基于网络药理学的“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹作用机制研究Δ

孟子琦，吴嘉瑞，杨艳平，倪梦蔚，赵　屹，刘殊羽

(1.北京中医药大学中药学院，北京　100102； 2.北京中医药大学中医学院，北京　100029)

湿疹是由多种因素引起的瘙痒性皮肤病，具有明显渗出倾向，为炎症反应性疾病[1]。目前，西医治疗湿疹主要采用抗过敏法，在初期控制病情的效果较好，但有不良反应大、停药后易复发等缺点[2]。中医药因治疗方法多、效果显著，已成为湿疹临床治疗的研究热点[3]。现代研究结果表明，白鲜皮有抗菌、抗炎及抗过敏等作用，可用于湿热疮毒、湿疹等症[4-5]。地肤子具有抗病原微生物、抗炎等药理作用；同时，地肤子及以其为主的复方地肤子汤可治疗多种皮肤疾病[6]。在华南地区，常用白鲜皮、地肤子二药制成外用制剂来治疗皮肤湿疹[5]。本研究运用网络药理学方法，分析“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的分子作用机制，希望为之后的深入研究及临床合理用药提供参考。

1　资料与方法

1.1　“白鲜皮-地肤子”药对活性成分的收集

本研究依托中药系统药理学数据库和分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP)(http：//lsp.nwu.edu.cn/)[7]检索白鲜皮、地肤子的化学成分，共搜索到82个化合物，其中白鲜皮63个，地肤子19个。

1.2　口服生物利用度(oral bioavailability，OB)和类药性(drug-likeness，DL)筛选

为了获得潜在的活性成分，采用“OB≥30%，DL≥0.18”分别对白鲜皮、地肤子的化学成分进行评价与筛选，其中，地肤子的化学成分齐墩果酸的OB为29.02%，与30%相差不大，且通过查阅文献[6]，齐墩果酸是地肤子中主要的化学成分，因此也把其纳入研究中。最终有21个化合物符合要求，并将其视为候选化合物，见表1。

表1　“白鲜皮-地肤子”药对中21个候选化合物的基本信息Tab 1　Basic information of 21 compounds of herb pair of “cortex dictamni-fructus kochiae”

1.3　“白鲜皮-地肤子”药对潜在靶点的预测

本研究通过TCMSP平台，对筛选出的化合物进行靶点预测，有部分化合物未找到与之相关的靶点，故把这部分化合物剔除，最终得到14个化合物，其中，11个来自白鲜皮，3个来自地肤子。

1.4　湿疹相关的靶点收集

与湿疹相关的靶点信息来源于治疗靶点数据库(therapeutic target database，TTD)(https：//db.idrblab.org/ttd/)[8]和遗传关联数据库(genetic association database，GAD)(https：//geneticassociationdb.nih.gov/)，其中，GAD已下线，不过可以在网站上下载数据。本研究以“eczema”为关键词进行搜索，共收集到56个与湿疹有关的靶点，见表2。

1.5　湿疹相关的蛋白互作网络

蛋白质功能的发挥不是凭借单个蛋白质独立执行，而是依靠蛋白质与蛋白质相互作用(protein-protein interaction，PPI)执行其功能，因此，对PPI网络的研究和分析对临床治疗具有重要意义。STRING(https：//string-db.org/)[9]数据库是一个包含已知和预测的蛋白质相互作用的数据库。本研究将之前收集到的与湿疹相关的靶点输入STRING数据库中进行检索，选取分值>0.7分的高置信度数据，以保证数据的可靠性。

1.6　网络的构建

利用Cytoscape 3.6.0(http：//www.cytoscape.org/)[10]软件构建“白鲜皮-地肤子”药对的化合物-预测靶点网络；并将化合物-预测靶点网络与湿疹相关的PPI网络合并，取重合的靶点构建与湿疹相关的化合物-潜在靶点网络。

表2　与湿疹相关的56个靶点Tab 2　56 target spots related to eczema

2　结果

2.1　“白鲜皮-地肤子”药对的化合物-预测靶点网络

“白鲜皮-地肤子”药对的化合物-预测靶点网络见图1，共包括204个节点(14个化合物节点和190个靶点节点)，组成369条化合物-预测靶点联系；其中，正方形节点表示化合物，八边形节点表示靶点，节点大小与度值成正比例关系。

图1　“白鲜皮-地肤子”药对的化合物-预测靶点网络Fig 1　Network of compound-potential target spots of the herb pair of “cortex dictamni-fructus kochiae”

2.2　湿疹相关的PPI网络

将在TTD、GAD中检索到的56个靶点输入STRING数据库中，检索与其相互作用的二级蛋白，并剔除独立于网络之外的靶标蛋白，得到了PPI网络，见图2，共包括87个与湿疹相关的蛋白和643条蛋白质相互作用关系。

