一文回顾2021年中药在单体、复方、肠道微生物领域研究进展
2022-04-28 来源:中科新生命 点击次数:2683
当前，各类仪器分析技术及平台，尤其是质谱技术的长足发展，促进了中药化学成分的系统高效解析。随着组学技术的发展，系统生物学和网络生物学发展十分迅速，为解析中药对机体调节机制提供了强大支撑。在中医原创理论指导下，整合多学科技术方法，将推动中药作用模式解析，促进中药及医药领域的新发现。今天，中科新生命为大家精心盘点了中药领域研究进展及2021年高分精选文章简读，希望能为大家提供一些科研思路，也祝愿各位老师在2022年再创高峰
1 中药单体
据不完全统计，迄今为止，中药领域涉及单体文章，共发表10493篇，其中IF≥10的文章共1108篇；2021年发表1521篇，IF≥10的文章132篇，具体如下：
2 中药复方
据不完全统计，迄今为止，中药领域涉及复方文章，共发表21294篇，其中IF≥10的文章共97篇；2021年发表3705篇，IF≥10的文章15篇，具体如下：
3 中药肠道微生物
据不完全统计，迄今为止，中药领域涉及肠道微生物文章，共发表1541篇，其中IF≥10的文章共44篇；2021年发表546篇，IF≥10的文章10篇，具体如下：
精选文献简读
一、中药单体
1
文献名称：The phytochemical hyperforin triggers thermogenesis in adipose tissue via a Dlat-AMPK signaling axis to curb obesity
发表期刊：Cell Metabolism（IF=27.2）
组学技术：CMAP基因组系统关联、小分子—蛋白互作质谱法
实验材料：小鼠脂肪细胞、脂肪组织，人体皮下和内脏脂肪组织
技术路线：
· CMAP基因组系统关联筛选到贯叶金丝桃素为小鼠的抗肥胖剂；
· 金丝桃素促进脂肪组织生热、体重减轻；
· 小分子—蛋白互作质谱、微量热泳动分析和分子对接结合，鉴定Dlat为HPF的直接靶点；
· 体内体外验证HPF诱导的产热作用由Dlat AMPK-PGC1a轴调节。
小结：本研究通过CMAP基因组系统关联技术（Connectivity Map）技术，发现贯叶连翘提取化合物—贯叶金丝桃素(HPF)，可以通过促进脂肪组织产热，抑制肥胖。作者使用小分子—蛋白互作质谱鉴定出Dlat为贯叶金丝桃素的直接分子靶点，并且揭示它对贯叶金丝桃素介导的脂肪细胞产热起关键作用。
2
文献名称：Breviscapine Alleviates NASH by inhibiting TGF-β-activated Kinase 1-dependent signaling（客户文章）
发表期刊：Hepatology（IF=17.4）
组学技术：转录组学、蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学
实验材料：小鼠组织及血清
技术路线：
· 体内、体外实验验证灯盏花乙素对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)有疗效；
· 转录组学、蛋白质组学及磷酸化蛋白质组学表明，其关键机制是抑制TAK1磷酸化和MAPK信号级联反应；
· 抑制剂干预靶蛋白，验证靶蛋白在药物分子发挥效应中的地位。
小结：本研究在体内和体外评估了灯盏花素对肝脂肪变性、炎症和纤维化发展的影响。灯盏花素治疗显著降低了喂食高脂肪饮食、高脂肪/高胆固醇饮食或蛋氨酸和胆碱缺乏的小鼠的脂质积累、炎症细胞浸润、肝损伤和纤维化。转录组学、蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学分析进一步表明，其关键机制是抑制TAK1磷酸化和随后的MAPK信号级联反应。用TAK1抑制剂治疗消除了灯盏花素介导的代谢胁迫下的肝脏保护作用。分子对接表明灯盏花素直接与TAK1结合。灯盏花素通过直接抑制TAK1信号通路来阻止代谢应激诱导的非酒精性脂肪性肝炎进展，可能是治疗非酒精性脂肪性肝炎的一种候选药物。
二、中药复方
1
文献名称：The Identification of the Biomarkers of Sheng-Ji Hua-Yu Formula Treated Diabetic Wound Healing Using Modular Pharmacology（客户文章）
发表期刊：Frontiers in Pharmacology（IF=5.8）
组学技术：中药成分分析、定量分析、网络药理学
实验材料：小鼠皮肤组织
技术路线：
· 网络药理学：构建生济化瘀方关键成分和靶标网络；
· 分子对接：筛选关键基因，验证核心靶点；
