黄芩苷体外抗艾滋病病毒作用的初步探究
目的：基于假病毒技术和网络药理学方法初步探究黄芩苷抗艾滋病病毒的作用。 方法：利用HIV-1骨架质粒NL4-3mCherryLuciferase、HIV-1包膜蛋白质粒pCMV-VSV-G和人胚肾细胞HEK-293T构建HIV-1假病毒药物筛选体系，并对该体系进行优化和安全性验证。通过HIV-1假病毒药物筛选体系和体外实验分别测定黄芩苷对HIV-1假病毒活性、HIV-1逆转录酶（RT）活性、RNA依赖的DNA聚合酶（RDDP）活性以及核糖核酸酶H（RNaseH）活性的影响。利用Schr?dingerMaestro11.4分子对接软件，将黄芩苷分别与HIV-1RT的晶体结构（2ZD1）、RNaseH的晶体结构（3QIN）进行分子对接，探讨黄芩苷与HIV-1RT、RNaseH的相互作用及结合性能。基于网络药理学，利用SEA数据库、STITCH数据库、PhID数据库、SuperPred数据库、SwissTargetPrediction数据库以及TCMIP平台、TCMSP平台，收集黄芩苷相关作用的靶点基因，并利用DisGeNET数据库和DrugBank数据库搜索并收集艾滋病（AIDS）相关的疾病靶点基因，基因映射获得黄芩苷治疗AIDS的潜在作用靶点。在DAVID富集分析平台上进行基因本体（GO）功能富集分析以及京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析，并利用Cytoscape软件构建黄芩苷治疗AIDS的“药物-靶点-通路-疾病”网络。 结果：成功构建出了具有双报告检测基因的HIV-1假病毒药物筛选体系，该体系在质粒NL4-3mCherryLuciferase和pCMV-VSV-G的比例为1∶1的条件下其转染包装效率较高，且该体系无法在二次感染293T细胞后观察到红色荧光，只有单轮感染活性；黄芩苷对293T细胞活性的抑制作用随浓度的增大而增加，黄芩苷在100μmol/L浓度以下对293T细胞的活力影响较小（P＞0.05）；黄芩苷对HIV-1假病毒具有一定的抑制作用，给药浓度越高，其相应的萤光素酶基因和红色荧光基因表达则越低，在100μmol/L高浓度下其抑制率可达60%左右；黄芩苷对HIV-1RT活性和RNaseH表现出明显的抑制作用（P＜0.05），且呈现浓度依赖性，抑制作用随着给药浓度的升高而增大，其半数抑制浓度（IC50）分别约为58.4μmol/L、78.4μmol/L；但黄芩苷对HIV-1RDDP活性的抑制作用较弱，其IC50约为1.686mmol/L；黄芩苷与HIV-1RT、RNaseH蛋白的结合区域均为对应的酶活区域，其分子对接打分值分别为|-10.991|、|-8.485|；黄芩苷能够与HIV-1RT酶蛋白的LYS101、ILE180氨基酸残基形成氢键作用，与TRP229氨基酸残基形成π-π作用，与VAL106、TYR181、TYR188、VAL108等氨基酸残基形成多个疏水作用；黄芩苷结构母核上的苯环可以与RNaseH酶蛋白中的一个Mn2+形成一个阳离子-π作用，黄芩苷还能与GLY444、ASP498、GLN500、TYR501氨基酸残基形成氢键作用；经数据库搜寻共获得黄芩苷相关靶点156个和AIDS相关的疾病靶点264个，将两者进行基因映射共得到15个黄芩苷治疗AIDS的潜在作用靶点；P＜0.05的GO相关条目有73条，包括57个生物学过程（BP）：RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正向调控、基因表达的正向调控、ERK1和ERK2级联反应的正向调节、白细胞介素-1的细胞反应、细胞增殖的正向调节等，4个细胞成分（CC）：质膜外侧、细胞外空间、细胞外区域和蛋白质复合体，12个分子功能（MF）：细胞因子活性、生长因子活性、转录激活因子活性、序列特异的DNA结合、蛋白结合等；P＜0.05的KEGG相关通路有10条，涉及炎症性肠病通路、PI3K-Akt信号通路、癌症中蛋白聚糖作用通路、类风湿性关节炎通路、肿瘤通路等；10条通路主要涉及到9个关键靶点，分别为白细胞介素-6（IL6）、toll样受体-4（TLR4）、IL2、MYC、血管内皮生长因子A（VEGFA）、成纤维细胞生长因子-2（FGF2）、缺氧诱导因子-1A（HIF1A）、IL17A、雄激素受体（AR）；9个关键靶点和10条KEGG相关通路共同形成了黄芩苷治疗AIDS的“药物-靶点-通路-疾病”网络。 结论：黄芩苷在体外具有较好的抗HIV-1活性，其主要的作用靶点为HIV-1RT和HIV-1RNaseH。黄芩苷还可通过IL6、TLR4、IL2等靶点作用于JAK-STAT、PI3K-Akt等信号通路发挥免疫调节和炎症调控的作用，对抑制HIV的复制具有一定的协调作用。
黄芩苷;艾滋病;假病毒技术;网络药理学;细胞增殖
广西医科大学
硕士
药学
庞晓军
2021
中文
R285
2022-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）