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            新型冠状病毒肺炎(corona virus disease in 2019COVID-19)是一种包膜RNA病毒引起的急性肺部感染。新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)主要侵犯呼吸系统,传染性强,患者初期表现为发热、干咳、乏力等症状,后期进展为急性呼吸窘迫综合征(SARI)、脓毒症休克,甚至多器官衰竭等。截至目前,针对COVID-19仍无特异性治疗药物。临床证明中医药在防治COVID-19彰显了一定的优势,在我国COVID-19确诊病例使用覆盖率及总有效率均较为理想。

    网络药理学作为一门从系统层面揭示中药对机体调控网络作用的新兴学科,由于其整体性、系统性的研究方法和注重药物间相互作用的特点与中医药学多靶点、多通路的作用特点相吻合,已经成为系统性分析中药复方多靶点、多通路作用机制的有效工具。分子对接是通过受体的特征以及受体和药物分子之间的相互作用方式来进行药物设计的方法,已经成为中医药现代化研究的有力工具。因此,通过网络药理学和分子对接研究中药及其复方防治COVID-19的物质基础和作用机理,对COVID-19的防治具有重要的意义。本专题即通过网络药理学和分子对接对中药、复方等治疗COVID-19的现代药理机制进行了研究,并从中发现了具有潜在活性的药效成分,预测了诸多可能的作用靶点,为中医药防治COVID-19提供了科学依据,为进一步新药开发提供了基础。

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    司渊, 王纠, 张亮, 刘雪文, 刘莹,
    天然产物研究与开发    2020, 32 (7): 1099-1103.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.7.002
    摘要257)      PDF(pc) (1379KB)(291)    收藏
    以分子对接法探索中草药七叶一枝花治疗新型冠状病毒SARS-CoV-2的活性化合物。SARS-CoV-2主要通过其S蛋白与人体细胞表面的Angiotensin-converting enzyme 2(ACE2)受体结合。本研究通过分子对接模拟预测了七叶一枝花中富含的3种重楼皂苷(I、VI、VII)与ACE2的结合亲和力。结果表明:三种重楼皂苷均能够与ACE2结合,结合自由能均低于-8 kcal/mol。三种化合物共同结合的氨基酸残基包括:Pro-346、Thr-347、Ala-348、Asp-350、Asn-394、His-401、Glu-402。三种药物结合以上位点的结构主要是共同的母核结构起着关键作用。另外,重楼皂苷I与ACE2结合所需能量最低,而重楼皂苷VI与靶蛋白作用的关键氨基酸数量最多及形成的氢键数量最多。因此,基于这三种有效成分进行结构设计有望获得高效的SARS-CoV-2抑制剂,以期为COVID-19治疗药物发现提供研究基础。

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    黄少杰, 牟菲, 李飞, 陈海霞, 王文军, 马阳, 王婧雯, 丁一
    天然产物研究与开发    2020, 32 (7): 1087-1098.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.7.001
    摘要414)      PDF(pc) (2887KB)(482)    收藏
    本文旨在通过网络药理学和分子对接探索荆芥-防风药对治疗冠状病毒肺炎的潜在药效物质和作用靶点。首先,通过检索TCMSP、ETCM、BATMAN-TCM数据库收集荆芥-防风中活性成分及其作用靶点,并在GeneCards、OMIM、NCBI Gene数据库收集冠状病毒肺炎相关靶点。然后,两者取交集运用STRING数据库分析关键靶点间蛋白相互作用,并利用DAVID数据库进行生物功能和通路分析。最后,利用Autodock软件对潜在药效物质和关键靶点进行分子对接。本研究共收集到28个活性成分、56个关键靶点。GO功能富集收集到176个生物过程(biological process)、47个分子功能(cell compound)、36个细胞组分(molecular function)(P<0.05)。KEGG通路富集共收集到99条通路(P<0.05)。分子对接结果显示,潜在药效物质与关键靶点及血管紧张素转化酶II、COVID-19 main protease对接结果能量低于-5 kcal/mol。本文揭示了荆芥-防风药对治疗冠状病毒肺炎可能的潜在药效物质和作用靶点,为荆芥-防风的开发和后续研究打下了基础。

