基于网络药理学、分子对接和实验验证探究蝉花核苷提取物治疗日光性皮炎的作用机制

马悦文1，李薇1，叶向露2,3，龙文君2,3，王玉芹2,3*，王春丽1*

1 华东理工大学药学院 制药工程与过程化学教育部工程研究中心 上海市新药设计重点实验室，上海200237

2 泛亚生物医药股份有限公司 浙江泛亚生命科学研究院，浙江 平湖 314200

3 上海泛亚生命科学研究院，上海 200237

摘 要：为了挖掘蝉花核苷提取物抗日光性皮炎的新应用及机制，我们通过网络药理学以及分子对接来筛选蝉花核苷类成分与日光性皮炎的作用靶点，并且对作用机制进行深入分析。同时通过小鼠动物实验验证网络药理学的分析结果。研究结果表明，胸腺嘧啶、腺嘌呤、N6-(2羟乙基)腺苷、肌苷、腺苷是蝉花治疗日光性皮炎的主要活性核苷类成分。TNF、IL1β、AKT1、IL6、INS、IFNG、EGFR、PTGS2、CTNNB1、MAPK1 是蝉花核苷类成分治疗日光性皮炎的核心靶点。富集分析结果显示，PI3K-Akt、TNF、MAPK、IL-17 信号通路是蝉花核苷类成分治疗日光性皮炎的主要生物机制通路。分子对接分析表明，蝉花的主要活性核苷成分与核心靶点之间存在较强的结合亲和力。动物实验验证了蝉花核苷皮肤给药提高了小鼠皮肤组织中的胶原蛋白含量、SOD 抗氧化酶活力，降低了PTGS2 含量和TNF-ɑ、IL-1β、IL-17 炎症因子水平。Western blotting 结果表明，蝉花核苷提取物抑制了p38 MAPK 和MMP9 的释放，其分子机制可能与MAPK 信号通路有关。研究结果为开发抗日光性皮炎的天然药物提供了新的依据。

关键词：网络药理学；分子对接；小鼠实验；蝉花核苷；日光性皮炎

[引用本文]

马悦文，李薇，叶向露，龙文君，王玉芹，王春丽，2026. 基于网络药理学、分子对接和实验验证探究蝉花核苷提取物治疗日光性皮炎的作用机制. 菌物学报，45(3): 250215

Ma YW, Li W, Ye XL, Long WJ, Wang YQ, Wang CL, 2026. Exploring the mechanism of Cordyceps chanhua nucleoside extract against solar dermatitis based on network pharmacology, molecular docking and experimental verification. Mycosystema, 45(3): 250215

资助项目：国家科技重大专项(2018ZX09735002)

This work was supported by the National Key Technology Research and Development Program (2018ZX09735002).

*Corresponding authors. E-mail: WANG Chunli, wangchunli@ecust.edu.cn; WANG Yuqin, wyq@bioasia.com.cn

ORCID: MA Yuewen (0009-0007-8779-0963), WANG Chunli (0000-0002-9865-4808)

Received: 2025-07-15; Accepted: 2025-08-23

Exploring the mechanism of Cordyceps chanhua nucleoside extract against solar dermatitis based on network pharmacology, molecular docking and experimental verification

MA Yuewen1, LI Wei1, YE Xianglu2,3, LONG Wenjun2,3, WANG Yuqin2,3*, WANG Chunli1*

1 Engineering Research Center of Pharmaceutical Process Chemistry, Ministry of Education, Shanghai Key Laboratory of New Drug Design, School of Pharmacy, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237,China

