网络药理学方法挖掘丹蒌片治疗冠心病的作用机制研究

2019-02-28 07:59侯杰军1鹏2陈金锋周岩芬刘超峰张小飞4雷忠义
中西医结合心脑血管病杂志 2019年24期
关键词:郁金泽泻赤芍

侯杰军1,雷 鹏2,陈金锋,周岩芬,刘超峰,范 虹,张小飞4,雷忠义

冠心病(atherosclerosis,AS)是致人类死亡的首要疾病,主要是由于动脉发生粥样硬化后引起的冠状动脉血管发生管腔狭窄或阻塞,进而引发心肌缺血、缺氧甚至坏死的一种疾病,严重危害人类健康[1-3]。冠心病心绞痛属中医学胸痹、心痛范畴,目前治疗药物主要采用活血化瘀类药物。国医大师雷忠义教授以几十年的临床经验及研究,根据历代医家论述发现:冠心病发病多为中老年人,而中老年人多存在脏气亏虚、脾胃虚弱、易生痰浊等症状;因而认为气虚血运不畅、瘀阻脉络、痰瘀互结为其发病原因。雷忠义教授运用活血化瘀法及痰瘀互结理论为依据组方得到丹蒌片,该方治疗冠心病心绞痛效果显著。雷教授开创性地将胸痹心痛经典理论中的痰浊说与瘀血说相结合,提出了痰瘀互结理论。丹蒌片是由雷忠义教授于20世纪70年代开始研发,后由吉林康奈尔公司生产的中成药,其方剂组成主要由瓜蒌皮、薤白、丹参、赤芍、葛根、泽泻、黄芪、骨碎补、郁金、川芎等10味中药组成,功效为宽胸通阳、化痰散结、活血化瘀等。临床常用于痰瘀互结证之胸痹心痛病。方中瓜蒌及薤白为君药,瓜蒌发挥化痰理气功效,薤白发挥豁痰通阳功效,二者相互配伍起到化痰散结、宣痹通阳之功;丹参、赤芍、葛根和川芎发挥活血化瘀及通络止痛功效;黄芪发挥益气温阳,使气旺血行之功效;泽泻健脾渗湿,补而不滞;郁金、骨碎补发挥从肾治心之意,全方以痰瘀同治而发挥燥湿化痰、活血化瘀功效。大量的临床研究表明本方疗效确切,治疗冠心病效果较好[4-7]。然而,丹蒌片的药效物质基础及机制的研究较少,尤其是缺乏对其作用机制的研究,因此,本研究以网络药理学为出发点,对其治疗冠心病的潜在靶点及其通路进行挖掘。

中药是多成分、多作用通路协同发挥作用的系统过程,但由于研究过程中存在药效物质基础不明确,过程复杂等问题,使得研究难度较大,作为目前研究最火热的系统网络药理学则具有较好的研究发展方向,其将系统生物学、药理学、计算机辅助药物设计、生物信息学等学科相结合,对复杂中药系统的作用过程及机制进行研究,具有较好的发展前景[8-9]。其采用“药物-靶点-疾病”相互作用网络,是对中医学整体观念、辨证论治、系统论的具体阐释。因此,针对丹蒌片治疗冠心病的作用机制,本研究采用网络药理学研究方法,对丹蒌片的作用物质基础及机制进行挖掘,为丹蒌片治疗冠心病作用机制的科学内涵提供参考。

1 资料与方法

1.1 丹蒌片化学成分的查找 通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)(http://ibts.hkbu.edu.hk/LSP/tcm-sp.php)对丹蒌片全方,即瓜蒌、薤白、葛根、川芎、丹参、赤芍、泽泻、黄芪、骨碎补、郁金的10个组方所有化学成分进行查找,共搜集了1 094个化合物,其中瓜蒌80个,薤白87个,葛根18个,川芎189个,丹参202个,赤芍119个,泽泻46个,黄芪60个,骨碎补71个,郁金222个。

1.2 丹蒌片候选化合物的筛选 采用口服生物利用度(OB)、脂水分配系数(AlogP)、类药性(DL)预测本研究中各中药,瓜蒌、薤白、葛根、川芎、丹参、赤芍、泽泻、黄芪、骨碎补、郁金的化合物AlogP、OB和DL筛选阈值分别为AlogP≤5,OB≥30%,DL≥0.18。通过筛选,挖掘发现10个组方中的1 094个化合物分子中只有109个相应条件,将其作为候选化合物。