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    李婧, 韦缤琪, 李可馨, 苏学燕, 张志锋
    天然产物研究与开发    2020, 32 (12): 1981-1991.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.12.001
    摘要306)      PDF(pc) (3458KB)(170)    收藏
    本研究采用药效团模型对作用于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)RdRp靶点的常用中药成分进行筛选,寻找潜在活性成分。对临床常用抗新冠肺炎中药处方进行全面挖掘及筛选,分析统计常用药材及使用频数,利用中药系统药理学分析平台(TCMSP)及文献挖掘的方式筛选“抗新冠候选活性成分”,以已报道的具有RdRp酶抑制活性的化合物作为训练集,建立基于RdRp配体的HipHop 药效团模型,将候选成分与药效团进行匹配,采用分子对接技术对匹配到FitValue较高的化合物与SARS-CoV-2病毒RdRp蛋白进行对接并评估其相互作用。共搜集到临床常用中药处方31个,包含药材92种。通过TCMSP及文献挖掘得到药材中1 384种候选活性成分。通过测试集验证的最优药效团02具有1个氢键供体及2个氢键受体,与候选成分匹配得到104种潜在RdRp抑制活性成分。选取FitValue较高且结合自由能较低的前30种化合物进行分析,发现liquiritin apioside、iridin、liquiritin、forsythiaside、procyanidin B-5,3′-O-gallate及saikosaponin C等成分具有较高的FitValue,可作为RdRp抑制的潜在活性成分。通过分类分析发现黄酮类结构可能是抑制RdRp的潜在活性基团。本研究通过构建药效团模型对常用抗新冠中药处方中抑制SARS-CoV-2 RdRp潜在活性成分进行了虚拟筛选,希望对抗SARS-CoV-2活性成分筛选提供参考思路。

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    赖庆来, 梁爱武, 何妙仪, 黄小玉, 吴伟泳
    天然产物研究与开发    2020, 32 (6): 909-919.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.6.002
    摘要265)      PDF(pc) (2104KB)(234)    收藏
    本文旨在探讨化湿败毒方治疗COVID-19的现代药理学研究并运用网络药理学方法预测化湿败毒方治疗COVID-19的作用机制。通过查阅文献及临床报道,总结化湿败毒方治疗COVID-19现代药理学研究。通过TCMSP数据库获取化湿败毒方的主要活性化合物及对应靶点并利用GeneCards数据库获取COVID-19的疾病靶点。使用STRING数据库构建蛋白互作网络并对核心靶点进行GO富集和KEGG通路分析,利用Cytoscape3.7.0软件构建化合物-靶标网络。最后把主要核心化合物与SARS-CoV-2 3CL水解酶及ACE2受体进行分子对接。现代药理学研究表明,化湿败毒方有抗炎、抗病毒和调节免疫作用。结果筛选到261个中药靶点,251个疾病相关靶点,药物和疾病靶点取交集得到关键靶点49个。GO富集包括1 547条生物过程、29条细胞组分以及86项分子功能,KEGG通路富集得156条通路与COVID-19相关(P<0.05),涉及卡波西氏肉瘤相关疱疹病毒感染、人巨细胞病毒感染、甲型流感、IL-17通路、TNF通路、AGE-RAGE通路等相关通路。预测出主要的核心化合物有槲皮素、木犀草素、山奈酚、汉黄芩素、柚皮素、β-谷甾醇、黄芩素等,在整个网络中发挥着关键作用。分子对接结果显示槲皮素、木犀草素、山奈酚与3CL水解酶和ACE2均有较好的结合。本研究较为全面揭示了化湿败毒方治疗COVID-19“多成分、多靶点、多通路”的特点,为深入探讨化湿败毒方治疗COVID-19的作用机制提供参考依据。