2 Bioasia Pharmaceutical Co., Ltd., Zhejiang Bioasia Life Science Institute, Pinghu 314200, Zhejiang, China

3 Shanghai Bioasia Life Science Institute, Shanghai 200237, China

Abstract: In order to explore the new application and mechanism of action of Cordyceps chanhua nucleoside extracts on solar dermatitis, the targets of C. chanhua nucleoside components treating solar dermatitis were screened by network pharmacology and molecular docking. The results of network pharmacology analysis were verified by mouse animal experiments. The results showed that thymine,adenine, N6-(2 hydroxyethyl) adenosine, inosine and adenosine were the main active nucleoside components of C. chanhua in the treatment of solar dermatitis, and TNF, IL1β, AKT1, IL6, INS, IFNG, EGFR, PTGS2, CTNNB1, and MAPK1 were the core targets of C. chanhua nucleoside components. Enrichment analysis showed that PI3K-Akt, TNF, MAPK and IL-17 signaling pathways were the major biomechanistic pathways of C. chanhua nucleoside components for the treatment of solar dermatitis. Molecular docking analysis showed that there was a strong binding affinity between the main active components of C. chanhua nucleoside components and the core targets. Animal experiments verified that dermal administration of C. chanhua increased collagen content and SOD antioxidant enzyme activity, and decreased PTGS2 content and levels of TNF-ɑ, IL-1β, and IL-17 inflammatory factors in mouse skin tissues. The results of Western blotting showed that C. chanhua nucleoside extracts inhibited the release of p38 MAPK and MMP9, and the molecular mechanism might be related to the MAPK signaling pathway. This study provides a new basis for the development of natural drugs against solar dermatitis.

Keywords: network pharmacology; molecular docking; murine experiment; Cordyceps chanhua nucleosides; solar dermatitis

日光性皮炎(solar dermatitis, SD)是一种由日光中紫外线辐射引发的急性皮肤损伤(Deng et al. 2024)。紫外线UVB (280–320 nm)通过直接诱导DNA 损伤、激活氧化应激及促炎因子释放等机制参与皮肤光损伤(Kawashima et al. 2018)。目前主要防护措施包括防晒霜使用和物理遮蔽，临床治疗以糖皮质激素类药物为主(Rosenthal et al. 2019)，但长期应用可能引发皮肤刺激、药物耐受等不良反应。

蝉花Cordyceps chanhua Z.Z. Li et al.是寄生山蝉等若虫后形成的菌虫复合体，与冬虫夏草同属虫草科(李增智等 2021)。蝉花是中国传统中药，其服用一直有历史记载(周思静等 2024)，最早记录于《雷公炮炙论》，用于治疗小儿夜惊啼哭(李增智等 2022)。蝉花活性成分主要包括核苷、环肽、多糖、醇类、甾醇和有机酸这六大类，有抗衰老、抗氧化、降血糖、抗炎、抑菌、治疗肾病、抗肿瘤等药理作用(Wu et al. 2019；解思友等 2020；李思迪等 2020；孙长胜等 2022)。

2021年，中国国家卫生健康委员会批准人工培育的蝉花子实体可作为新食品原料使用，将蝉花的应用领域从传统中药拓展到食品领域，这有助于未来大规模、多方面开发蝉花价值。由于中药复杂的成分和探寻机制的工作量，我们使用网络药理学这一工具进行前期的筛选。网络药理学(network pharmacology, NP) 是一门以系统生物学和多向药理学为理论基础，以计算机技术贯穿其中，对中药的作用靶点以及分子机制进行探究的交叉学科(廖韵诺等2024)。NP 提供了一种新的范式来揭示和可视化中药治疗多因素疾病的潜在相互作用网络，成功应用于中药的药效物质基础和有效机制的研究中，促进了中药安全性、有效性和作用机制研究的发展(Li et al. 2023)。

本研究前期通过网络药理学来筛选蝉花中的核苷类活性成分及治疗日光性皮炎的靶点、机制，并且进行分子对接考察蝉花核苷活性成分与靶点的结合作用，然后通过小鼠动物实验来验证筛选的结果，实验设计流程图见图1。

图1 文章实验设计流程图

Fig. 1 The flowchart of the study.

