基于网络药理学和试验验证分析小檗碱抗金黄色葡萄球菌感染的分子机制

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.045

畜牧兽医学报 ›› 2026, Vol. 57 ›› Issue (1): 513-525.doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.045

基于网络药理学和试验验证分析小檗碱抗金黄色葡萄球菌感染的分子机制

温馨¹^,²^,³^,⁴(), 李永帅¹^,²^,³^,⁴(), 汪陆宇¹, 赵研¹^,²^,³^,⁴, 孙静文¹^,²^,³^,⁴, 史慧君¹^,²^,³^,⁴, 付强¹^,²^,³^,⁴, 杨莉¹^,²^,³^,⁴()

^1.新疆农业大学动物医学学院，乌鲁木齐 830052
^2.农业农村部动物疫病乌鲁木齐野外科学观测研究站，乌鲁木齐 830052
^3.新疆草食动物新药研究与创制重点实验室，乌鲁木齐 830052
^4.新疆动物临床医学研究重点实验室，乌鲁木齐 830052

收稿日期:2024-12-23 出版日期:2026-01-23 发布日期:2026-01-26
通讯作者: 杨莉 E-mail:1090798346@qq.com;1485447034@qq.com;563289492@qq.com
作者简介:温馨，硕士生，主要从事兽医药理学研究，E-mail： 1090798346@qq.com
李永帅，硕士生，主要从事兽医药理学研究，E-mail：1485447034@qq.com
第一联系人：温馨和李永帅为同等贡献作者
基金资助:
国家自然科学基金(32560875);国家自然科学基金(32260902);自治区天山创新团队计划项目(2025D14006);新疆维吾尔自治区天山人才青年拔尖工程项目(2023TSYCQNTJ0022);自治区重大科技专项项目(2023A02007-2);自治区重点研发项目(2024B02011);中央政府引导地方科技发展专项基金项目(ZYYD2024CG01)

To Analyze the Mechanism of Berberine against Staphylococcus aureus Infection Based on Network Pharmacology and Experimental Verification

WEN Xin¹^,²^,³^,⁴(), LI Yongshuai¹^,²^,³^,⁴(), WANG Luyu¹, ZHAO Yan¹^,²^,³^,⁴, SUN Jingwen¹^,²^,³^,⁴, SHI Huijun¹^,²^,³^,⁴, FU Qiang¹^,²^,³^,⁴, YANG Li¹^,²^,³^,⁴()

^1.College of Veterinary Medicine，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China
^2.Urumqi Field Scientific Observation and Research Station for Animal Diseases，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Urumqi 830052，China
^3.Xinjiang Key Laboratory of New Drug Research and Development for Herbivorous，Urumqi 830052，China
^4.Xinjiang Regional Key Laboratory of Clinical Veterinary Medicine Research，Urumqi 830052，China

Received:2024-12-23 Online:2026-01-23 Published:2026-01-26
Contact: YANG Li E-mail:1090798346@qq.com;1485447034@qq.com;563289492@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在探究小檗碱（berberine，BBR）抗金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus）感染的作用靶点及分子机制。首先基于网络药理学筛选BBR与S. aureus感染的共同靶点；构建PPI网络并进行GO/KEGG富集分析；通过分子对接验证BBR与核心靶点的结合活性；通过构建小鼠感染模型，利用组织切片观察肝脏和脾脏的病理变化，并通过qPCR验证筛选靶标基因的mRNA的表达量。结果表明：1）成功筛选出BBR与S. aureus之间共有109个交集靶点，通过网络药理学的分析最终获得了251个GO条目和62个KEGG条目，主要富集在MAPK、PI3K-Akt、GnRH等通路上，分子对接结果显示，BBR与交集靶点中Casp3和Jun等6个蛋白具有较好的结合能；2）BBR可缓解S. aureus的感染引起的肝脏组织病变；同时可显著上调小鼠肝脏中Casp3 mRNA的转录量，Jun mRNA的转录量。综上所述，本研究初步筛选出BBR发挥抗S. aureus的潜在靶点为Casp3和Jun，同时构建S. aureus感染小鼠模型，进一步证实BBR可通过调控Casp3和Jun的mRNA转录，缓解肝和脾的病变，本研究结果为BBR抗S. aureus感染药物的开发和应用提供理论依据。

关键词: 金黄色葡萄球菌, 小檗碱, 网络药理学, 分子对接, 动物试验

Abstract:

The aim of this study was to investigate the target and and molecular mechanism of action of berberine （BBR） against Staphylococcus aureus （S. aureus） infection. This experiment first screened common targets of BBR and S. aureus infection based on network pharmacology， constructed a PPI network， and performed GO/KEGG enrichment analysis. The binding activity of BBR and core targets was verified through molecular docking. Finally， a mouse infection model was constructed to observe pathological changes in the liver and spleen using tissue sections， and qPCR was used to validate the expression levels of the selected target genes’ mRNA. The results showed that： 1） A total of 109 common target points between BBR and S. aureus were successfully screened. Through network pharmacology analysis， 251 GO entries and 62 KEGG entries were ultimately obtained， mainly enriched in the MAPK， PI3K-Akt， and GnRH pathways. Molecular docking results showed that BBR had good binding energy with six proteins， including Casp3 and Jun， among the intersection targets. 2） BBR can alleviate liver tissue lesions caused by S. aureus infection； at the same time， it can significantly upregulate the expression of Casp3 mRNA and Jun mRNA in mouse liver. In summary， this study preliminarily identified Casp3 and Jun as potential targets for BBR’s anti-S. aureus activity. Additionally， a mouse model of S. aureus infection was established to further confirm that BBR can alleviate liver and spleen lesions by regulating the mRNA expression of Casp3 and Jun. The findings of this study provide a theoretical basis for the development and application of BBR as an anti-S. aureus infection drug.

Key words: Staphylococcus aureus, berberine, network pharmacology, molecular docking, animal testing

中图分类号:

S853.74

温馨, 李永帅, 汪陆宇, 赵研, 孙静文, 史慧君, 付强, 杨莉. 基于网络药理学和试验验证分析小檗碱抗金黄色葡萄球菌感染的分子机制[J]. 畜牧兽医学报, 2026, 57(1): 513-525.

WEN Xin, LI Yongshuai, WANG Luyu, ZHAO Yan, SUN Jingwen, SHI Huijun, FU Qiang, YANG Li. To Analyze the Mechanism of Berberine against Staphylococcus aureus Infection Based on Network Pharmacology and Experimental Verification[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2026, 57(1): 513-525.

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参考文献 31

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基因 Gene	登录号 GenBank ID	引物序列（5'→3'） Primer sequence	产物长度/bp Product length
Jun-F	NM_010591.2	GCACATCACCACTACACCGA	127
Jun-R	NM_010591.2	GGGAAGCGTGTTCTGGCTAT	127
Cdkn1a-F	NM_007669.5	AGTGTGCCGTTGTCTCTTCG	147
Cdkn1a-R	NM_007669.5	CAGACGAAGTTGCCCTCCAG	147
Esr1-F	NM_001302531.1	GGTGCCCTACTACCTGGAGA	188
Esr1-R	NM_001302531.1	CATTGCACACGGCACAGTAG	188
Src-F	NM_001025395.3	CGGTTACATCCCCAGCAACT	198
Src-R	NM_001025395.3	TTGGCATTGTCGAAGTCGGA	198
Trp53-F	NM_001127233.1	TGGAGGAGTCACAGTCGGAT	117
Trp53-R	NM_001127233.1	CGTCCATGCAGTGAGGTGAT	117
Casp3-F	NM_001284409.1	CTTCCATAAGAGCACTGGAATGT	183
Casp3-R	NM_001284409.1	ACAAAGCTGCTCCTTTTGCTATG	183
GAPDH-F	NM_002046	GAAGGTCGGTGTGAACGGAT	233
GAPDH-R	NM_002046	CTCGCTCCTGGAAGATGGTG	233

项目 Item	核心靶点 Core targets	结合自由能/（kJ·mol^-1） Binding free energy	结合方式 Combination mode
小檗碱 Berberine	Tp53	-8.0	核心靶点Tp53、Jun、Scr如图A、E和F分子间主要是氢键的相互作用核心靶点Casp3和Esr1如图B和D分子间主要是疏水作用核心靶点Cdkn1a如图C显示分子间存在多种结合方式，包括氢键和疏水相互作用
	Casp3	-8.2
	Cdkn1a	-8.2
	Esr1	-8.8
	Jun	-9.3
	Scr	-9.1

基于网络药理学和试验验证分析小檗碱抗金黄色葡萄球菌感染的分子机制

To Analyze the Mechanism of Berberine against Staphylococcus aureus Infection Based on Network Pharmacology and Experimental Verification

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