hjfns Hans Journal of Food and Nutrition Science 2166-613X 2166-6121 beplay体育官网网页版等您来挑战! 10.12677/hjfns.2025.142026 hjfns-109896 Articles 医药卫生 基于网络药理学和分子对接探究银耳治疗便秘的作用机制
To Explore the Mechanism of Tremella fuciformis Ameliorating Constipation by Network Pharmacology Analysis and Molecular Docking
黄金连 周立红 广西中医药大学公共卫生与管理学院,广西 南宁 05 03 2025 14 02 214 229 12 2 :2025 13 2 :2025 13 3 :2025 Copyright © 2024 beplay安卓登录 All rights reserved. 2024 This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 目的:探讨银耳改善便秘的潜在活性成分和可能的作用机制。方法:在知网、万方、维普、TCMSP、PubChem、HERB、DisGeNET等数据库检索银耳和木耳潜在活性成分、靶点以及便秘相关靶点。将交集靶点导入STRING和Cytoscape3.10.3软件中进行分析,并利用CytoHCA、CytoHubba和MCODE插件挖掘银耳改善便秘的核心基因。应用DAVID数据库进行GO和KEGG富集剖析,利用Auto Dock Tools-1.5.6和PyMOL软件进行分子对接和可视化分析。结果:得到银耳和木耳活性成分23个,化合物预测靶点402个,便秘靶点7804个,银耳活性成分和便秘交集靶点305个。拓扑学分析后得到10个改善便秘的核心靶点蛋白。GO和KEGG富集分析显示涉及多个生物过程、细胞组分和分子功能。关键信号通路包含AKT1、STAT3、IL6和TNF等。分子对接结果提示活性成分与作用靶点结合效果良好,特别是槲皮素和野黄芩素与AKT1的结合能很低,提示槲皮素和野黄芩素有可能通过调节蛋白激酶B相关信号通路改善便秘。结论:本研究通过网络药理学分析和分子对接发现了银耳多糖之外的重要活性成分,包括榈油酸、槲皮素、野黄芩素、顺式-13-十八碳烯酸和油酸等,这些活性成分可能通过调节STAT3、GAPDH、BCL2、IL6、TP53、TNF、EGFR、AKT1、ESR1和MMP9等靶点改善便秘。这些潜在活性成分和靶点在过去的相关研究中涉及较少,值得深入研究。
Objective: To explore the potential active ingredients and possible mechanisms of Tremella fuciformis in improving constipation. Method: Search for potential active ingredients, targets, and constipation related targets of Tremella fuciformis and Auricularia auricula in databases such as CNKI, Wanfang, CQVIP, TCMSP, PubChem, HERB, and DisGeNET. We import the intersection targets into STRING and Cytoscape 3.10.3 software for analysis, and use Cytohuba plugin to explore the core genes that improve constipation in Tremella fuciformis, perform GO and KEGG enrichment analysis using DAVID database, and perform molecular docking and visualization analysis using Auto Dock Tools-1.5.6 and PyMOL software. Results: The results showed that there were 23 active ingredients in Tremella fuciformis and Auricularia auricula, 402 predicted targets for compounds, 7804 targets for constipation, and 305 intersecting targets between Tremella fuciformis active ingredients and constipation. After topological analysis, 10 core target proteins for constipation improvement were obtained. GO and KEGG enrichment analysis showed involvement in multiple biological processes, cellular components, and molecular functions. The key signaling pathways include AKT1, STAT3, IL6, and TNF. The molecular docking results indicate that the active ingredients have a good binding effect with the target, especially quercetin and baicalein, which have low binding energies with AKT1. This suggests that quercetin and baicalein may improve constipation by regulating the protein kinase B-related signaling pathway. Conclusion: Through network pharmacology analysis and molecular docking, this study identified important active ingredients in addition to Tremella fuciformis polysaccharides, including palmitoleic acid, quercetin, baicalein, cis-13-octadecenoic acid, and oleic acid. These active ingredients may improve constipation by regulating targets such as STAT3, GAPDH, BCL2, IL6, TP53, TNF, EGFR, AKT1, ESR1, and MMP9. These potential active ingredients and targets have been less involved in previous related studies and are worth further investigation.
银耳,便秘,网络药理学,作用机制,分子对接
Tremella fuciformis
Constipation Network Pharmacology Mechanism of Action Molecular Docking
1. 引言