1 材料与方法

1.1 实验材料

蝉花核苷提取物由中国肽益生命科学研究院提供，批号：20240801；康复新液(阳性对照)，购自四川好医生攀西药业有限责任公司，批号：231104；苏木素-伊红(HE)高清恒染试剂盒，马森(Masson)染液套装， SOD 、IL-17 、IL-1β、TNF-ɑ 的试剂盒购自武汉赛维尔公司；PTGS2 试剂盒购自百盈利创生物科技(北京)有限公司；实验所需抗体购自武汉赛维尔公司和上海卡蒙生物科技有限公司，其他试剂均为分析纯。

311 nm 紫外光疗仪(Sigma-SS01B)，西格玛奥德里奇上海贸易有限公司；分析天平(AC104)，梅特勒-托利多公司；高效液相色谱仪，DAD检测器(1100)，安捷伦科技有限公司；超声清洗仪(KQ-500E)，昆山市超声仪器有限公司；紫外分光光度计(UV-754N，上海奥谱勒仪器有限公司）；台式高速冷冻离心机(D3024R)，北京大龙兴创实验仪器股份公司。

1.2 网络药理学分析

1.2.1 筛选蝉花的核苷类活性成分以及对应的靶基因

根据文献确定蝉花核苷类的已知活性成分(朱丽娜等 2017； 葛琦等 2019； 周思静等 2024)，并在化源网(https://www.chemsrc.com/)  找到对应Cas 号，在Pubchem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)下载对应成分的2D 结构，sdf格式文件。随后对得到的核苷活性成分在Swissadme (http://www.swissadme.ch/)进行选择性筛选(Daina et al. 2017)，筛选具有良好ADME性质的活性成分的标准为： 5 类药性预测(Lipinski、Ghose、Veber、Egan、Muegge)结果中有2 个及2 个以上为“Yes”，表明药物相似性数据定性评估活性成分成为药物的可能性(冯思婷等 2024)。

将筛选得到的活性成分在swisstargetprediction(http://www.swisstargetprediction.ch/)以“Probability≥0.1”的要求筛选靶点，在Batman (http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/index.php)以“Score_cutoff ≥20”的要求筛选靶点，在TCMSP (https://www.tcmsp-e.com/#/home)获取靶点，对以上获得的靶点进行去重，所得即为蝉花核苷类活性成分的靶基因集。

1.2.2 收集蝉花核苷类活性成分治疗日光性皮炎的靶点

在genecards (https://www.genecards.org/)、OMIM (https://www.omim.org/)，以“Solar  Dermatitis”为关键词搜索靶点基因，去重后得到日光性皮炎的疾病靶点。在venny 2.1.0 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html)平台对蝉花核苷类成分的靶点以及日光性皮炎的靶点进行韦恩交集，交集基因则为蝉花核苷类成分抗日光性皮炎的靶点，绘制韦恩图。

1.2.3 构建蝉花核苷类活性成分和日光性皮炎相关靶点的蛋白-蛋白相互作用网络图(PPI)

将交集靶点上传至STRING (https://cn.stringdb.org/)数据库，构建PPI 网络图。将物种设置为“HUMAN”，导出文件于Cytoscape 3.9.1 软件作图进一步优化分析PPI 网络模型。使用Cytoscape 的cytoHubba 插件评分MCC，得到核心靶点，导出核心靶点图。

1.2.4 绘制“药物-成分-靶点-疾病”网络图(D-CT-D)

利用Network Analysis 对Cytoscape 3.9.1 中的“degree”以及“betweeness”进行分析，构建调控网络，形成“药物-成分-靶点-疾病”网络图，得到蝉花核苷类核心活性成分。

1.2.5 蝉花核苷类活性成分抗日光性皮炎相关靶点的富集分析

将蝉花核苷活性成分抗日光性皮炎交集靶点提交至Metascape (https://metascape.org/gp/)数据库进行GO 和KEGG 富集分析，识别显著富集的生物过程和代谢通路。以P<0.05 为差异有统计学意义，保存数据，通过微生信平台(https://www.bioinformatics.com.cn/)进行可视化分析(Tang et al. 2023)。