图2　与湿疹相关的PPI网络Fig 2　PPI network related to eczema

2.3　与湿疹相关的化合物-潜在靶点网络

与湿疹相关的化合物-潜在靶点网络见图3，共包括26个节点(9个化合物节点和17个靶点节点)和38条边，菱形节点表示化合物，圆形节点表示靶点，节点大小与度值成正比例关系。运用Cytoscape中的Network Analysis对化合物-潜在靶点网络进行分析，得到网络中潜在靶点的度值，靶点的度值表示“白鲜皮-地肤子”药对中化合物可能作用于靶点的数目，度值越大，说明化合物通过该靶点发挥作用的可能性越大。本研究中，有6个靶点的度值>平均度值(2.24)，说明其很可能是“白鲜皮-地肤子”药对中化合物发挥作用的潜在靶点。与湿疹相关的“白鲜皮-地肤子”药对中化合物的潜在靶点信息见表3。

图3　与湿疹相关的化合物-潜在靶点网络Fig 3　Network of compound-potential target spots related to eczema

蛋白质名称基因名称度值视黄酸受体RXR-αRXRA6核受体共激活因子2NCOA26雄激素受体AR3转录因子p65RELA3肿瘤坏死因子TNF3白细胞介素6IL63白细胞介素10IL102白细胞介素2IL22干扰素γIFNG2雌激素受体ESR11核因子κB抑制剂αNFKBIA1白细胞介素4IL41核因子κB激酶亚基α抑制剂CHUK1白细胞介素1αIL1A1白细胞介素1βIL1B1超氧化物歧化酶[铜-锌]SOD11核受体共激活因子1NCOA11

3　讨论

中药具有多组分、多靶标和多途径协同作用的特点，因此，很难阐释清楚其物质基础及作用原理，而网络药理学的出现为中药的研究提供了全新的视角[11-12]。网络药理学把之前“一个靶点，一种成分”的药物研究模式转变为 “多靶点，多成分”的新模式，从而能够更好地揭示中药多成分、多靶点之间的复杂关系[13]。

本研究构建了与湿疹相关的“白鲜皮-地肤子”药对的化合物-潜在靶点网络，共包含9个化合物和17个作用靶点，由此可见，“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的多成分、多靶点的特点。其中，17个靶点分别为视黄酸受体RXR-α(RXRA)、核受体共激活因子2(NCOA2)、雄激素受体(AR)、转录因子p65(RELA)、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素10(IL-10)、白细胞介素2(IL-2)、干扰素γ(IFNG)、雌激素受体(ESR1)、核因子κB抑制剂α(NFKBIA)、白细胞介素4(IL-4)、核因子κB激酶亚基α抑制剂(CHUK)、白细胞介素1α(IL-1α)、白细胞介素1β(IL-1β)、超氧化物歧化酶[铜-锌](SOD1)及核受体共激活因子1(NCOA1)。网络分析可得，度值大于平均值的关键靶点为RXRA、NCOA2、AR、RELA、TNF及IL-6，推测“白鲜皮-地肤子”药对的有效成分可能是通过上述靶点发挥治疗湿疹的作用。转录因子p65也称为核因子κB p65亚基，是由RELA基因编码的蛋白质[14]。核因子κB于1986年首次由Sen和Baltimore发现，在细胞免疫和炎症反应中的细胞存活和增殖方面发挥重要作用[15-16]。研究结果表明，miR-124通过直接靶向抑制核因子κB家族成员p65的表达来治疗特应性湿疹[17]。因此，推断“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的作用机制可能与调控RELA的表达有关。TNF是一种天然免疫防御分子，在维持细胞、组织和生物体内的稳态方面起着重要作用，可以调节炎症反应[18]；其与慢性炎症性疾病、风湿病及皮肤病等疾病的发生有关[19]。TNF-α是TNF/TNF受体细胞因子超家族的成员[20]。研究结果表明，一些中药可通过下调TNF-α的表达而起到治疗湿疹的作用[21-23]。因此，推断“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的作用机制可能与下调TNF的表达有关。IL-6是一种细胞因子，由多种类型的具有多效性的细胞产生，抗IL-6治疗可减少炎症并具有抗血管生成作用[24]。有研究结果表明，降低细胞因子IL-2、IL-6及IL-10的表达是药物对湿疹发挥疗效的作用机制之一[25-26]。因此，推断“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的作用机制可能与下调IL-2、IL-6及IL-10的表达有关。

综上所述，本研究应用网络药理学方法，对“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的多成分、多靶点复杂网状关系进行研究。研究结果初步验证了“白鲜皮-地肤子”药对治疗湿疹的相关机制，为进一步深入研究奠定了良好的基础，也为“白鲜皮-地肤子”药对的临床应用提供了很好的参考。但是，本研究未考虑白鲜皮、地肤子在煎煮过程中可能发生的化学变化及其在体内的相互作用，可能会在一定程度上影响分析结果的准确性；并且，研究结果多由预测得出，尚需进一步的实验验证。