银耳的主要营养成分包括多糖、水分、蛋白质、氨基酸、脂肪、矿物质、膳食纤维、维生素、三萜、棉酚、黄酮等 [1] - [4] 等。银耳中总共含有17种氨基酸,其中7种为人体必需氨基酸,含量最大的是脯氨酸,有助于维持蛋白质的正常合成,促进生长发育和修复组织。银耳富含多种微量矿物元素,每100 g银耳中钙的含量为357毫克、铁的含量为30.4毫克,还含有硫、镁、钾、锌等元素,对维持人体正常生理功能至关重要 [5] 。银耳含有的生物活性成分主要包括多糖类、氨基酸类、矿物质类和多酚类等。银耳多糖是银耳的主要有效成分,占银耳干重的60%~70%。银耳多糖以β-(1→3)-D-葡聚糖为主链,含甘露糖、木糖、葡萄糖醛酸等侧链。银耳多糖种类较多,主要分为酸性多糖、中性杂多糖、酸性低聚糖、胞壁多糖、胞外多糖五大类 [6] 。银耳多糖具有广泛的生物学活性和功能,包括抗衰老、抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降低血糖、提高免疫力、抗放射、促进骨髓造血机能、延长凝血时间、抗血栓等 [7] 。银耳多糖通过抑制炎症和增强肠上皮屏障功能从而改善溃疡结肠炎 [8] 。银耳中的可溶性纤维,如果胶、半纤维素,吸水膨胀能促进肠道蠕动;不可溶性纤维可以增加粪便体积,改善便秘 [9] 。银耳含有的糖蛋白,具有抗氧化和抗炎活性 [10] 。银耳中的抗菌肽可以抑制肠道致病菌,调节菌群平衡 [11] 。银耳含有的不饱和脂肪酸,如亚油酸,参与抗炎和细胞膜修复。银耳中的麦角甾醇可转化为维生素D2,增强钙吸收 [12] 。银耳中的多酚类物质可以清除自由基,保护肠道黏膜 [13]

银耳的生物活性成分以多糖为核心,辅以膳食纤维、糖蛋白、甾醇和多酚等,具有抗氧化、免疫调节、肠道保护等多重功能。未来研究需进一步解析其成分的构效关系及协同机制,以推动其在功能食品和医药领域的应用。本研究采用网络药理学的研究方法和分子对接技术,旨在对银耳治疗便秘的成分进行预测和分析,为后期实验研究和临床实践提供理论基础。

2. 方法 2.1. 银耳活性成分及靶点筛选

由于银耳相关生物活性成分在常规数据库中收录很有限,本研究同时纳入木耳(包括黑木耳、皱木耳等)的活性成分以扩大筛选基数。在中国知网、万方数据、维普、PubMed和本草组鉴数据库(HERB1)检索木耳、银耳、黑木耳、皱木耳的化学成分,共获取42个化学成分。对于HERB数据库收录的化学成分以Lipinski的五规则即分子量(MW < 500)、脂水分配系数(AlogP < 5)、氢键供体数(Hdon < 5)、氢键受体数(Hacc < 10)和旋转键(RBN < 10)为条件筛选 [14] 。同时将在HERB数据库找不到相关信息的化学成分在中药系统药理学分析平台(TCMSP2)进行检索,以口服生物利用度(oral bioavailability, OB) ≥ 10%及类药性(drug-likeness, DL) ≥ 0.10为条件筛选活性成分。然后登录Pubchem3数据库获取通过筛选成分的SMILE编号和2D结构 [15] ,并在Swiss Target Prediction4数据库限定物种为“homo sapiens”后输入编号获取银耳、木耳活性成分的作用靶点。