· 成分分析：LC-MS/MS鉴定及定量化学成分，建立质量控制方法；
· 体内实验：验证生物标志物及信号通路。
小结：本研究通过网络药理学构建生济化瘀方的成分和靶标网络，ClusterONE算法识别关键基因和核心通路，分子对接和体内实验验证生济化瘀方的生物标志物。LC-MS/MS鉴定和定量化学成分，富集分析表明其通过神经活性配体-受体相互作用和cAMP信号通路的调节，从而改善糖尿病创面愈合样损伤。
2
文献名称：TMT-based proteomics analysis reveals the protective effect of Jueyin granules on imiquimod-induced psoriasis mouse model by causing autophagy（客户文章）
发表期刊：Phytomedicine（IF=5.3）
组学技术：中药成分分析、定量分析、TMT蛋白质组学
实验材料：小鼠皮肤组织
技术路线：
· 成分分析：LC-MS/MS鉴定及定量决银颗粒化学成分分析，建立质量控制方法；
· TMT定量蛋白质组学：分析差异表达蛋白(DEPs)；
· 体内实验：鉴定并验证关键蛋白，证实决银颗粒对银屑病的作用机制。
小结：本研究首次使用LC-MS/MS对决银颗粒的成分进行定性和定量分析。此外，通过TMT定量蛋白质组学分析和实验验证，揭示了决银颗粒可能通过上调ApoA1诱导细胞自噬，抑制CD4+T细胞和巨噬细胞的浸润，减轻咪喹莫特诱导的银屑病炎症。
3
文献名称：Detection of an anti-angina therapeutic module in the effective population treated by a multi-target drug Danhong injection: a randomized trial
发表期刊：Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=18.1）
组学技术：中药指纹图谱、网络药理学、转录组学
实验材料：中度症状性稳定型心绞痛患者
技术路线：
· 成分分析：LC-MS/MS指纹图谱鉴定丹红注射液（DHI）化学成分，建立质量控制方法；
· 临床试验：多中心、随机、双盲临床试验评估，显示初始短期丹红注射液疗程缓解了心绞痛并改善了自我评估的健康状况；
· 转录组学：差异基因分析，功能上不太可能与稳定型心绞痛有关；
· 模块化网络药理：通过25个靶向功能模块（TFM）网络治疗心绞痛，在不同反应人群中具有全局灵活性。
小结：本研究通过多中心、随机、双盲临床试验，在大约90天的随访中，丹红注射液最初的短期疗程以及最佳药物治疗，更大程度上缓解了心绞痛，并改善了自我评估的健康状况。此外，本研究基于差异反应人群中的模块灵活性，采用网络药理学来检测多靶点药物的有效治疗模块。
三、中药肠道微生物
1
文献名称：Gut microbiota-derived inosine from dietary barley leaf supplementation attenuates colitis through PPARγ signaling activation
发表期刊：Microbiome（IF=14.6）
组学技术：16S rRNA、代谢组学、转录组学
实验材料：葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠模型
技术路线：
· 药效学研究大麦叶（BL）减轻葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎；
· 功能研究BL增强了结肠动力，提高了粘膜屏障功能；
· 转录组学表明BL可能与PPARγ信号转导通路有关；
· 代谢组学表明BL促进肠道菌群来源的嘌呤代谢物的富集；
· 体内体外验证，肌苷激活人结肠上皮细胞中的PPARγ信号及功能，通过A2AR/PPARγ改善肠道功能及结肠炎。
小结：本研究通过16S rRNA转录组学分析，发现大麦叶可改善葡聚糖硫酸钠(DSS)引发的肠道菌群失调，其机制是通过激活PPARγ信号转导，提高肠粘膜屏障作用所引发的。代谢组学分析表明肠道菌群通过调控结肠组织中大麦叶诱导的代谢重编程增强糖酵解过程而发挥作用。补充外源性肌苷可产生与大麦叶相似的结肠炎保护作用。本研究为大麦叶对结肠炎保护作用潜在机制提供了新的见解，并论证大麦叶和肌苷在预防溃疡性结肠炎中的潜在应用。
2