1.2.6 分子对接

将核心靶点在Uniprot (https://www.uniprot.org/)找到对应的Entry ID，在PDB (https://www.rcsb.org/)下载带有配体的蛋白，pdb 格式的文件。在PyMOL 2.5 软件中对蛋白受体进行去氢去配体，使用Chem 3D 软件对核心活性成分进行优化。对接前使用ProteinsPlus (https://proteins.plus/pdb_files/rcsbsearch)确定蛋白对接的口袋盒子，然后使用autodock vina 1.5.7 对接得出20 个构象，选择最小结合能的构象进行对接，最后用PyMOL 2.5 软件进行可视化3D 作图，使用Origin 2022 根据Affinity 数值作出分子热图。

1.3 动物实验验证

1.3.1 蝉花核苷提取物主要成分鉴定

蝉花核苷提取物为蝉花子实体(人工培植)经粉碎，水提取，酶解，过滤，浓缩、干燥而得，收率30%。采用两种方法对蝉花核苷提取物中核苷类成分进行测定，方法1 测定胸苷、腺嘌呤含量，方法2 测定尿苷、肌苷、腺苷、HEA含量。

方法1 参考吕慧慧等(2015)的方法制备供试品溶液，具体步骤如下：精密称取蝉花提取物粉末0.2 g 于锥形瓶中，加入25 mL 20%乙醇，超声处理30 min，取出，放置室温后，过0.22 μm滤膜，作为供试品溶液。对照品溶液制备：精密称取适量对照品胸苷、腺嘌呤，加甲醇制成浓度分别为0.104 6 mg/mL、0.101 4 mg/mL的对照品溶液。精密吸取对照品溶液依次稀释成系列浓度：胸苷6.5、13.1、26.2、52.3 和104.6 μg/mL；腺嘌呤6.3、12.7、25.4、50.7 和101.4 μg/mL。色谱柱：Waters Symmetry C18 柱(4.6 mm × 250 mm, 5 μm)；流动相：甲醇(A)；检测波长： 260 nm ； 流速： 1.0 mL/min ； 柱温：25 ℃；进样量：10 μL。具体梯度洗脱条件见表1。

方法2 参考牛聪聪等(2016)、钱正明等(2016)和张浩等(2018)的方法制备供试品溶液，具体步骤如下：精密称取蝉花提取物粉末0.2 g 于锥形瓶中，加入5 mL 10%甲醇，超声处理30min，取出，放置室温后，过0.22 μm 滤膜，作为供试品溶液。对照品溶液制备：精密称取对照品腺苷、HEA、尿苷、肌苷适量，加甲醇制成浓度分别为0.10、0.10、0.104、0.106 4 mg/mL 的对照品溶液。精密吸取对照品溶液以此稀释成系列浓度：腺苷1.0、5.0、10.0、20.0 和40.0 μg/mL；HEA 10.0、20.0 和40.0μg/mL；尿苷6.5、13.0、26.0、52.0 和104 μg/mL；肌苷6.7、13.3、26.6、53.2 和106.4 μg/mL。色谱柱：Waters Symmetry C18 柱(4.6 mm × 250 mm, 5 μm)；流动相：水(B)；检测波长：260 nm；流速：1.0 mL/min；柱温：35 ℃；进样量：10 μL。具体梯度洗脱条件见表2。

1.3.2 UVB 动物模型以及药物治疗

6 周龄雄性BALB/c 小鼠30 只购自上海杰思捷实验动物有限公司，许可证编号：SCXK(沪) 2023-0004，饲养在温度20–26 ℃、湿度40%–70%的实验动物房中，12 h 光照/黑暗环境下，可以自由进食饮水。所有动物实验过程都符合华东理工大学生物伦理委员会标准，编号：ECUST-2023-001，并遵守其相关规定。