2.2. 便秘疾病相关靶点预测

以“constipation”为关键词,通过Genecard5、TTD6、OMIM7、CTD8数据库检索获得便秘疾病相关靶点,在Genecards、CTD数据库的检索结果分别利用“Relevance Score”值≥中位数和“Inference Score”值≥中位数将所获取的疾病基因进行筛选 [16] 。将4个数据库筛选过后的数据进行合并去重,得到便秘相关的靶点。

2.3. 交集靶点获取

登录微生信可视化云平台9,在Venny2.1软件界面分别输入银耳作用靶点和便秘的疾病相关靶点,获取二者共有的作用靶点。

2.4. 网络模型的构建及分析

将银耳、木耳的活性成分以及“2.3”所获取的潜在作用靶点分别导人Cytoscape 3.10.3软件,构建“成分–疾病–靶点”相互作用网络,使用Cytoscape插件Network analysis对网络特征进行分析。

2.5. 蛋白相互作用(PPI)网络构建及分析

将“2.3”获得的相交靶点输入到STRING10数据库中,设置物种为“Homo sapiens”,设置置信度为≥0.4,建立靶点蛋白之间的相互作用网络并进行分析,获得靶点之间的相互关系,隐藏无相互作用的靶点,获得蛋白相互作用结果图和STV格式文件。然后将STV文件导入Cytoscape3.10.3软件对其进行可视化分析,使用CytoHCA、CytoHubba和MCODE三种方法来确定重要蛋白。CytoHCAc插件以网络拓扑学参数如度值(Degree)、中介中心性(Betweenness centrality, BC)、紧密中心性(closeness centrality, CC)、特征向量中心性(eigenvector centrality, EC)、局部平均连通性(local average connectivity, LAC)和网络中心性(network centrality, NC)的中位数筛选银耳、木耳作用于便秘的关键靶点。CytoHubba插件以度值(Degree)、边缘渗透组件(EPC)和最大团中心性(MCC)为分析参数进行拓扑分析。根据MCC由高到低排序,筛选出10个核心基因,在此基础上,通过MCODE插件来确定PPI网络中连接密度最大的区域,此区域作为一个模块,并给予打分,该分数反映此模块与周围节点的密度,得分越高,说明该模块中节点的重要程度越高。获取蛋白相互作用信息,将其导人Cytoscape3.10.3软件,绘制PPI网络,并根据节点的度值筛选出核心靶点。

2.6. 分子对接

将“药物–活性成分–靶点”图中排名前5的活性成分与PPI网络中筛选到的靶蛋白进行分子对接。从PubChem的数据库中下载SDF格式的小分子药物,从RCSB PDB数据库11下载蛋白质,用OpenBabel 3.1.1软件将SDF格式文件转化为PDB格式文件。利用Auto Dock Tools-1.5.6软件对蛋白进行去水、加氢原子、能量最小化、确定扭转键等处理,然后使用Autodock进行活性位点对接,并使用Actodock Vina算法计算结合能,最后利用PyMOL软件进行可视化分析 [17] ,然后采用Discovery Studio 2019 软件绘制蛋白质–小分子2D互作模式图。

3. 结果 3.1. 银耳和木耳活性成分及靶点筛选

通过文献与数据库检索共获得42个化学成分 [2] [18] - [22] 。首先将HERB数据库收录的9个活性成分以Lipinski的五规则为条件筛选后剩余6个,将HERB数据库未收录的32个活性成分通过TCMSP数据库收集并以口服生物利用度(OB) ≥ 10%及化合物类药性(DL) ≥ 0.10为条件筛选得到26个活性成分。然后根据活性成分的SMILE编号在Swiss Target Prediction数据库选择物种为“homo sapiens”获取相关靶点,其中有3个活性成分未能找到相应靶点,其余23个活性成分(见 表1 表2 ),以“Probability > 0”为标准条件筛选后有1990个作用靶点。整合后去除787个重复靶点,得到402个活性成分靶点。