文献名称：Ginseng polysaccharides alter the gut microbiota and kynurenine/tryptophan ratio，potentiating the antitumour effect of antiprogrammed cell death 1/programmed cell death ligand 1 (anti- PD-1/PD- L1) immunotherapy
发表期刊：Gut（IF=23.0）
组学技术：16S PicBio SMRT测序、靶向代谢组学（短链脂肪酸、色氨酸代谢通路）、转录组学
实验材料：LLC荷瘤小鼠模型、非小细胞肺癌患者
技术路线：
· 联合治疗对动物模型的抗肿瘤作用：抑制肿瘤生长，提高动物存活，激活CD8+T细胞，抑制Tregs细胞；
· 联合治疗对肠道微生态的作用：改善菌群组成，减少炎症浸润，增强细胞保护功能；
· 联合治疗对菌群相关代谢物的作用：影响短链脂肪酸、色氨酸代谢；
· 临床分析：免疫治疗响应 VS 非响应患者的肠道菌群差异，狄氏副拟杆菌等丰度较高，且与治疗响应及预后有关；
· 联合治疗对非响应患者粪便移植动物的治疗效果：恢复免疫治疗响应，伴随免疫、肠道菌群组成及其相关代谢物的相应改变。
小结：本研究利用肺癌荷瘤小鼠小鼠模型实验和临床样本，通过粪菌移植(FMT)、16S PacBio单分子实时测序(SMRT)和代谢组学分析，发现人参多糖（GPs）可增强非小细胞肺癌患者对PD-1免疫治疗的敏感性。狄氏副拟杆菌和普通拟杆菌也可作为抗PD-1免疫治疗的佐剂。肠道菌群可用于预测抗PD-1免疫疗法反应的新型生物标志物。可见，本研究揭示了中药通过调控肠道菌群增强肿瘤免疫治疗的巨大应用潜力。
3
文献名称：Polyamine metabolism links gut microbiota and testicular dysfunction
发表期刊：Microbiome（IF=14.6）
组学技术：宏基因组、代谢组学
实验材料：小鼠睾丸损伤模型
技术路线：
· 雷公藤甲素注射造成严重的睾丸损伤，影响包括精胺代谢在内的多条代谢途径的改变；
· 睾丸损伤后，多胺代谢在睾丸和肠道微生物群中均受到抑制；
· 补充多胺可改善睾丸功能障碍；
· 由精胺调节的热休克蛋白70家族（HSP70s）可防止睾丸损伤；
· 抗生素去除肠道菌群加剧了睾丸损伤，移植狄氏副拟杆菌可改善睾丸损伤。
小结：本研究以雷公藤甲素诱导小鼠睾丸损伤为模型，采用代谢组学与宏基因组学分析发现雷公藤甲素抑制多胺的生物合成与吸收，同时破坏多胺产生菌的动态平衡。补充多胺或者移植肠道菌群能够改善睾丸损伤，揭示了肠道菌群在改善睾丸损伤中发挥重要作用。进一步研究发现，精胺的保护作用依赖于HSP70蛋白的上调。
1 中药单体
据不完全统计，迄今为止，中药领域涉及单体文章，共发表10493篇，其中IF≥10的文章共1108篇；2021年发表1521篇，IF≥10的文章132篇，具体如下：
2 中药复方
据不完全统计，迄今为止，中药领域涉及复方文章，共发表21294篇，其中IF≥10的文章共97篇；2021年发表3705篇，IF≥10的文章15篇，具体如下：
3 中药肠道微生物
据不完全统计，迄今为止，中药领域涉及肠道微生物文章，共发表1541篇，其中IF≥10的文章共44篇；2021年发表546篇，IF≥10的文章10篇，具体如下：
精选文献简读
一、中药单体
1
文献名称：The phytochemical hyperforin triggers thermogenesis in adipose tissue via a Dlat-AMPK signaling axis to curb obesity
发表期刊：Cell Metabolism（IF=27.2）
组学技术：CMAP基因组系统关联、小分子—蛋白互作质谱法
实验材料：小鼠脂肪细胞、脂肪组织，人体皮下和内脏脂肪组织
技术路线：
· CMAP基因组系统关联筛选到贯叶金丝桃素为小鼠的抗肥胖剂；
· 金丝桃素促进脂肪组织生热、体重减轻；
· 小分子—蛋白互作质谱、微量热泳动分析和分子对接结合，鉴定Dlat为HPF的直接靶点；
· 体内体外验证HPF诱导的产热作用由Dlat AMPK-PGC1a轴调节。
小结：本研究通过CMAP基因组系统关联技术（Connectivity Map）技术，发现贯叶连翘提取化合物—贯叶金丝桃素(HPF)，可以通过促进脂肪组织产热，抑制肥胖。作者使用小分子—蛋白互作质谱鉴定出Dlat为贯叶金丝桃素的直接分子靶点，并且揭示它对贯叶金丝桃素介导的脂肪细胞产热起关键作用。
2
文献名称：Breviscapine Alleviates NASH by inhibiting TGF-β-activated Kinase 1-dependent signaling（客户文章）