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    徐天馥, 贺成功, 杨坤
    天然产物研究与开发    2020, 32 (6): 901-908.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.6.001
    摘要475)      PDF(pc) (1696KB)(455)    收藏
    本研究运用网络药理学方法研究清肺排毒汤治疗新冠肺炎(COVID-19)的多成分、多靶点、多通路的作用机制,旨在为相关基础研究及临床应用提供依据。首先利用TCMSP数据库根据OB≥30%及DL≥0.18为筛选条件,筛选清肺排毒汤中活性成分302个及相关作用靶点148个,通过GeneCards数据库筛选COVID-19相关作用靶点362个,经Venn分析得到交集靶点23个。接着利用Cytoscape软件的CentiScaPe插件分析得到显著有效化合物10个和关键靶点5个,进一步构建网络拓扑图。通过对显著有效化合物和关键靶点的分子对接,结果显示,分子间的结合能力和相互作用能力较强。最后通过R软件的ClusterProfiler包对关键靶点做GO富集和KEGG通路富集分析,显著有效化合物中槲皮素、木犀草素、柚皮素、山奈酚、黄芩素等具有不同程度的止咳、祛痰、消炎、抗病毒等功效,关键靶点主要被富集在IL-17、Tuberculosis、TNF、MAPK、Th17、Pertussis等144个相关信号通路上,涉及磷酸酶结合、MAP激酶活性、细胞因子受体结合等28个生物学功能调控机体代谢、免疫调节、炎症反应等生理过程,根据以上结果,认为清肺排毒汤的活性成分对COVID-19的治疗具有多靶点、多途径的调节作用。

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    刘宇寒, 潘广涛, 尚罗锐, 周方园, 杨胜兰
    天然产物研究与开发    2021, 33 (3): 490-499.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2021.3.017
    摘要527)      PDF(pc) (1604KB)(79)    收藏
    为探讨当归芍药散对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的临床疗效及其作用机制,随机选取2020年1月20日~3月20日武汉协和医院收治的100例COVID-19患者作为研究对象,观察当归芍药散联合常规治疗前后患者的基本体征、主要症状、实验室指标、核酸转阴、CT影像学的变化情况,发现以上症状及指标均较前明显好转。同时运用网络药理学分析当归芍药散治疗COVID-19的潜在作用靶点,得到作用靶点18个,GO功能富集180条目,KEGG通路富集109条。结果提示当归芍药散可能通过多靶点、多通路发挥抗病毒、抗炎、抗氧化等作用,进而达到治疗COVID-19的效果。
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    刘琪琪, 李纯, 周洁, 孙婷婷, 狄志彪, 李晔, 刘洋, 张红
    天然产物研究与开发    2021, 33 (3): 500-509.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2021.3.018
    摘要640)      PDF(pc) (2296KB)(90)    收藏
    本文通过网络药理学和分子对接技术探讨清瘟护肺颗粒防治新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在药效物质。首先,通过TCMSP数据库,BATMAN-TCM数据库及TCMIP数据库检索清瘟护肺颗粒中十六味药的化学成分及作用靶点,利用GeneCards和OMIM数据库检索COVID-19的相关疾病靶点。然后,通过venny2.1.0获取清瘟护肺颗粒防治COVID-19的潜在靶点,利用R语言对潜在靶点进行GO功能和KEGG通路富集分析,并结合文献对富集所得通路进行分析。最后,利用Cytoscape3.7.1软件构建网络图,采用AutoDock4.2.1软件评价清瘟护肺颗粒中潜在药效成分和新型冠状病毒SARS-CoV-2 3CL水解酶、血管紧张素转化酶II(ACE2)和RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)的结合作用。网络药理学得到清瘟护肺颗粒防治COVID-19的473个活性成分和123个靶点,KEGG结果及文献分析预测到清瘟护肺颗粒可通过调控MAPK、小细胞肺癌、肺结核、PI3K-AKT等多条信号通路而发挥作用,分子对接结果显示清瘟护肺颗粒中潜在药效成分和SARS-CoV-2 3CL水解酶、ACE2 及RdRp具有良好的亲和性。本研究较为全面揭示了清瘟护肺颗粒治疗COVID-19“多成分、多靶点、多通路”的特点,为深入探讨清瘟护肺颗粒治疗COVID-19的作用机制提供参考依据。