3.2. 便秘疾病靶点筛选

通过在CTD、OMIM、TTD和GeneCards这四个数据库中检索“Constipation”相关靶点,其中GeneCards数据库共检索到8669个靶点,剔除后得到4452个靶点,而CTD数据库共检索到20,214个靶点,剔除后得到5061个靶点。TTD数据库共检索到11个相关靶点。OMIM数据库共检索到369个相关靶点,剔除遗传靶点以及重复靶点后,剩余48个。将四个数据库检索得到的靶点合并,共得到9598个。进一步剔除3133个重复靶点后,最终确定7804个靶点。采用Venny 2.1工具将获取的成分靶点与银耳靶点进行交集并绘制韦恩图。最终发现305个交集靶点(见 图1 )。

<xref></xref>Table 1. Bioactive components of Auricularia auricula and Tremella fuciformis from HERB DatabaseTable 1. Bioactive components of Auricularia auricula and Tremella fuciformis from HERB Database 表1. HERB数据库银耳和木耳的活性成分

化学名称

xlogp

Hbond donor

hbondacc

Mw (g/mol)

2-氨基-4-甲基戊酸

−0.9

1

2

131.17

赖氨酸

−3

3

4

146.19

2,4-二羟基-6-甲基苯甲酸

1.7

3

4

168.15

洛伐他汀

4.3

1

5

404.5

麦角硫因

0.3

2

3

229.3

<xref></xref>Table 2. Chemical components of Auricularia auricula and Tremella fuciformis from TCMSP DatabaseTable 2. Chemical components of Auricularia auricula and Tremella fuciformis from TCMSP Database 表2. TCMSP数据库银耳和木耳的化学成分

类别

Molecule ID

Molecule name

MW

OB (%)

DL

黑木耳

MOL000359

β-Sitosterol

414.79

36.91

0.75

黑木耳

MOL012237

Daucosterol

576.95

20.63

0.63

黑木耳

MOL000476

Physcione

284.28

22.29

0.27

黑木耳

MOL000359

Sitosterol

414.79

36.91

0.75

木耳

MOL000298

ergosterol

396.72

14.29

0.72

木耳

MOL013107

Sphondin

216.2

42.99

0.13

木耳

MOL012254

campesterol

400.76

37.58

0.71

银耳

MOL001739

Palmitoleic acid

254.46

35.78

0.1

银耳

MOL000069

hexadecanoic acid

256.48

19.3

0.1

银耳

MOL000617

(14S)-14-methylpalmitic acid

270.51

23.12

0.11

银耳

MOL012365

cis-13-Octadecenoic Acid

282.52

33.13

0.14

银耳

MOL000675

Oleic acid

282.52

33.13

0.14

银耳

MOL000860

stearic acid

284.54

17.83

0.14

银耳

MOL000399

Behenic Acid

340.66

15.69

0.26

银耳

MOL000663

tetracosanoic acid

368.72

14.9

0.33

银耳

MOL002737

scutellarein

286.25

18.97

0.24

银耳

MOL001787

adenosine

267.28

15.98

0.18

银耳

MOL000098

Quercetin

302.25

46.43

0.28

Figure 1. Tremella fuciformis active ingredient target and constipation related target Wayne diagram--图1. 银耳活性成分靶点与便秘相关靶点韦恩图--
3.3. “药物–疾病–靶点”网络图

使用Cytoscape 3.10.3对305个交集靶点绘制“药物–疾病–靶点”网络图( 图2 ),共涉及23个化合物,325个靶点,941条边。根据度值排序排在前五的依次为棕榈油酸(Palmitoleic acid)、槲皮素(Quercetin)、黄芩素(Scutellarein)、十八碳烯酸(Octadecenoic acid)、油酸(Oleic acid)。这些成分可能是银耳调控便秘的核心成分( 表3 )。

Figure 2. Network diagram of “Drug-Disease-Target”--图2. “药物–疾病–靶点”网络图-- <xref></xref>Table 3. The degrees of the main active ingredientsTable 3. The degrees of the main active ingredients 表3. 主要的活性成分degree值

