基于网络药理学、分子对接与动物实验揭示橙皮素治疗慢性阻塞性肺疾病（COPD）的潜在机制

慢性阻塞性肺疾病（COPD）危害大且现有疗法存在局限。研究人员开展橙皮素（HE）治疗 COPD 的研究，经网络药理学、分子对接和动物实验，发现 HE 可改善肺功能、减轻炎症，机制可能是抑制 MAPKs 和 NF-κB 信号通路，为 COPD 治疗带来新希望。

　　慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是一种令人头疼的肺部疾病，它就像一个 “隐形杀手”，以慢性气道炎症和呼吸道结构阻塞为特征，在全球范围内 “肆虐”。据世界卫生组织（WHO）的最新报告，COPD 已跻身全球三大死因之列 ，无数患者深受其害，过早地被疾病及其并发症夺走生命。随着人们持续暴露在 COPD 的风险因素中，再加上人口老龄化加剧，未来几十年，它的危害还会进一步扩大。

目前，虽然有不少疗法能在一定程度上改善 COPD 患者的肺功能、减少病情恶化、提高生活质量，但这些疗法往往伴随着沉重的经济和社会负担。就拿罗氟司特（Roflumilast，ROF）来说，它作为一种磷酸二酯酶 - 4（PDE4）抑制剂，虽能减少慢性支气管炎和晚期 COPD 患者中重度急性加重的次数，但副作用频繁，像恶心、腹泻、腹痛、食欲减退、体重减轻、头痛和睡眠障碍等，严重限制了它在临床上的应用。

在这样的背景下，天然药物凭借其副作用低、安全性高的优势，逐渐走进人们的视野。橙皮素（Hesperetin，HE）作为一种天然黄酮类化合物，不仅能通过健脾理气、化痰燥湿、止咳平喘来对抗呼吸道疾病，而且在治疗 COPD 时，还没有出现耐药性和不良反应的报道。药理研究也显示，HE 具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤的特性，在治疗 COPD 方面极具潜力。然而，它治疗 COPD 的具体机制却一直是个 “谜团”，有待解开。

为了揭开这个 “谜团”，河北中医学院第一附属医院、河北中医学院等研究机构的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。研究人员综合运用网络药理学、分子对接和动物实验，探索 HE 治疗 COPD 的潜在靶点和作用机制，这一研究有望为 COPD 的治疗开辟新的道路。

研究人员运用了多种关键技术方法。在网络药理学分析方面，从公共数据库获取 HE 和 COPD 相关靶点，利用在线工具进行分析。通过 Venn 分析软件找出二者的共同靶点，在 STRING 数据库构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络，并借助 Cytoscape 软件进行可视化。利用 Metascape 数据库对共同靶点进行基因本体（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）富集分析。在分子对接中，选取 PPI 网络中的关键靶点与 HE 进行对接。动物实验则选用 40 只 SPF 级健康雄性（C57BL/6J）小鼠，构建 COPD 小鼠模型，分为空白对照组、模型组、低剂量 HE 组、高剂量 HE 组和阳性对照组，进行多项指标检测。

潜在靶点和 PPI 网络分析

研究人员通过 JVENN 平台构建 Venn 图，发现 HE 和 COPD 共有 105 个潜在相关基因靶点。利用 STRING 数据库分析这些靶点的 PPI 网络，得到一个包含 102 个节点和 612 条边的网络。将数据导入 Cytoscape 软件后，筛选出前 10 个核心靶点，包括雌激素受体 1（ESR1）、肉瘤基因（SRC）、过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 基因（PPARG）等。这表明这些靶点在 HE 治疗 COPD 的过程中可能起着关键作用。

GO 和 KEGG 功能富集分析

对共同靶点进行 GO 和 KEGG 富集分析。GO 分析显示，HE 干预 COPD 的作用涉及多个方面，在生物过程（BP）中，主要与蛋白质磷酸化、MAPK 信号级联的正调控、对脂质的反应以及对淀粉样 β 蛋白的反应等功能相关；在细胞组成（CC）方面，主要涉及异构神经元细胞体、受体复合物、细胞外基质等；在分子功能（MF）上，主要与碳酸酐酶、丝氨酸水解酶、蛋白激酶和蛋白酪氨酸激酶的活性有关。KEGG 富集分析发现，核心靶点主要参与 Ras、Ca²⁺和 MAPK 等信号通路，这些通路与氮代谢、花生四烯酸代谢、内分泌抵抗以及脂质和动脉硬化等过程相关。由此确定 NF-κB 和 MAPK 信号通路为后续实验验证的关键通路。

分子对接

分子对接结果显示，HE 与 ESR1、PPARG、BCL2、PARP1、KDR 和 SRC 这 6 个靶蛋白有很强的相互作用，结合亲和力均小于 - 7 kcal/mol。例如，ESR1 与 HE 的结合能为 - 7.4 kcal/mol，通过 GLU-397 和 ARC-394 氨基酸残基相互作用。这进一步说明 HE 能与这些关键靶点有效结合，为其治疗 COPD 提供了潜在的作用基础。

动物实验

1. 对肺功能的影响：与空白对照组相比，模型组小鼠的肺功能指标显著下降。而高剂量 HE 组和 ROF 组在多项肺功能指标上与空白对照组无显著差异，表明 HE 能有效改善 LPS 引起的肺功能损伤。
2. 对炎症水平的影响：模型组小鼠的炎症细胞数量和炎症介质 TNF-α、IL-6、IFN-γ 浓度显著增加，而高剂量 HE 组和 ROF 组的炎症细胞数量和炎症因子水平明显降低，说明 HE 能减轻炎症反应。
3. 对 NE 和 ROS 水平的影响：模型组小鼠的 NE 活性和 ROS 水平显著升高，高剂量 HE 组和 ROF 组的 NE 活性显著降低，且 HE 和 ROF 都能使 ROS 水平明显下降，表明 HE 有助于氧化还原恢复，减少 LPS 刺激产生的细胞内 ROS。
4. 对病理组织的影响：与空白对照组相比，模型组小鼠肺组织出现严重的炎症细胞浸润、平滑肌细胞增殖、肺泡空间增大、肺泡壁变薄和肺泡损伤等病理变化。而高剂量 HE 组和 ROF 组的病理损伤较轻，炎症细胞浸润较少，说明 HE 能改善肺组织的病理损伤。
5. 对 MAPKs/NF-κB 信号通路的影响：通过 Western blot 分析发现，模型组小鼠的 p38、ERK1/2、JNK 和 NF-κB p65 的磷酸化水平显著升高，而 HE 处理后，这些蛋白的磷酸化水平降低，高剂量 HE 的作用与 ROF 组相似。这表明 HE 可能通过抑制 MAPKs 和 NF-κB 信号通路的激活，来抑制 COPD 的进展。

研究结果表明，HE 能够增强 COPD 小鼠的肺功能，改善病理形态，降低炎症水平。其作用机制可能是通过抑制 MAPKs 和 NF-κB 信号通路实现的。这项研究为 COPD 的治疗提供了新的潜在药物和作用机制，为后续开发更有效的 COPD 治疗方案奠定了基础，也为天然药物在 COPD 治疗领域的应用提供了重要的理论依据和实践参考。不过，研究也存在一些局限性，比如中药成分中的小分子化合物众多，数据筛选只能识别有限的活性化合物，数据库的准确性和全面性也有待提高。但后续的动物实验为阐明 HE 治疗 COPD 的作用机制提供了有价值的资源，相信随着研究的不断深入，会有更多关于 COPD 治疗的新突破。