基于网络药理学研究柴胡桂枝汤治疗布鲁氏杆菌性脊柱炎的作用机制

作者及机构
本研究由宋晶、肖杨、胡炜*（通讯作者）、刘岩路、韩念荣、艾克热木·吾斯曼、黄异飞共同完成，作者单位均来自新疆医科大学第四临床医学院（乌鲁木齐，830000）。研究发表于《clinical journal of chinese medicine》2024年第16卷第23-30页。

学术背景
布鲁氏杆菌性脊柱炎是由布鲁氏杆菌感染脊柱引起的炎症性疾病，常见于畜牧业发达地区，具有破坏性强、易复发的特点。中医认为其症状与“骨蚀”相似，而《伤寒论》中的柴胡桂枝汤因具有抗炎、免疫调节等作用，被临床用于改善布鲁氏杆菌病相关症状（如发热、关节疼痛）。然而，其具体作用机制尚未系统阐明。本研究采用网络药理学方法，旨在揭示柴胡桂枝汤通过多成分、多靶点、多通路治疗该疾病的作用机制。

研究流程与方法
1. 活性成分与靶点筛选
- 通过中药系统药理学数据库（tcmsp）筛选柴胡桂枝汤9味中药（柴胡、黄芩、桂枝等）的活性成分，以口服生物利用度≥30%、类药性≥0.18为标准，共获得170种成分（如槲皮素、β-谷甾醇）。
- 在UniProt数据库匹配成分对应的靶点基因，剔除重复后得到290个潜在靶点（如PTGS2、HSP90AB1）。

1. 疾病靶点获取与交集分析

   • 从Genecards和DrugBank数据库检索布鲁氏杆菌病相关靶点，合并后获得133个疾病靶点。
     
   • 通过Venny工具分析药物与疾病靶点的交集，发现29个共同靶点（如IL-6、TNF-α）。
     

2. 网络构建与核心靶点分析

   • 使用Cytoscape 3.9.1构建“中药-化合物-靶点”网络，显示槲皮素、β-谷甾醇等成分与PTGS2、HSP90AB1等靶点关联紧密。
     
   • 通过STRING数据库构建蛋白质互作（PPI）网络，筛选出15个核心靶点（如ALB、IL-6、TNF），提示其在免疫调节和炎症反应中的关键作用。
     

3. 功能与通路富集分析

   • GO富集分析显示，靶点主要参与炎症反应、氧化应激等生物过程（271条结果）。
     
   • KEGG分析揭示柴胡桂枝汤可能通过百日咳、IL-17信号通路、NF-κB通路等85条通路发挥作用，其中NF-κB通路与炎症和免疫调控密切相关。
     

4. 分子对接验证

   • 选取槲皮素、β-谷甾醇等5种成分与PTGS2、HSP90AB1等核心靶点进行分子对接。结果显示结合能均≤-5.5 kcal/mol，表明成分与靶点结合稳定（如豆甾醇与PTGS1结合能为-9.21 kcal/mol）。
     

主要结果
1. 多成分协同作用：槲皮素通过抑制NF-κB通路减少炎性因子释放；β-谷甾醇调控激素信号通路；山柰酚抑制IL-6和TNF-α产生。
2. 核心靶点调控：IL-6、TNF-α等靶点通过影响细胞因子网络和氧化应激反应，减轻软骨损伤。
3. 通路协同机制：柴胡桂枝汤通过百日咳通路干扰病原体感染，同时通过IL-17和NF-κB通路调节免疫应答。

结论与价值
本研究首次系统阐明柴胡桂枝汤通过170种成分作用于29个靶点，调控炎症、免疫和氧化应激相关通路治疗布鲁氏杆菌性脊柱炎的分子机制。其科学价值在于：
1. 为经方治疗感染性骨病提供药理学依据；
2. 发现槲皮素等关键成分的潜在临床应用价值；
3. 提出“多成分-多靶点-多通路”的中药作用模式，为后续实验研究（如动物模型验证）奠定基础。

研究亮点
1. 方法创新：整合网络药理学与分子对接技术，克服传统中药复方机制研究的复杂性。
2. 靶点发现：首次揭示PTGS2、HSP90AB1等靶点在柴胡桂枝汤抗布鲁氏杆菌病中的作用。
3. 临床意义：为优化中西医结合治疗方案（如减少抗生素副作用）提供理论支持。

其他价值
研究还提示，柴胡桂枝汤可能通过调控巨噬细胞极化（如M2型）缓解慢性炎症，这一发现值得进一步探索。基金支持来自国家自然科学基金项目（81960812），体现了研究的学术严谨性。