1.3 成分-靶点网络的构建 本研究通过TCMSP平台对筛选出的109个化合物的靶点进行整理,并将其总结为表格。采用Cytoscape3.2.1软件(http://www.cytoscape.org/)对成分-靶点的网络图进行构建,以探究丹蒌片治疗冠心病的作用机制。

1.4 疾病靶点的确定 通过OMIM数据库(http://omim.org/)、DisGeNET数据库(http://www.disgenet.org/web/DisGeNET/menu/home)、KEGG数据库(https://www.kegg.jp/)等进行系统挖掘,以“coronary heart disease”为关键词检索冠心病相关基因,分别从 DisGeNET, OMIM,KEGG中获取信息,合并数据运用 Excel剔除(相同 Entry ID)重合基因条目信息(信息中包括基因对应的蛋白名和 Entry ID),获取到与冠心病相关的基因和靶蛋白信息。

1.5 丹蒌片成分靶点交集冠心病疾病靶点网络的构建 对筛选出的丹蒌片活性成分,利于Excel建立对应的靶蛋白独立文件,文件中包括分子名(molecule name)、成分编号、蛋白名(protein names)、基因名(gene names)和Uniprot ID(Entry ID,单一基因的标准化-Uniprot 数据库中的唯一编号)。将从OMIM,KEEG,DisGeNET数据库中筛选并合并出的冠心病相关靶蛋白建成独立文件Excel文件,文件中包括蛋白名、基因名和Uniprot ID(Entry ID)。对冠心病靶点与丹蒌片活性成分靶点运用Excel筛选功能,以Entry ID为查询条件,映射出丹蒌片中每一活性成分与冠心病相关靶蛋白重合(交集)Entry ID部分,获得丹蒌片活性成分作用靶蛋白和冠心病作用靶蛋白交集的关键靶点,并获取蛋白名、基因名和Uniprot ID。整合筛选出交集关键靶点,构建成分-靶点-疾病网络,以大于平均自由度为筛选条件筛选出核心靶点网络。

1.6 丹蒌片冠心病核心靶点通路富集分析 运用Cytoscape3.7.1中CluoGO插件GO Biological Process 及R语言中的ClusterProfiler包来分析丹蒌片活性成分抗冠心病核心靶点生物过程,对获取的丹蒌片成分-靶点-冠心病进行生物过程和调控通路富集分析。具体步骤在Cytoscape 3.2.1软件APPS中选装ClueGOv2.5.4插件,在ClueGO界面选择“ClueGO:Function”分析模式,在“Load Marker Listis”下选择“Homo Sapiens[9606]”项,在文本框中粘贴筛选出丹蒌片活性成分与冠心病合集的核心靶点Uniprot ID(Entry ID),呈现模式选“Groups”,ClueGO设置中勾选“GO Biological Process,KEGG-KEEG-305 terms”,勾选“Use GO Term Fusion”,对P<0.01的通路和生物过程中标识极显著性,依上述条件对丹蒌片成分-靶点-冠心病网络进行生物过程和调控通路分析。

2 结 果

2.1 丹蒌片中含有的148个活性化合物基本信息 本研究将AlogP≤5,OB≥30%,DL≥0.18作为化合物的筛选依据,共筛选出丹蒌片中148个活性化合物。 丹蒌片中含有的148个活性化合物基本信息详见表1。

表1 丹蒌片中含有的138个活性化合物基本信息

(续表1)