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    彭文潘, 徐泳, 韩迪, 冯凡超, 顾诚, 王志超, 周贤梅, 吕红
    天然产物研究与开发    2020, 32 (12): 1992-2002.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.12.002
    摘要508)      PDF(pc) (2976KB)(417)    收藏
    采用网络药理学和分子对接方法探究金花清感颗粒(Jinhua Qinggan Granules)治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在作用靶点和机制。利用TCMSP、SwissTargetPrediction、SEA和TCMID数据库筛选金花清感颗粒的活性成分及其靶点;通过OMIM和GeneCards Suite数据库平台筛选COVID-19相关靶点;使用STRING在线分析平台构建靶蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络并进行拓扑学分析;最后使用DAVID平台对核心靶点进行GO和KEGG富集分析;将度值排名前十的化合物与血管紧张素转化酶II(ACE2)、病毒关键S蛋白(Spike protein)、TMPRSS2蛋白、SARS-CoV-2-3CL水解酶(Mpro)、RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)进行分子对接验证。共获得228个有效成分,以及对应的720个潜在作用靶点;获得疾病相关靶点253个,并将其映射到药物潜在靶点中,获得79个共有靶点;PPI图中,经过拓扑学分析筛选获得18个核心靶点;GO和KEGG富集分析中共获得35条存在显著差异的信号通路以及274个生物学条目;分子对接提示,金花清感方中化合物与病毒关键蛋白具有较高的结合能。该研究初步揭示了金花清感颗粒多途径,多靶点治疗新冠肺炎的潜在作用机制,为该方剂的临床运用和深入研究提供科学依据。

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    吉米丽汗·司马依, 买买提明·努尔买买提, 艾尼瓦尔·吾买尔, 努丽比亚·买合木提, 买尔旦·玉苏甫, 木哈待斯·努尔, 卡依赛尔·阿布都肉苏力, 周文婷
    天然产物研究与开发    2020, 32 (10): 1629-1636.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.10.001
    摘要434)      PDF(pc) (31150KB)(314)    收藏
    利用中药网络药理学与分子对接初步探究金叶败毒颗粒的活性成分及其靶点与新型冠状病毒肺炎(COVID-19)之间的关联。开放数据库检索的金叶败毒颗粒成分,通过ADME和Lipinski规则筛选得到47个活性成分及其对应的128个靶点,并与GeneCards数据库获取的251个COVID-19相关基因进行交集,得到20个潜在靶点,20个潜在靶点用DAVID数据库分析得到256条基因功能信息和67条信号通路(FDR≤0.01)。用Cytoscape3.7.1软件分析及可视化,得到PTGS2、PTGS1、NOS3、PPARG和NOS2等核心靶点。5个核心靶点与47个活性成分通过AutoDock软件进行对接,并预测了山奈酚、甘草酚和靛玉红等药效物质基础,期待本结果能为进一步确证金叶败毒颗粒抗COVID-19有效成分和作用机制提供帮助。