发表期刊：Hepatology（IF=17.4）
组学技术：转录组学、蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学
实验材料：小鼠组织及血清
技术路线：
· 体内、体外实验验证灯盏花乙素对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)有疗效；
· 转录组学、蛋白质组学及磷酸化蛋白质组学表明，其关键机制是抑制TAK1磷酸化和MAPK信号级联反应；
· 抑制剂干预靶蛋白，验证靶蛋白在药物分子发挥效应中的地位。
小结：本研究在体内和体外评估了灯盏花素对肝脂肪变性、炎症和纤维化发展的影响。灯盏花素治疗显著降低了喂食高脂肪饮食、高脂肪/高胆固醇饮食或蛋氨酸和胆碱缺乏的小鼠的脂质积累、炎症细胞浸润、肝损伤和纤维化。转录组学、蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学分析进一步表明，其关键机制是抑制TAK1磷酸化和随后的MAPK信号级联反应。用TAK1抑制剂治疗消除了灯盏花素介导的代谢胁迫下的肝脏保护作用。分子对接表明灯盏花素直接与TAK1结合。灯盏花素通过直接抑制TAK1信号通路来阻止代谢应激诱导的非酒精性脂肪性肝炎进展，可能是治疗非酒精性脂肪性肝炎的一种候选药物。
二、中药复方
1
文献名称：The Identification of the Biomarkers of Sheng-Ji Hua-Yu Formula Treated Diabetic Wound Healing Using Modular Pharmacology（客户文章）
发表期刊：Frontiers in Pharmacology（IF=5.8）
组学技术：中药成分分析、定量分析、网络药理学
实验材料：小鼠皮肤组织
技术路线：
· 网络药理学：构建生济化瘀方关键成分和靶标网络；
· 分子对接：筛选关键基因，验证核心靶点；
· 成分分析：LC-MS/MS鉴定及定量化学成分，建立质量控制方法；
· 体内实验：验证生物标志物及信号通路。
小结：本研究通过网络药理学构建生济化瘀方的成分和靶标网络，ClusterONE算法识别关键基因和核心通路，分子对接和体内实验验证生济化瘀方的生物标志物。LC-MS/MS鉴定和定量化学成分，富集分析表明其通过神经活性配体-受体相互作用和cAMP信号通路的调节，从而改善糖尿病创面愈合样损伤。
2
文献名称：TMT-based proteomics analysis reveals the protective effect of Jueyin granules on imiquimod-induced psoriasis mouse model by causing autophagy（客户文章）
发表期刊：Phytomedicine（IF=5.3）
组学技术：中药成分分析、定量分析、TMT蛋白质组学
实验材料：小鼠皮肤组织
技术路线：
· 成分分析：LC-MS/MS鉴定及定量决银颗粒化学成分分析，建立质量控制方法；
· TMT定量蛋白质组学：分析差异表达蛋白(DEPs)；
· 体内实验：鉴定并验证关键蛋白，证实决银颗粒对银屑病的作用机制。
小结：本研究首次使用LC-MS/MS对决银颗粒的成分进行定性和定量分析。此外，通过TMT定量蛋白质组学分析和实验验证，揭示了决银颗粒可能通过上调ApoA1诱导细胞自噬，抑制CD4+T细胞和巨噬细胞的浸润，减轻咪喹莫特诱导的银屑病炎症。
3
文献名称：Detection of an anti-angina therapeutic module in the effective population treated by a multi-target drug Danhong injection: a randomized trial
发表期刊：Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=18.1）
组学技术：中药指纹图谱、网络药理学、转录组学
实验材料：中度症状性稳定型心绞痛患者
技术路线：
· 成分分析：LC-MS/MS指纹图谱鉴定丹红注射液（DHI）化学成分，建立质量控制方法；
· 临床试验：多中心、随机、双盲临床试验评估，显示初始短期丹红注射液疗程缓解了心绞痛并改善了自我评估的健康状况；
· 转录组学：差异基因分析，功能上不太可能与稳定型心绞痛有关；
· 模块化网络药理：通过25个靶向功能模块（TFM）网络治疗心绞痛，在不同反应人群中具有全局灵活性。