Mol ID成分编号 分子名AlogPOB (%)DL药材MOL007077DS-24Sclareol4.2743.670.21丹参MOL007079DS-25Tanshinaldehyde3.8352.470.45丹参MOL007081DS-26Danshenol B2.5957.950.56丹参MOL007082DS-27Danshenol A2.0156.970.52丹参MOL007085DS-28Salvilenone4.2630.380.38丹参MOL007088DS-29Cryptotanshinone3.4452.340.40丹参MOL007093DS-30dan-shexinkum d2.8338.880.55丹参MOL007094DS-31danshenspiroketallactone3.2450.430.31丹参MOL007098DS-32Deoxyneocryptotanshinone4.3249.400.29丹参MOL007100DS-33dihydrotanshinlactone2.7738.680.32丹参MOL007101DS-34dihydrotanshinoneⅠ2.8645.040.36丹参MOL007105DS-35epidanshenspiroketallactone2.3768.270.31丹参MOL007108DS-36isocryptotanshi-none3.5954.980.39丹参MOL007111DS-37Isotanshinone Ⅱ4.6649.920.40丹参MOL007118DS-38Microstegiol4.7539.610.28丹参MOL007119DS-39miltionone Ⅰ3.3349.680.32丹参MOL007120DS-40miltionone Ⅱ2.1471.030.44丹参MOL007121DS-41Miltipolone2.7436.560.37丹参MOL007122DS-42Miltirone4.7338.760.25丹参MOL007123DS-43miltirone Ⅱ0.7744.950.24丹参MOL007124DS-44neocryptotanshinone Ⅱ3.6139.460.23丹参MOL007125DS-45neocryptotanshinone3.0152.490.32丹参MOL007127DS-461-methyl-8,9-dihydro-7H-naphtho[5,6-g]benzofuran-6,10,11-trione3.2134.720.37丹参MOL007130DS-47prolithospermic acid2.7764.370.31丹参MOL007132DS-48(2R)-3-(3,4-dihydroxyphenyl)-2-[(Z)-3-(3,4-dihydroxyphe-nyl)acryloyl]oxy-propionic acid2.69109.38 0.35丹参MOL007140DS-49(Z)-3-[2-(E)-2-(3,4-dihydroxyphenyl)vinyl-3,4-dihydroxy-phenyl]acrylic acid2.8288.540.26丹参MOL007141DS-50salvianolic acid g2.2045.560.61丹参MOL007142DS-51salvianolic acid j3.7843.380.72丹参MOL007143DS-52salvilenone Ⅰ2.8832.430.23丹参MOL007145DS-53salviolone4.0531.720.24丹参MOL007149DS-54NSC 1224214.9934.490.28丹参MOL007150DS-55(6S)-6-hydroxy-1-methyl-6-methylol-8,9-dihydro-7H-naph-tho[8,7-g]benzofuran-10,11-quinone2.4275.390.46丹参MOL007151DS-56Tanshindiol B2.3442.670.45丹参MOL007152DS-57Przewaquinone E2.3442.850.45丹参MOL007154DS-58tanshinone iia4.6649.890.40丹参MOL007155DS-59(6S)-6-(hydroxymethyl)-1,6-dimethyl-8,9-dihydro-7H-naphtho[8,7-g]benzofuran-10,11-dione3.5765.260.45丹参MOL007156DS-60tanshinone Ⅵ2.4445.640.30丹参MOL001002CS-01ellagic acid1.4843.060.43赤芍MOL001918CS-02paeoniflorgenone0.7987.590.37赤芍MOL001921CS-08Lactiflorin-0.57 49.120.80赤芍MOL001924CS-03paeoniflorin-1.28 53.870.79赤芍MOL001925CS-09paeoniflorin_qt0.4668.180.40赤芍MOL002714CS-04Baicalein2.3333.520.21赤芍MOL002776CS-05Baicalin0.6440.120.75赤芍MOL000492CS-06(+)-catechin1.9254.830.24赤芍MOL006990CS-10(1S,2S,4R)-trans-2-hydroxy-1,8-cineole-B-D-glucopyrano-side-0.57 30.250.27赤芍MOL006992CS-07(2R,3R)-4-methoxyl-distylin1.8959.980.30赤芍MOL006994CS-111-o-beta-d-glucopyranosyl-8-o-benzoylpaeonisuffrone_qt0.4436.010.30赤芍MOL006996CS-121-o-beta-d-glucopyranosylpaeonisuffrone_qt0.5165.080.35赤芍MOL007003CS-13benzoyl paeoniflorin0.7631.140.54赤芍MOL007004CS-14Albiflorin-1.33 30.250.77赤芍MOL007005CS-15Albiflorin_qt0.4248.700.33赤芍MOL007008CS-164-ethyl-paeoniflorin_qt1.0256.870.44赤芍

(续表1)

