行GO生物学功能富集分析以及KEGG通路富集分析,利用分子对接技术对桃红四物汤治疗皮肤光老化的关键活性成分和关键靶点进行分子对接验证。3.选取健康BALB/c雌性小鼠60只,采用随机数字表法分为6组,每组10只,即正常组、模型组、阳性药组、低剂量组、中剂量组、高剂量组。采用UVA+UVB光源照射小鼠背部皮肤制备皮肤光老化模型,每周照射3次,每次照射40min,连续照射14周。造模次日开始药物干预,正常组和模型组采用等体积生理盐水每日一次灌胃,阳性药组采用40mg/kg维生素E软胶囊混悬液每日一次灌胃,低剂量组采用8.19g/kg桃红四物汤液日一次灌胃,中剂量组采用24.57g/kg桃红四物汤液日一次灌胃,高剂量组采用73.71g/kg桃红四物汤液日一次灌胃。各组小鼠于模型制备前30min灌胃,连续灌胃14周。第15周进行取材,小鼠眼球取血以及剥取暴露在外的背部正中全层皮肤。采用HE染色方法观察各组小鼠皮肤组织病理形态;采用ELISA法检测各组小鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α表达水平;采用钼酸铵法检测各组小鼠血清CAT活力,采用比色法检测各组小鼠血清GSH-Px活力和H2O2含量,采用羟胺法检测各组小鼠血清SOD活力,采用TBA法检测各组小鼠血清MDA含量;采用免疫组化法检测各组小鼠皮肤组织MHCⅡ表达水平;采用流式细胞术检测各组小鼠外周血淋巴细胞CD4+、CD8+T细胞水平和Th17、Treg细胞表达水平;采用Western-blotting法检测各组小鼠皮肤组织IL-17A、MAP3K7、IKK、NF-κB、MKK、AP-1蛋白表达水平;采用q RT-PCR法检测各组小鼠皮肤组织IL-17、MAP3K7、IKKβ、NF-κB、MKK、AP-1 m RNA表达水平。结果:1.近年来皮肤光老化研究领域整体发文量呈现逐年增多趋势,载文期刊多为皮肤科疾病相关杂志,受到一定比重基金资助且以国家自然科学基金资助文献量最多,由此可见皮肤光老化研究领域已经得到国家层面的重视;涉及国家或地区数量较多、范围较广,可见皮肤光老化已经受到世界各国研究者的广泛关注;机构合作方面,皮肤光老化研究领域主要研究机构为大学及附属医院,辽宁中医药大学、黑龙江中医药大学、南京医科大学第一附属医院、首尔国立大学、庆熙大学、加利福尼亚大学为核心研究机构;作者合作方面,吴景东团队、赖维团队、张宁团队、CHUNG JH团队、HWANG E团队将在未来几年活跃在皮肤光老化研究领域,各研究团队较为分散、团队内合作密切、团队间合作较弱;关键词可视化分析方面,细胞凋亡、基质金属蛋白酶、光子嫩肤、维甲酸、成纤维细胞等方面内容将成为皮肤光老化领域研究重点,皮肤光老化发病机制和治疗现状研究是皮肤光老化领域研究热点,提取物、炎症、抗氧化活性、真皮成纤维细胞将为皮肤光老化领域研究趋势。2.通过TCMSP数据库检索获得符合筛选条件的桃红四物汤有效活性化合物69个化合物和对应靶点199个,通过检索GEO、Gene Cards数据库获取皮肤光老化相关靶基因233个;利用韦恩图在线平台得到核心基因53个,利用Cytoscape 3.7.2软件构建“桃红四物汤有效活性化合物-皮肤光老化靶基因”调控网络可知,槲皮素、β-谷甾醇、山奈酚为关键有效活性化合物成分,PTGS2、PPARG、CASP3为关键核心靶点,关键有效活性化合物成分和关键核心靶点间具有良好的结合活性;GO生物学功能富集分析得到桃红四物汤治疗皮肤光老化功能途径主要包括活性氧反应、氧化应激反应、辐射反应、内肽酶活性、泛素蛋白连接酶结合、膜筏、核染色质等内容;KEGG通路富集分析得到桃红四物汤治疗皮肤光老化通路途径主要包括IL-17信号通路、Th17细胞分化、PI3K/Akt信号通路、MAPK信号通路、TNF信号通路等内容。3.基于络病理论探析皮肤光老化中医辨治体系构建具有重要意义,肝肾不足、皮肤络脉亏虚、光毒外袭、气(络)血(络)失和、邪阻皮肤络脉为主要病机,皮肤络脉“失承”“失制”乃核心理论,治疗上当以“调”为主要干预手段而达“平”的治疗目标,当以扶正祛邪为主要治疗原则,采用滋补肝肾、调和气血、祛邪通络为主要治法,予和血通络代表方剂《医宗金鉴》桃红四物汤进行治疗获效颇丰。(1)各组小鼠皮肤组织病理形态观察显示,正常组小鼠皮肤表皮层结构完整,真皮层纤维组织呈波浪状紧密排列、分布均匀。模型组小鼠皮肤表皮层角质层增厚,真皮层纤维组织排列紊乱、分布不均,大量炎性细胞浸润。阳性药组小鼠皮肤表皮层稍显增厚,真皮层可见较为完整的纤维组织,炎性细胞浸润大量减少。低剂量组、中剂量组、高剂量组皮肤组织病理学变化均得到改善,但仍可见皮肤表皮层增厚,真皮层纤维组织排列较为有序,炎性细胞浸润减少,其中高剂量组纤维组织规则排列几乎与正常组接近。(2)各组小鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α表达水平显示,与正常组比较,模型组小鼠表达水平显著升高(P<0.001);与模型组比较,阳性药组和低、中、高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.001);与阳性药组比较,低剂量组小鼠表达水平显著升高(P<0.01或P<0.001),高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.01或P<0.001)。