UVB 辐射使用Sigma-SS01B 紫外光疗仪(311 nm)。模型建立参考Ge et al. (2024)和杨雅等(2022)的方法，实验小鼠经过7 d 的适应性喂养后，使用薇婷脱毛膏以及脱毛器对小鼠背部皮肤进行脱毛，使背部裸露面积约为3 cm × 2 cm。第二天，将光疗仪固定在距离鼠背10 cm 处，UVB 照射剂量为36 J/cm2，照射后1 h 进行皮肤给药。将30 只BALB/c 小鼠随机分组，分别为空白对照组(Blank)、模型对照组(Model)、阳性对照组(KFXY)、蝉花核苷提取物低浓度组(CCL, 2 mg/mL)、蝉花核苷提取物高浓度组(CCH,4 mg/mL)，空白对照组和模型对照组不予给药，其余组每只老鼠给予0.2 mL，使用医用敷料平铺在小鼠背部，停留5 min，辅以指腹按摩吸收。每天固定时间给药一次，连续7 d。

1.4 检测方法

1.4.1 小鼠背部皮肤评价

观察对比拍照记录的照片，参考李孟艳等 (2019)的方法，对皮肤损伤状态进行评分。局部皮肤组织表观指标的评价标准，“-”皮肤正常，无红肿；“+”皮肤有红褐色斑点出现；

“++”皮肤红肿，无渗出，浅皱纹；“+++”皮肤红肿，有渗出结痂，深皱纹。将采集的小鼠皮肤组织样本在4%的多聚甲醛溶液中固定24 h，然后进行脱水、石蜡包埋和切片，切片分别进行苏木精-伊红(HE)染色评价组织形态，马森(Masson)染色评价胶原纤维状态。

1.4.2 生化和ELISA 检测

将小鼠皮肤组织匀浆离心，取上清液进行测定，样本收集后，若不立即检测，应冻存于–80 ℃冰箱。按照生化试剂盒说明书测定皮肤组织中氧化应激指标SOD，以平均光密度为单位；根据ELISA 试剂盒说明书测定小鼠皮肤组织中PTGS2、TNF-ɑ、IL-1β、IL-17 的含量。

1.4.3 Western Blotting

小鼠皮肤组织在RIPA 裂解缓冲液中匀浆，并在4 ℃、12 000 r/min 离心10 min，收集上清液。使用BCA 试剂盒测定蛋白质浓度。蛋白质在10% PAGE 彩色(红色)凝胶上分离，并转移到PVDF 膜上。将膜在室温下用5%脱脂牛奶封闭 30 min 后，在4 ℃下加入1:10 000 稀释的一抗 p-p38、p-38、1:1 000 稀释的一抗MMP9、1:5 000 稀释的一抗β-Actin 摇床过夜孵育，然后在室温下与1:3 000 稀释的HRP-山羊抗兔孵育 30 min，使用 ECL 试剂显影，用Image J 软件分析灰度值。

1.5 数据分析

实验数据采用GraphPad prism 10.3.1 软件分析，各组数据以均数±标准差(¯x±s)表示，组间比较采用One-way ANOVA 分布。ns 为无显著性差异，*P<0.05 为差异有统计学意义，**P<0.01为极显著。

2 结果与分析

2.1 网络药理学分析及分子对接结果

2.1.1 蝉花核苷类活性成分及对应的靶基因

根据文献以及Pubchem 数据库，找到24 个蝉花核苷类活性成分，根据ADME 原则筛选出16 个活性成分(表3)，通过swisstarget、Batman、TCMSP 数据库筛选对应靶点，去掉重复基因后，得到593 个活性成分的靶基因。

2.1.2 蝉花核苷类活性成分治疗日光性皮炎的靶点

整合从genecards、OMIM 数据库得到的关于“solar dermatitis”的靶点，去掉重复序列后，共403 个日光性皮炎相关靶点，与蝉花核苷类活性成分进行交集，得到57 个蝉花核苷类活性成分治疗日光性皮炎的靶点(图2)。