Mol ID成分编号 分子名AlogPOB (%)DL药材MOL007012CS-174-o-methyl-paeoniflorin_qt0.8756.700.43赤芍 MOL007014CS-188-debenzoylpaeonidanin-3.28 31.740.45赤芍 MOL007016CS-19Paeoniflorigenone0.7965.330.37赤芍 MOL007018CS-209-ethyl-neo-paeoniaflorin A_qt1.4864.420.30赤芍 MOL007022CS-21evofolinB2.0764.740.22赤芍 MOL007025CS-22isobenzoylpaeoniflorin0.7631.140.54赤芍 MOL000830ZX-05Alisol B4.6434.470.82泽泻 MOL000832ZX-06alisol,b,23-acetate3.8232.520.82泽泻 MOL000849ZX-0116β-methoxyalisol B monoacetate4.3332.430.77泽泻 MOL000853ZX-02alisol B3.7636.760.82泽泻 MOL000854ZX-03alisol C3.5032.700.82泽泻 MOL000856ZX-04alisol C monoacetate3.6733.060.83泽泻 MOL000239HQ-01Jaranol2.0950.830.29黄芪 MOL000354HQ-02isorhamnetin1.7649.600.31黄芪 MOL000371HQ-033,9-di-O-methylnissolin2.8953.740.48黄芪 MOL000374HQ-155'-hydroxyiso-muronulatol-2',5'-di-O-glucoside-0.95 41.720.69黄芪 MOL000378HQ-047-O-methylisomucronulatol3.3874.690.30黄芪 MOL000379HQ-059,10-dimethoxypterocarpan-3-O-β-D-glucoside0.7436.740.92黄芪 MOL000380HQ-06(6aR,11aR)-9,10-dimethoxy-6a,11a-dihydro-6H-benzofura-no[3,2-c]chromen-3-ol2.6464.260.42黄芪 MOL000387HQ-07Bifendate2.5631.100.67黄芪 MOL000392HQ-08formononetin2.5869.670.21黄芪 MOL000398HQ-16isoflavanone2.42109.99 0.30黄芪 MOL000417HQ-9Calycosin2.3247.750.24黄芪 MOL000422HQ-10kaempferol1.7741.880.24黄芪 MOL000433HQ-11FA0.0168.960.71黄芪 MOL000438HQ-17(3R)-3-(2-hydroxy-3,4-dimethoxyphenyl)chroman-7-ol3.1367.670.26黄芪 MOL000439HQ-12isomucronulatol-7,2'-di-O-glucosiole-0.68 49.280.62黄芪 MOL000442HQ-131,7-Dihydroxy-3,9-dimethoxy pterocarpene3.1139.050.48黄芪 MOL000098HQ-14Quercetin1.5046.430.28黄芪 MOL001040GBS-01(2R)-5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)chroman-4-one2.3042.360.21骨碎补MOL001978GBS-02Aureusidin2.0753.420.24骨碎补MOL002914GBS-03Eriodyctiol (flavanone)2.0341.350.24骨碎补MOL000422GBS-04kaempferol1.7741.880.24骨碎补MOL004328GBS-05naringenin2.3059.290.21骨碎补MOL000492GBS-06(+)-catechin1.9254.830.24骨碎补MOL005190GBS-07eriodictyol2.0371.790.24骨碎补MOL000569GBS-08Digallate1.5361.850.26骨碎补MOL000006GBS-09Luteolin2.0736.160.25骨碎补MOL009078GBS-10davallioside A_qt1.3362.650.51骨碎补MOL009087GBS-12marioside_qt1.9170.790.19骨碎补MOL009091GBS-11xanthogalenol4.7441.080.32骨碎补MOL004241YJ-02curcolactone1.4551.510.20郁金 MOL004244YJ-03(4aR,5R,8R,8aR)-5,8-dihydroxy-3,5,8a-trimethyl-6,7,8,9-tetrahydro-4aH-benzo[f]benzofuran-4-one1.2759.520.20郁金 MOL004253YJ-04Curcumenolactone C1.3539.700.19郁金 MOL004260YJ-05(E)-1,7-Diphenyl-3-hydroxy-1-hepten-5-one3.5764.660.18郁金 MOL004263YJ-06(E)-5-Hydroxy-7-(4-hydroxyphenyl)-1-phenyl-1-heptene4.5946.900.19郁金 MOL004291YJ-07Oxycurcumenol1.8067.060.18郁金 MOL004305YJ-08Zedoalactone A1.26111.43 0.19郁金 MOL004306YJ-09Zedoalactone B0.26103.59 0.22郁金 MOL004309YJ-10zedoalactone E1.2185.160.19郁金 MOL004311YJ-11Zedoarolide A0.0587.970.30郁金 MOL004313YJ-12Zedoarolide B1.06135.560.21郁金 MOL004328YJ-01naringenin2.3059.290.21郁金