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    吉米丽汗·司马依, 买买提明·努尔买买提, 季志红, 艾尼瓦尔·吾买尔, 紫若·塔里哈提, 卡依赛尔·阿布都肉苏力, 周文婷
    天然产物研究与开发    2021, 33 (5): 868-877.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2021.5.019
    摘要605)      PDF(pc) (2249KB)(83)    收藏
    基于中医药整合药理学、网络药理学及分子对接技术探寻祖卡木颗粒的活性成分防治新型冠状病毒肺炎(COVID-19),探讨其治疗COVID-19的可能的机制。祖卡木颗粒的10味中药借助于开放的4大数据库进行检索,并通过ADMET水平筛选得到48个候选成分。将候选成分通过预处理,作为做分子对接的配体。2019-nCoV-Mpro和ACE2作为做分子对接的受体,用AutoDock软件进行分子对接。能与2019-nCoV-Mpro和ACE2受体之间具有较好结合活性的成分有16个,其中木犀草素、毛纲草酚、大黄酸、芒丙花素、山奈甲黄素、半甘草异黄酮B、异鼠李素、洋芫荽黄素、山奈酚和槲皮素等10个活性成分满足score≥0.8的要求,并获取PIK3CG、AKT1和CDK6等91个核心靶标。核心靶标涉及226个GO和53条信号通路。祖卡木颗粒通过多成分,“神经-内分泌-免疫”多层面,多通路发挥对COVID-19的作用,为中医药-民族药进一步的药效物质基础和作用机理研究以及临床应用提供了理论依据。

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    吉米丽汗·司马依, 买买提明·努尔买买提, 艾尼瓦尔·吾买尔, 买尔旦·玉苏甫, 卡依赛尔·阿布都肉苏力, 木哈待斯·努尔, 努丽比亚·买合木提, 周文婷
    天然产物研究与开发    2020, 32 (8): 1316-1323.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.8.006
    摘要116)      PDF(pc) (1122KB)(79)    收藏
    2019年12月底于我国湖北省武汉市爆发新型冠状病毒肺炎(COVID-19),截止2020年4月30日,我国共确诊病例8万余,全球已确诊病例300余万,其传染性强,传播迅速广泛,引起了国内外高度关注。重症患者可因“细胞因子风暴”在中低热甚至无明显发热病程中快速进展为急性呼吸窘迫综合征、多器官衰竭等严重并发症。目前在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》中要求加强中西医结合,中西医结合治疗也收到了积极效果。本文运用网络药理学方法探讨血必净注射液辅助治疗重症COVID-19与干预细胞因子风暴密切相关的作用路径和潜在的机制靶点,有望对现有的诊疗方案中药临床应用做有益补充,发挥抗击疫情的重要作用。

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    张厦, 姜茗宸, 陶嘉磊, 袁斌
    天然产物研究与开发    2020, 32 (12): 2003-2011.   DOI: 10.16333/j.1001-6880.2020.12.003
    摘要461)      PDF(pc) (2160KB)(121)    收藏
    本文旨在通过网络药理学和分子对接的方法,解析参附注射液治疗COVID-19合并AKI的作用机制,为中医药治疗COVID-19合并AKI提供理论依据指导,通过 TCMSP数据库获得参附注射液中红参、附子的化学成分并结合文献补充;通过Swiss Target Prediction数据库预测活性化学成分的作用靶点;通过GeneCards数据库筛选COVID-19及合并症AKI的靶点;通过DAVID数据库分别进行GO和KEGG富集分析;运用Cytoscape 3.8.0软件构建中药-成分-靶点-通路网络;AutoDock 4.2.6和PyMol进行核心成分与Mpro、ACE2的分子对接以及可视化处理。结果挖掘出参附注射液中139种活性成分,参附注射液治疗COVID-19及AKI共同靶点共64个,关键靶点涉及TNF、IL6、MAPK3、CASP3等,涉及低氧诱导因子-1 信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、PI3K-Akt信号通路、Toll样受体信号通路、细胞凋亡等67条。分子对接结果显示人参皂苷-Rc与ACE2、人参皂苷Rh2与Mpro有较好的结合能力。本研究揭示了参附注射液通过多成分、多靶点、多通路,发挥对抗细胞因子风暴,提高机体免疫,抗氧化应激,减少缺氧-复氧损伤等作用以治疗COVID-19合并AKI的网络药理分子机制。

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