类别

化合物名称

Degree值

银耳

Palmitoleic acid

79

银耳

Quercetin

77

银耳

Scutellarein

77

银耳

Cis-13-Octadecenoic acid

73

银耳

Oleic acid

72

3.4. 银耳调控便秘关键靶点蛋白互作(PPI)网络图构建

在String数据库中输入305个相交靶点,选择物种“Homo sapiens”,设置置信度为≥0.4,再点击MORE进行一次增多,然后进行K-means聚类分析,集群数量设置为3,获得303个靶点,共涉及308个节点和4712条边( 图3 ),最后以TSV格式的文件导出。

Figure 3. Translation of the network diagram of potential target--图3. 潜在靶点调控网络图--

使用Cytoscape3.10.3软件中依次使用CytoHCA、CytoHubba和MCODE三种方法来确定重要的蛋白。首先使用CytoHCAc插件,根据DC、BC、CC、EC、LAC和NC的中位数进行3次筛选,得到23个核心基因有雄激素受体(Androgen Receptor, AR)、SRC原癌基因(SRC Proto-Oncogene, Non-Receptor Tyrosine Kinase, SRC)、基质金属蛋白酶9 (Matrix Metallopeptidase 9, MMP9)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma, PPARG)、表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)、白细胞介素1β (Interleukin 1 Beta, IL1B)、Erb-B2受体酪氨酸激酶2 (Erb-B2 Receptor Tyrosine Kinase 2, ERBB2)、雌激素受体1 (Estrogen Receptor 1, ESR1)、肿瘤蛋白P53 (Tumor Protein P53, TP53)、肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor, TNF)、前列腺素内过氧化物合酶2 (Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2, PTGS2)、信号转导和转录激活因子3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3, STAT3)、白细胞介素6 (Interleukin 6, IL6)、丝裂原活化蛋白激酶3 (Mitogen-Activated Protein Kinase 3, MAPK3)、B细胞淋巴瘤2 (B-Cell Lymphoma 2, BCL2)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenase, GAPDH)、小鼠双微体2同源物(Mouse Double Minute 2 Homolog, MDM2)、糖原合成酶激酶3β (Glycogen Synthase Kinase 3 Beta, GSK3B)、胰岛素(Insulin, INS)、核因子κB亚基1 (Nuclear Factor Kappa B Subunit 1, NFKB1)、AKT丝氨酸(AKT Serine, AKT1)、BCL2样1 (BCL2 Like 1, BCL2L1)、丝裂原活化蛋白激酶1 (Mitogen-Activated Protein Kinase 1, MAPK1)。见 图4 。CytoHubba插件按照MCC排序得出10个与疾病相关的hub基因,由高到低依次是STAT3、GAPDH、BCL2、IL6、TP53、TNF、EGFR、AKT1、ESR1、MMP9,见 图5 。利用MCODE插件对蛋白互作网络中的关键模块进行识别,得到了4个模块,筛选出前3个模块,第一个由48个节点、1780条边组成,分数为37.872的模块( 图6 ,MCODE1),根据MCODE评分,该模块中节点有血管内皮生长因子受体2 (Kinase Insert Domain Receptor, KDR)、血小板衍生生长因子受体β (Platelet Derived Growth Factor Receptor Beta, PDGFRB)、蛋白酪氨酸磷酸酶受体C型(Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type C, PTPRC)、基质金属蛋白酶2 (Matrix Metallopeptidase 2, MMP2)、丝裂原活化蛋白激酶1 (Mitogen-Activated Protein Kinase 1, MAPK1);第二个由8个节点、48条边组成,分数为6.86的模块( 图6 ,MCODE2),该模块中节点有组蛋白甲基转移酶SUV39H1 (Suppressor of Variegation 3-9 Homolog 1, SUV39H1)、组蛋白去乙酰化酶8 (Histone Deacetylase 8, HDAC8)、组蛋白去乙酰化酶5 (Histone Deacetylase 5, HDAC5)、赖氨酸特异性去甲基化酶1A (Lysine Demethylase 1A, KDM1A)、蛋白质精氨酸甲基转移酶1 (Protein Arginine Methyltransferase 1, PRMT1);第三个由33个节点、216条边组成,分数为6.75的模块( 图6 ,MCODE3),该模块中节点有吲哚胺2,3-双加氧酶1 (Indoleamine 2,3-Dioxygenase 1, IDO1)、解整合素金属蛋白酶17 (A Disintegrin And Metalloproteinase 17, ADAM17)、基质金属蛋白酶13 (Matrix Metallopeptidase 13, MMP13)、组蛋白去乙酰化酶4 (Histone Deacetylase 4, HDAC4)、基质金属蛋白酶3 (Matrix Metallopeptidase 3, MMP3);见 图6 。CytoHCA、CytoHubba和MCODE三种方法总体分析表明STAT3、GAPDH、BCL2、IL6、TP53、TNF、EGFR、AKT1、ESR1、MMP9在不同算法下被确定为关键靶点,表明它们在网络中的重要性。