2.2 冠心病相关靶点 从数据库DisGeNET中获取845条关于冠心病靶点信息、OMIM中获取181条关于冠心病靶点信息。详见表2。

表2 冠心病靶点信息

(续表2)

数据库 靶点APLNR,MGP,HLA-DQB1,FCGR3B,PCSK1,MIF,FCGR3A,INSIG1,INS,F2R,IGF1,IGF2,BMPR2,MYH6,BCL2,CELSR2,EDNRA,NODAL,CXCL8,BHMT,ETS1,EPRS,COX1,TNC,COX2,IL15,C3,FOXO3,PPARD,ADRB2,ADRB1,ADRA2B,CYP3A4,ACAT2,GCLC,ADH1C,GJA5,CNR1,PLTP,ACTC1,LCAT,AC-TA2,GC,LEPR,CLU,CES1,PIK3CG,PGF,FN1,CYP11B2,CRELD1,HPSE2,CSF2,DEFA1,KIF9,MKL1,HEATR6,CRH,CYP1A2,CPS1,NOX5,SLC52A2,KI-DINS220,CYP3A5,CSF3,DNAH8,NQO1,ROBO3,CYP4A11,DEFA3,DSCAM,CYP2D6,CYP2C9,SENP2,RNF213,CYP7A1,NDST4,CYBB,HOMEZ,DTNA,GREM1,ZBTB21,IRX4,FOXP3,ASCC1,MLXIPL,FXN,FOS,FOLH1,WNT16,ISYNA1,FOXO1,EHD3,FUT3,SENP1,FOXP1,B3GAT1,PALD1,C5AR2,PD-CD4,GAPDH,GALNT3,GAD1,NXT1,MYLIP,GABPA,CES1P1,FEN1,EPHX1,SELENOS,MESP1,MARK2,ELANE,CFC1,SLC2A9,EGR1,PRDM10,EGFR,AS3MT,ETS2,EXTL3,PARL,HDL3,RIPK4,CCHCR1,FCGR2B,FCAR,BCOR,FBN2,F13A1,RNLS,F12,F8,NLN,ARSA,SUMO4,ARMS2,ANXA1,ANGPT2,AKT1,AHSG,ANXA2,APC,SEMA3D,ARN-TL,AQP5,TAS2R50,APOD,SERPINA9,HCAR2,NANOS3,APOC4,IRF2BP2,APOC2,PEAR1,ZGLP1,ADH1A,ACVR1,ACP1,ACHE,ADH1B,AGTR2,ADRB3,ADRA2A,OR13G1,ADORA3,ARSD,CPE,CHIT1,ARID5B,CHI3L1,CCL21,CDH13,CDK1,CD44,CNDP1,BUD13,CD40,CD34,CD86,ESYT3,ST6GALNAC5,ADIPOR2,CP,STN1,COMT,COL6A1,COL4A1,SP6,ADAM33,COL3A1,ACKR2,CCR7,MCFD2,TBL1Y,CAV1,IL23R,BCHE,AVP,SLC7A13,ATP5PF,ATP4B,ZNF627,DAND5,SERPINC1,ASGR1,DLEU7,SERPINA12,BCL2A1,OPN4,CASP1,SLC25A20,CACNA1C,CA2,KLF5,CMTM5,BMP4,EARS2,BGLAP,OSR1,KLF14,FGF21,NPPC,NNMT,NHS,TCN2,NFKBIA,TFAP2B,NR2F2,NFE2L2,NEUROD1,LEFTY2,TGFBR2,NDUFS2,NCAM1,TBX3,NOS1,TBX1,NOTCH1,SOD2,SOD3,SOX9,SPINK1,SPP1,SREBF1,SREBF2,ST14,STK11,TAC1,THBS4,THRA,TIMP1,WRN,MMP1,NR3C2,MEFV,LRP8,MEF2C,ST8SIA4,ADAM11,MAF,FGF23,KMT2D,WRB,MMP7,MMP8,MYBPC3,TNFAIP3,MYB,TNNT1,TRAF5,TRPC3,TNFSF4,SUMO1,MT1B,MMP14,MMP13,MIA,POU5F1,RAC1,MOK,PLGLB2,RBL2,PLAT,RENBP,RFC1,PITX2,RPA1,RPN1,RXRA,PTX3,PTPRC,PTPN1,POLD1,PRKAA1,PRKCE,MAPK3,MAPK8,PRKY,PNN,PROS1,PSMD9,TAS2R38,PTH,RYR2,RYR3,S100A9,SERPINB2,SFRP4,SRSF1,SRSF2,SH3BGR,PCSK6,P2RY1,SLC2A3,OPRM1,SLC19A1,NTRK3,NTRK2,PCDH8,PCNA,PCYT1A,S100A12,SCD,PF4V1,SERPINF1,SLC26A4,ENPP1,CCL18,CCL19,PDGFA,CCL22,CXCL5,CX3CL1,SMARCA2,DLC1,NPFFR2,HMGA1,SUB1,HLA-DRB5,TMED1,ADAMTS13,HNRNPUL1,PTPRT,CAPN10,HLA-DRB1,SLC2A6,HAS2,HSPA1A,CYS-LTR1,NES,YAP1,IRF8,EIF3M,ANP32B,MRPL28,LEFTY1,HSPA8,CXCR6,EBP,HAL,GUK1,GSTM2,ZFPM2,ANGPTL2,GDF1,DDAH2,DDAH1,SMUG1,BHMT2,GCK,GCH1,POC1A,GCG,TES,GCLM,GLP1R,GLUL,GRIK4,GPX1,SCAP,GPT,PALLD,GRK4,TAB2,GPER1,GPD1L,ABRAXAS2,GOT2,GNGT2,PLA2G2D,MKKS,KAT2B,NR1I2,ARHGEF7,LMAN1,SELENBP1,HAP1,LCN2,LDB2,TBX18,FCGR2C,IL1RL1,SLC33A1,PROM1,CREG1,TNFRSF11A,USP9Y,SMAD7,SMAD1,LTC4S,SRPX,SOAT2,MADD,LTBP1,IRS2,VAMP8,LRP6,TNFSF13,NREP,KLK1,KDR,IL15RA,IL18BP,IL7,IL5,IL4,IL2,MPZL2,IL1RAP,IGFBP3,AKR1A1,IGFBP1,IL16,IL17A,ELMO1,KCNA3,ITGAM,ITGA2,ISL1,QKI,ADAMTS1,LITAF,IRF6,CLOCK,INSR,HDAC9,PCLAF,IFNG