2.1.3 蝉花核苷类活性成分治疗日光性皮炎相关靶点的蛋白-蛋白相互作用网络图(PPI)与“药物-成分-靶点-疾病”网络图(D-C-T-D)

使用Cytoscape 软件优化从STRING 数据库导出的蛋白-蛋白相互作用网络图，标签字体大小以及圆形形状大小对应“degree”的高低，使用其中的cytoHubba 插件评分MCC，得到前10 个核心靶点，分别为TNF、IL1β、AKT1、IL6、INS、IFNG、EGFR、PTGS2、CTNNB1、MAPK1，导出核心靶点图(图3)。

在此基础上，利用Network Analysis 的“degree”以及“betweeness”进行深度分析，构建“药物-成分-靶点-疾病”网络图(图4)，得到核心活性成分主要为胸腺嘧啶、腺嘌呤、N6-(2 羟乙基)腺苷、肌苷、腺苷。胸腺嘧啶有16 个相关靶点，腺嘌呤有15 个，N6-(2 羟乙基)腺苷有14 个，肌苷、腺苷分别有11 个、8 个相关靶点。

2.1.4 GO 和KEGG 通路的富集分析

对蝉花核苷类活性成分抗日光性皮炎的靶点进行GO 和KEGG 富集分析，并对结果进行可视化。我们获得了1 066 条生物过程(biological processes, BP)、55 条分子功能(molecular functions, MF)、51 条细胞组分(cellular components, CC) (P<0.05)，分别选取前10 位进行可视化作图(图5)。发现蝉花核苷抗日光性皮炎作用的BP主要富集于磷酸化、蛋白质修饰过程的正向调节，对氧含量降低、异生物刺激的反应等；CC主要富集于膜筏、膜微域、内质网腔、细胞-基质交界处等等；MF 主要富集于信号受体激活剂活性、受体配体活性、细胞因子活性、生长因子活性、氧化还原酶活性等方面。KEGG信号通路富集分析得到150 条相关条目(P<0.05)，选择排名前20 的信号通路进行可视化作图(图6)。蝉花核苷类成分治疗日光性皮炎的信号通路主要富集于PI3K-Akt、TNF、MAPK 信号通路。结果说明，GO 分析中BP 与蛋白质磷酸化有关，推测蝉花是通过影响特定位点的磷酸化起作用的，CC 与膜筏、膜微域有关，这可能是起调节作用的特定位点的位置，MF 表明分子功能的变化与信号受体、细胞因子活性相关，这可能也是一条蝉花核苷治疗日光性皮炎的路径，结合KEGG 信号通路分析，蝉花核苷抗日光性皮炎的机制——PI3K-Akt、MAPK 信号通路与蛋白质磷酸化、细胞因子活性、氧化还原酶有关。

2.1.5 分子对接结果

将筛选出来的十大核心靶点(TNF、IL1β、AKT1、IL6、INS、IFNG、EGFR、PTGS2、CTNNB1、MAPK1)与五大核心活性成分[胸腺嘧啶、腺嘌呤、N6-(2 羟乙基)腺苷、肌苷、腺苷]进行分子对接以验证网络药理学的预测结果。通常情况下，当对接结合自由能低于4 kcal/mol 时，可以认为两者结合得较紧密(Mu et al. 2025)。根据autodock vina 所得亲和力结果绘制出对应的分子热图(图7)，可见蝉花核苷类活性成分与日光性皮炎靶点结合较好，其中PTGS2、EGFR、MAPK1 与活性成分结合能最低，为了进一步了解蝉花与靶点的对接残基和位点，我们使用PyMOL 软件将相应的蛋白残基进行可视化，选择前8 对集合能最低的对接结果进行绘图分析(图8)。综合来看PTGS2、MAPK1 结合能力更强，因此后续动物实验选择这2 个指标进行检测分析，探究作用机制。