小结：本研究通过多中心、随机、双盲临床试验，在大约90天的随访中，丹红注射液最初的短期疗程以及最佳药物治疗，更大程度上缓解了心绞痛，并改善了自我评估的健康状况。此外，本研究基于差异反应人群中的模块灵活性，采用网络药理学来检测多靶点药物的有效治疗模块。
三、中药肠道微生物
1
文献名称：Gut microbiota-derived inosine from dietary barley leaf supplementation attenuates colitis through PPARγ signaling activation
发表期刊：Microbiome（IF=14.6）
组学技术：16S rRNA、代谢组学、转录组学
实验材料：葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠模型
技术路线：
· 药效学研究大麦叶（BL）减轻葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎；
· 功能研究BL增强了结肠动力，提高了粘膜屏障功能；
· 转录组学表明BL可能与PPARγ信号转导通路有关；
· 代谢组学表明BL促进肠道菌群来源的嘌呤代谢物的富集；
· 体内体外验证，肌苷激活人结肠上皮细胞中的PPARγ信号及功能，通过A2AR/PPARγ改善肠道功能及结肠炎。
小结：本研究通过16S rRNA转录组学分析，发现大麦叶可改善葡聚糖硫酸钠(DSS)引发的肠道菌群失调，其机制是通过激活PPARγ信号转导，提高肠粘膜屏障作用所引发的。代谢组学分析表明肠道菌群通过调控结肠组织中大麦叶诱导的代谢重编程增强糖酵解过程而发挥作用。补充外源性肌苷可产生与大麦叶相似的结肠炎保护作用。本研究为大麦叶对结肠炎保护作用潜在机制提供了新的见解，并论证大麦叶和肌苷在预防溃疡性结肠炎中的潜在应用。
2
文献名称：Ginseng polysaccharides alter the gut microbiota and kynurenine/tryptophan ratio，potentiating the antitumour effect of antiprogrammed cell death 1/programmed cell death ligand 1 (anti- PD-1/PD- L1) immunotherapy
发表期刊：Gut（IF=23.0）
组学技术：16S PicBio SMRT测序、靶向代谢组学（短链脂肪酸、色氨酸代谢通路）、转录组学
实验材料：LLC荷瘤小鼠模型、非小细胞肺癌患者
技术路线：
· 联合治疗对动物模型的抗肿瘤作用：抑制肿瘤生长，提高动物存活，激活CD8+T细胞，抑制Tregs细胞；
· 联合治疗对肠道微生态的作用：改善菌群组成，减少炎症浸润，增强细胞保护功能；
· 联合治疗对菌群相关代谢物的作用：影响短链脂肪酸、色氨酸代谢；
· 临床分析：免疫治疗响应 VS 非响应患者的肠道菌群差异，狄氏副拟杆菌等丰度较高，且与治疗响应及预后有关；
· 联合治疗对非响应患者粪便移植动物的治疗效果：恢复免疫治疗响应，伴随免疫、肠道菌群组成及其相关代谢物的相应改变。
小结：本研究利用肺癌荷瘤小鼠小鼠模型实验和临床样本，通过粪菌移植(FMT)、16S PacBio单分子实时测序(SMRT)和代谢组学分析，发现人参多糖（GPs）可增强非小细胞肺癌患者对PD-1免疫治疗的敏感性。狄氏副拟杆菌和普通拟杆菌也可作为抗PD-1免疫治疗的佐剂。肠道菌群可用于预测抗PD-1免疫疗法反应的新型生物标志物。可见，本研究揭示了中药通过调控肠道菌群增强肿瘤免疫治疗的巨大应用潜力。
3
文献名称：Polyamine metabolism links gut microbiota and testicular dysfunction
发表期刊：Microbiome（IF=14.6）
组学技术：宏基因组、代谢组学
实验材料：小鼠睾丸损伤模型
技术路线：
· 雷公藤甲素注射造成严重的睾丸损伤，影响包括精胺代谢在内的多条代谢途径的改变；
· 睾丸损伤后，多胺代谢在睾丸和肠道微生物群中均受到抑制；
· 补充多胺可改善睾丸功能障碍；
· 由精胺调节的热休克蛋白70家族（HSP70s）可防止睾丸损伤；
· 抗生素去除肠道菌群加剧了睾丸损伤，移植狄氏副拟杆菌可改善睾丸损伤。
小结：本研究以雷公藤甲素诱导小鼠睾丸损伤为模型，采用代谢组学与宏基因组学分析发现雷公藤甲素抑制多胺的生物合成与吸收，同时破坏多胺产生菌的动态平衡。补充多胺或者移植肠道菌群能够改善睾丸损伤，揭示了肠道菌群在改善睾丸损伤中发挥重要作用。进一步研究发现，精胺的保护作用依赖于HSP70蛋白的上调。
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