3.5. GO功能富集分析

运用David数据库对银耳、木耳调控便秘相关靶点进行信号通路分析。在Upload列内将共有基因粘贴在列表内,第二步选择“OFFICIAL-GENE-SYMBO0L”和“Homo sapiens”,第三步选择“Gene List”,第四步点击“Submit List”得出结果,共获取187条GO条目,导入excel里,分别选取10个条目运用微生信进行可视化处理绘制柱状图( 图7 )。由 图7 可知,银耳、木耳调控便秘的靶点被功能注释到BP、CC和MF等3个部分。BP主要涉及染色质重塑(chromatin remodeling)、凋亡过程的负调控(negative regulation of apoptotic process)、蛋白质磷酸化(protein phosphorylation)、对外源刺激的反应(response to xenobiotic stimulus)和RNA聚合酶II介导的转录负调控(negative regulation of transcription by RNA polymerase II)等94个条目;CC主要富集于细胞质(cytosol)、受体复合物(receptor complex)、外泌体(extracellular exosome)、膜筏(membrane raft)和质膜(plasma membrane)等23个条目;MF主要体现在核受体活性(nuclear receptor activity)、锌离子结合(zinc ion binding)、同源蛋白结合(identical protein binding)、酶结合(enzyme binding)和组蛋白H3Y41激酶活性(Histone H3Y41 kinase activity)等70个条目。

Figure 4. Diagram of potential target regulation--图4. 潜在靶点调控网络图--图4. 潜在靶点调控网络图 Figure 4. Diagram of potential target regulation--图4. 潜在靶点调控网络图--图4. 潜在靶点调控网络图 Figure 4. Diagram of potential target regulation--图4. 潜在靶点调控网络图--图4. 潜在靶点调控网络图 Figure 4. Diagram of potential target regulation--图4. 潜在靶点调控网络图--图4. 潜在靶点调控网络图

图4. 潜在靶点调控网络图

Figure 5. Hub genes for T. fuciformis treating constipation--图5. 银耳治疗便秘的hub基因-- MOCDE1 Score: 43.2 MOCDE2 Score: 6.8 MOCDE3 Score: 5.1--Nodes1: 52 Edges: 2202 Nodes2: 28 Edges: 184 Nodes3: 21 Edges: 102-- Figure 7. GO enrichment of key genes regulated by T. fuciformis in treating constipation--图7. 银耳调控便秘关键靶点的GO富集分析--
3.6. KEGG通路分析 Figure 8. KEGG enrichment of key genes regulated by T. fuciformis in treating constipation--图8. 银耳调控便秘关键靶点的KEGG富集分析--

利用DAVID在线数据库对银耳、木耳调控便秘靶点进行KEGG通路富集分析,根据P < 0.05筛选出45条通路( 图8 ),选取前30条通路绘制气泡图( 图8 )。银耳、木耳调控便秘靶点涉及多条信号通路,主要涉及癌症相关信号通路(Pathways in cancer)、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性(EGFR tyrosine kinase inhibitor resistance)、内分泌抵抗(Endocrine resistance)、前列腺癌(Prostate cancer)和化学致癌作用–受体激活(Chemical carcinogenesis-receptor activation)等。

3.7. 分子对接结果

“药物–活性成分–靶点”网络图中排列前5的活性成分分别与PPI网络中筛选出的10个核心蛋白(STAT3, GAPDH, BCL2, IL6, TP53, TNF, EGFR, AKT1, ESR1, MMP9)进行对接。对接盒子x、y、z值均为126,中心值x、y、z分别为−2.257,19.47,24.491。 表4 显示了部分重要对接结果,分子对接展示结合能力最强的前4个结果以三维图形式展示( 图9 )。