(3)各组小鼠血清CAT、GSH-Px、SOD活力与H2O2、MDA含量显示,与正常组比较,模型组小鼠血清CAT、GSH-Px、SOD活力显著降低与H2O2、MDA含量显著升高(P<0.001);与模型组比较,阳性药组和低、中、高剂量组小鼠血清CAT、GSH-Px、SOD活力显著升高与H2O2、MDA含量显著降低(P<0.001);与阳性药组比较,低剂量组小鼠血清CAT活力显著降低与MDA含量水平显著升高(P<0.05或P<0.001),中剂量组小鼠血清GSH-Px活力显著升高(P<0.05),高剂量组小鼠血清CAT、GSH-Px、SOD活力显著升高与H2O2、MDA含量显著降低(P<0.01或P<0.001)。(4)各组小鼠皮肤组织MHCⅡ表达水平显示,MHCⅡ阳性表达为细胞膜或细胞质中出现棕褐色颗粒。与正常组比较,模型组小鼠表达水平显著升高(P<0.001);与模型组比较,阳性药组和低、中、高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.01或P<0.001);与阳性药组比较,低剂量组小鼠表达水平显著升高(P<0.001),高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.001)。(5)各组小鼠外周血淋巴细胞CD4+、CD8+T细胞与Th17、Treg细胞水平显示:与正常组比较,模型组小鼠CD4+T细胞、Th17细胞水平显著升高(P<0.001)与CD8+T细胞、Treg细胞水平显著降低(P<0.001);与模型组比较,阳性药组和中、高剂量组小鼠CD4+T细胞、Th17细胞水平显著降低(P<0.05或P<0.001)与CD8+T细胞、Treg细胞水平显著升高(P<0.001);与阳性药组比较,低、中剂量组CD4+T细胞、Th17细胞水平显著升高(P<0.05或P<0.01或P<0.001)与CD8+T细胞、Treg细胞水平显著降低(P<0.01或P<0.001),高剂量组小鼠Th17细胞水平显著降低(P<0.01)。(6)各组小鼠皮肤组织IL-17A、MAP3K7、IKK、NF-κB、MKK、AP-1蛋白表达水平显示,与正常组比较,模型组小鼠表达水平显著升高(P<0.001);与模型组比较,阳性药组和低、中、高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.01或P<0.001);与阳性药组比较,低剂量组小鼠表达水平显著升高(P<0.05或P<0.01或P<0.001),高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。(7)各组小鼠皮肤组织IL-17A、MAP3K7、IKK、NF-κB、MKK、AP-1 m RNA表达水平显示,与正常组比较,模型组小鼠表达水平显著升高(P<0.001);与模型组比较,阳性药组和低、中、高剂量组小鼠表达水平显著降低(P<0.001);与阳性药组比较,低剂量组小鼠IL-17A、MAP3K7、IKK、NF-κB、MKK m RNA表达水平显著升高((P<0.01或P<0.001),中剂量组小鼠MAP3K7、IKK、NF-κB m RNA表达水平显著升高(P<0.01或P<0.001),高剂量组小鼠MKK、AP-1 m RNA表达水平显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:1.近年来皮肤光老化研究领域已经受到世界各国研究者的广泛关注,主要研究机构为大学及附属医院,研究团队间合作有待加强,细胞凋亡、基质金属蛋白酶、光子嫩肤、维甲酸、成纤维细胞等方面内容将成为皮肤光老化领域研究重点,皮肤光老化发病机制和治疗现状研究是皮肤光老化领域研究热点,提取物、炎症、抗氧化活性、真皮成纤维细胞将为皮肤光老化领域研究趋势。2.桃红四物汤具有多成分、多靶点治疗皮肤光老化的整体调节作用特点,有效活性化合物成分包括为槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇,核心靶点包括PTGS2、PPARG、CASP3,功能途径包括氧化应激反应、辐射反应、内肽酶活性、核染色质等内容,通路途径包括IL-17信号通路、TNF信号通路、MAPK信号通路、Th17细胞分化等内容。3.基于络病理论探析皮肤光老化中医辨治体系构建具有重要意义,采用和血通络代表方剂《医宗金鉴》桃红四物汤进行治疗获效颇丰。桃红四物汤可有效改善皮肤光老化小鼠的表皮层增厚、真皮层纤维组织排列紊乱、炎性细胞浸润等病理表现,遏制树突状细胞对T淋巴细胞的活化作用进而介导细胞免疫水平,调控Th17/Treg平衡以抑制炎症反应和氧化与抗氧化平衡体系失衡状态,潜在机制与下调IL-17A、MAP3K7、IKK、NF-κB、MKK、AP-1关键因子表达进而调控IL-17信号通路密切相关。
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