2.3 丹蒌片化合物-靶点相互作用网络 通过对丹蒌片的作用挖掘,应用Cytoscape软件将10个药物、148个化合物与成分的作用靶点为基础构建出“药材-成分-靶点”相互网络。在化合物-靶点相互作用网络中,共包括396个节点(10个药物、108个化合物节点和278个靶点节点)和2 020条边。在数据处理过程中MOL004244等40多个成分,在该数据库中还未有相关的靶点,故而在构建化合物-靶点网络中,只显示相关的108个化合物。从图1可知,化合物HQ-14、XB-08的靶点(152个)最多,其作用最为丰富。其次是GBS-04(62个)。表明这几个成分对丹蒌片药理功能的发挥作用较为重要。另外,在网络中靶点PTGS2与最多的成分存在相互作用(91个),其次为PTGS1。在433个挖掘出的靶点中,有386个靶点存在多个配体,而有47个靶点只有单一配体。这表明丹蒌片中的主要成分通过复杂的多靶点作用通路来发挥相应的药效,也从侧面证明了中草药发挥效用的整体性与复杂性。详见图1。

图1 丹蒌片成分-靶点网络图

2.4 丹蒌片活性成分-靶点-冠心病网络构建与分析 对丹蒌片的化合物潜在靶点与冠心病疾病靶点取交集,应用Cytoscape3.7.1 软件建立“药物-成分-靶点”网络,网络由216个节点组成1 742边,由10个中药、103个成分节点和 103个蛋白靶点节点,圆形红色的表示药物,菱形黄色的表示成分节点,三角形蓝色的表示蛋白靶点节点。 103个蛋白靶点节点既是丹蒌片成分作用靶点,亦是冠心病发生的相关作用靶点,药物-成分-冠心病靶点网络见图2。该网络中最大自由度值为366,平均自由度为8.713,取大于平均自由度到最大自由度作为“药物-成分-冠心病靶点”核心网络(见图 3),由91个节点组成,其中由9个药物、64个成分节点和 18个蛋白靶点节点,筛选的核心成分、核心靶点及其自由度见表3。