(a) STAT3-Quercetin--(b) TNF-Scutellarein--(c) AKT1-Quercetin--(d) AKT1-Scutellarein--Figure 9. The top four docking diagrams with the strongest binding affinity--图9. 结合能力最强的前4个对接图--图9. 结合能力最强的前4个对接图 (a) STAT3-Quercetin--(b) TNF-Scutellarein--(c) AKT1-Quercetin--(d) AKT1-Scutellarein--Figure 9. The top four docking diagrams with the strongest binding affinity--图9. 结合能力最强的前4个对接图--图9. 结合能力最强的前4个对接图 (a) STAT3-Quercetin--(b) TNF-Scutellarein--(c) AKT1-Quercetin--(d) AKT1-Scutellarein--Figure 9. The top four docking diagrams with the strongest binding affinity--图9. 结合能力最强的前4个对接图--图9. 结合能力最强的前4个对接图 (a) STAT3-Quercetin--(b) TNF-Scutellarein--(c) AKT1-Quercetin--(d) AKT1-Scutellarein--Figure 9. The top four docking diagrams with the strongest binding affinity--图9. 结合能力最强的前4个对接图--图9. 结合能力最强的前4个对接图

图9. 结合能力最强的前4个对接图

<xref></xref>Table 4. Docking binding energy of key components with core targetsTable 4. Docking binding energy of key components with core targets 表4. 关键活性成分与核心靶点的对接结合能

化合物名称

结合能/kcal·mol−1

STAT3

IL6

TP53

TNF

AKT1

Palmitoleic acid

−4.4

−4.2

−5.0

−4.4

−5.4

Quercetin

−7.4

−6.2

−7.1

−7.4

−7.9

Scutellarein

−7.1

−6.5

−7.3

−7.5

−7.9

Cis-13-Octadecenoic acid

−4.7

−4.6

−4.6

−4.8

−5.7

Oleic acid

−4.3

−4.1

−4.6

−4.6

−5.9

4. 讨论

本研究应用网络药理学结合分子对接技术,对银耳治疗便秘的作用机制进行了初步的讨论。经多个数据库的搜索,共获得23个活性成分,预测得到402个潜在靶点。通过构建“药物–疾病–靶点”网络时,发现棕榈油酸(palmitoleic acid)、槲皮素(quercetin)、野黄芩素(scutellarein)、顺式-13-十八碳烯酸(cis-13-Octadecenoic acid)和油酸(oleic acid)的Dgree数值均较大,在网络中作用明显,表明这5个成分可能是银耳治疗便秘的主要物质基础。通过PPI蛋白互作关系网络进行拓扑分析,得出STAT3、GAPDH、BCL2、IL6、TP53、TNF、EGFR、AKT1、ESR1、MMP9可能是银耳治疗便秘的关键靶点。所有分子对接结果都<−4 kcal·mol1,表示具有较好的结合效果 [22] ,可见核心成分与核心靶点之间能够良好的结合,证实银耳具有一定的调节便秘的功效。Quercetin和Scutellarein与5个靶点的结合能都小于−6 kcal·mol1,提示这两种活性成分与靶点发生作用的可能性较大。AKT1与5种活性成分的结合能都小于−5 kcal·mol1,提示AKT1可能受到所有5种活性成分的影响。核心成分Quercetin和核心靶点AKT1结合能力为−7.949 kcal/mol,是所有对接结果中最小的结果,说明Quercetin可能通过作用于AKT1起到治疗便秘的效果。

