类型a

主要作者与机构及发表信息
这篇研究由周金娜（Jinna Zhou）、王牧（Mu Wang）、孙涛（Tao Sun）等主要作者完成，他们分别来自云南大学生态与环境科学学院、西藏大学理学院、西藏农牧学院植物科学学院以及福建医科大学附属三明第一医院药学部。该研究于2023年在《Medicine》期刊上发表。

学术背景
冬虫夏草（Ophiocordyceps sinensis）是一种重要的传统中药（TCM），广泛分布于青藏高原及其周边地区。它具有多种生物活性，包括抗肿瘤、免疫调节、心血管保护、糖尿病治疗和抗氧化作用。然而，此前的研究尚未全面分析冬虫夏草的子实体、菌核和培养菌丝体的代谢特征。为了填补这一空白，本研究结合了代谢组学、网络药理学和分子对接技术，探索冬虫夏草的抗流感机制。研究的主要目的是通过代谢组学识别潜在的活性成分，并利用网络药理学和分子对接技术揭示其多成分、多靶点的作用机制，为冬虫夏草的临床应用提供理论支持。

研究流程
本研究分为两个主要部分：代谢组学分析和网络药理学及分子对接分析。

1. 代谢组学分析

   • 样本来源与处理：冬虫夏草样本采集自白马雪山，并由云南大学余红教授鉴定。培养菌丝体在云南大学云南草药实验室制备。每个实验均进行了三次生物学重复。
     
   • 代谢物提取：将样本在4°C下缓慢解冻后称取25 mg，加入800 μL提取液（甲醇:乙腈:水 = 2:2:1），并添加内标和钢珠进行研磨。随后进行超声处理、离心分离和复溶操作，最终得到用于分析的样品。
     
   • UPLC-MS条件：使用Waters 2D UPLC系统与Q-Exactive质谱仪进行分析，色谱柱为Waters Acquity UPLC BEH C18柱。流动相由0.1%甲酸和乙腈组成，梯度洗脱程序在15分钟内完成。质谱参数包括喷雾电压、鞘气流速、辅助气流速等。
     
   • 数据分析：原始数据导入Compound Discoverer 3.1软件进行处理，包括峰提取、保留时间校正、加合离子池化、缺失值填充、背景峰标记和代谢物鉴定。差异代谢物筛选采用主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和线性判别分析效应大小（LEfSe）。
     

2. 网络药理学与分子对接分析

   • 活性成分收集：基于代谢组学分析筛选出48种代谢物，确认其结构并通过Swiss ADME数据库评估其药代动力学性质。
     
   • 靶点预测：使用Swiss Target Prediction数据库预测活性成分的潜在靶点，并通过GeneCards和OMIM数据库获取流感相关基因。
     
   • 网络构建：利用Bioinformatics平台构建“中药-成分-靶点-疾病”网络图，并通过Cytoscape 3.2.1软件进行可视化分析。
     
   • 蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络：使用STRING数据库构建PPI网络，并通过Cytoscape插件分析网络拓扑特性，筛选关键靶点。
     
   • 功能富集分析：将目标基因导入Metascape数据库进行基因本体（GO）功能富集和KEGG通路富集分析。
     
   • 分子对接：从PubChem平台下载化合物的3D结构，并从RCSB数据库下载靶蛋白的晶体结构。使用AutoDock Vina进行分子对接，并通过PyMOL可视化结果。
     

主要结果
1. 代谢组学分析结果
- PCA和PLS-DA结果显示，冬虫夏草的子实体（OSBSZ）、菌核（OSBSH）和菌丝体（OSBS）在代谢物组成上存在显著差异。
- 差异代谢物筛选共获得48种潜在生物标志物，包括氨基酸、核苷、黄酮类和生物碱。其中，OSBS中的差异代谢物最为显著。
- 路径富集分析表明，这些差异代谢物主要参与丁酸代谢、硫胺素代谢、丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢、柠檬酸循环（TCA循环）和精氨酸生物合成等21条代谢通路。

1. 网络药理学与分子对接结果
   
   • 筛选出37种活性成分，预测出527个潜在靶点，并与1417个流感相关靶点交集，获得107个潜在相关靶点。
     
   • PPI网络分析显示，SRC、RHOA、EGFA、HSP90AA1、VEGFA等是关键靶点。
     
   • KEGG富集分析表明，冬虫夏草通过PI3K-AKT、HIF-1、IL-7、流感A型病毒和COVID-19等通路发挥抗流感作用。
     
   • 分子对接结果显示，核心代谢物D-(−)-谷氨酰胺与SRC、RHOA和EGFR具有高结合亲和力，反映了冬虫夏草的多成分、多靶点网络系统。
     

结论与意义
本研究表明，冬虫夏草的子实体、菌核和菌丝体在代谢物组成上存在显著差异，这些差异代谢物可能代表其活性物质。特别是油酰胺（Oleamide）、γ-氨基丁酸（Gamma-aminobutyric acid）、DL-色氨酸（DL-Tryptophan）、L-精氨酸（L-Arginine）、α-L-吡喃岩藻糖（α-L-Fucopyranose）和羟基卡特醇（Hydroxycarteolol）被确定为重要代谢物，为冬虫夏草的药理活性研究提供了重要参考。此外，网络药理学和分子对接技术的应用揭示了冬虫夏草通过多靶点、多通路发挥抗流感作用的机制，为其临床应用提供了理论依据。

研究亮点
1. 首次系统比较了冬虫夏草子实体、菌核和菌丝体的代谢特征，发现其差异代谢物的潜在活性。
2. 结合代谢组学、网络药理学和分子对接技术，揭示了冬虫夏草抗流感的多成分、多靶点作用机制。
3. 发现了多个关键靶点（如SRC、RHOA、EGFR）和核心代谢物（如D-(−)-谷氨酰胺），为后续研究提供了方向。

其他有价值内容
本研究不仅为冬虫夏草的抗流感机制提供了新见解，还展示了代谢组学与网络药理学结合在中药研究中的巨大潜力。这种综合方法可以为其他中药的药理机制研究提供借鉴。