银耳是一种药食两用的真菌,传统医学认为其具有润肠通便的功效。现代研究表明,银耳通过多种分子机制调节肠道功能,其改善便秘的作用主要与其多糖成分、膳食纤维、肠道菌群调节及免疫调节活性相关。银耳多糖具有显著的水溶性和黏性。研究表明,银耳多糖可通过激活肠道上皮细胞中的TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,促进黏蛋白(MUC2)的分泌,从而增强肠道黏液层的保护作用 [23] 。黏液层增厚可减少有害物质对肠壁的刺激,同时软化粪便,促进排出。此外,银耳多糖还能上调紧密连接蛋白(如ZO-1、Occludin)的表达,修复肠道屏障功能,减少肠道渗透性过高引起的炎症反应银耳中的其他生物活性物质也可能参与对便秘的调节作用 [8] 。银耳多糖的提取过程属于广义的烹饪,在提取的过程中虽然可以富集多糖,但也会造成银耳中其他活性成分的破坏。因此,从环境营养学 [24] 和烹饪医学 [25] 角度出发,应该优先将银耳作为一个整体加以利用。

银耳富含可溶性与不可溶性膳食纤维。不可溶性纤维通过增加粪便体积刺激肠道机械感受器,激活5-羟色胺(5-HT)的释放,进而增强肠道蠕动 [7] 。可溶性纤维则被肠道菌群发酵生成短链脂肪酸(如丁酸、丙酸)。短链脂肪酸通过结合G蛋白偶联受体(GPR41/GPR43),促进肠道平滑肌收缩频率,并刺激肠神经系统的胆碱能神经元,加速肠道传输 [26] 。丁酸还可通过抑制组蛋白去乙酰化酶,调节肠道上皮细胞代谢,增强水分吸收平衡 [26] 。银耳多糖可作为益生元选择性促进双歧杆菌和乳酸杆菌的生长,抑制拟杆菌门中致病菌的增殖 [27] 。水溶性纤维对乳酸杆菌的促生长作用可能不受纤维来源的影响 [28] 。益生菌通过代谢产生γ-氨基丁酸,调节肠神经系统中的γ-氨基丁酸受体,缓解肠道痉挛性便秘。此外,菌群平衡可减少脂多糖等内毒素的产生,降低肠道炎症水平(如TNF-α、IL-6),间接改善肠道运动功能 [21]

慢性便秘常伴随肠道低度炎症。银耳多糖通过抑制NLRP3炎症小体的激活,减少IL-1β和IL-18的释放,从而缓解炎症对肠道平滑肌的损伤 [29] 。同时,银耳中的多酚类物质可清除自由基,上调Nrf2/ARE通路,增强超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性,保护肠上皮细胞免受氧化损伤 [30] 。银耳中的活性成分可能通过调节水通道蛋白AQP3和AQP8的表达,促进结肠黏膜对水分的分泌与吸收平衡 [31] 。研究表明,银耳多糖可抑制血管加压素受体的过度激活,减少结肠水分过度吸收,从而防止粪便干结 [32]

5. 结论

本研究通过网络药理学分析发现了银耳多糖之外的重要活性成分,包括榈油酸、槲皮素、野黄芩素、顺式-13-十八碳烯酸和油酸等,这些活性成分可能通过调节STAT3、GAPDH、BCL2、IL6、TP53、TNF、EGFR、AKT1、ESR1和MMP9等靶点改善便秘。特别是槲皮素和野黄芩素与AKT1的结合能很低,提示槲皮素和野黄芩素有可能通过调节蛋白激酶B相关信号通路改善便秘。这些潜在活性成分和靶点在过去的相关研究中涉及较少,值得深入研究。

基金项目

广西中医药大学校级重点项目(2021ZD004);广西中医药大学大学生科研训练课题(2023DXS22)。

NOTES

*共同第一作者。

#通讯作者。

1HERB数据库: http://herb.ac.cn/

2中药系统药理学分析平台: https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php

3Pubchem数据库: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

4Swiss Target Prediction 数据库: http://swisstargetprediction.ch/

5Genecard数据库: https://www.genecards.org/

6TTD数据库: https://db.idrblab.net/ttd/

7OMIM数据库: https://www.omim.org/

8TCD数据库: https://ctdbase.org/

9微生信可视化云平台: https://bioinfogp.cnb.csic.es/

10STRING数据库: https://cn.string-db.org/

11RCSB PDB数据库: https://www.rcsb.org/

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