2.5 丹蒌片“药物-关键靶点-疾病”生物学功能富集分析 利用通过 ClueGO 对筛选出的18个核心靶点蛋白进行通路富集分析,主要生物过程见图4、图5。主要涉前10位的生物过程分别为调节血压、管径的调节、调节血管直径、调节血管大小、管尺寸的调节、循环系统中的血管过程、神经递质生物合成过程、神经递质代谢过程、金属离子传输的调节、对流体剪切应力的响应等有关的通路。筛选出的通路提示,丹蒌片治疗冠心病的作用可能是通过参与以上几条生物学过程和通路发挥的,从而达到治疗冠心病的目的。详见表4。

2.6 KEGG通路分析 利用通过 KEGG挖掘分析得到123条通路,主要生物过程见图6。其主要涉前10位的通路分别为调节脂肪细胞中的脂肪分解、血小板活化、小细胞肺癌、Apelin信号通路、雌激素信号通路、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导、血管内皮生长因子(VEGF)信号通路、cGMP-PKG信号通路、钙信号通路、精氨酸生物合成、PI3K-Akt信号通路等有关的通路。筛选出的通路提示,丹蒌片治疗冠心病的作用可能是通过参与以上几条生物学过程和通路发挥的,从而达到治疗冠心病的目的。

图2 丹蒌片“药物-成分-冠心病靶点”网络图

图3 丹蒌片“药物-成分-冠心病靶点”核心网络图

表3 丹蒌片“核心成分/核心靶点及其自由度”网络信息

图4 丹蒌片“药物-关键靶点-疾病”ClueGO富集生物过程条形图

图5 丹蒌片“药物-关键靶点-疾病”ClueGO富集生物过程相互作用关系图

表4 丹蒌片“药物-关键靶点-疾病”ClueGO富集通路及生物过程聚类分析

图6 丹蒌片“药物-关键靶点-疾病”KEGG富集通路及生物过程

3 讨 论

丹蒌片主要由瓜蒌皮、薤白、丹参、赤芍、葛根、泽泻、黄芪、骨碎补、郁金、川芎等10味中药组成,方中瓜蒌及薤白为君药,瓜蒌发挥化痰,理气功效,薤白发挥豁痰通阳功效,二者相互配伍起到化痰散结,宣痹通阳之功;丹参、赤芍、葛根和川芎发挥活血化瘀,通络止痛功效,黄芪发挥益气温阳,使气旺血行之功效;泽泻健脾渗湿,补而不滞;郁金、骨碎补发挥从肾治心之意,全方以痰瘀同治而发挥燥湿化痰,活血化瘀功效。大量的临床及研究表明本方疗效确切,治疗冠心病效果较好。

中医治疗以整体观、辨证论治为指导原则,中药是多成分、多作用通路协同发挥作用的系统过程。作为目前研究最火热的系统,网络药理学具有较好的研究发展方向,其将系统生物学、药理学、计算机辅助药物设计、生物信息学等学科相结合,对复杂中药系统的作用过程及机制进行研究,具有较好的发展前景。其采用“药物-靶点-疾病”相互作用网络,是对中医学整体观念、辨证论治、系统论的具体阐释,这也为中药复方的研究提供了一种新策略。本研究借助网络药理学手段,初步挖掘、分析丹蒌片治疗冠心病的可能作用机制,为丹蒌片治疗冠心病作用机制的科学内涵提供参考。

通过计算机网络挖掘技术,把维持整个生命体内平衡的网络作为整体,通过对丹蒌片中主要活性成分的作用靶点进行筛选,并与冠心病病症的相关靶标进行交集,筛选出丹蒌片活性成分-靶点-疾病网络,对网络中关键的靶点所在的通络进行分析,结果提示丹蒌片中参与冠心病作用主要活性物质是槲皮素、山奈酚、木樨草素、鞣花酸、柚皮素、丹参酮Ⅱa、芒柄花素、二氢丹参内酯、7-0-甲基异丙醇胺、羟基芫花素、黄芩素、香叶木素、丹参新醌D、4-亚甲丹参新酮、杨梅酮、3,9-二- 0-甲基尼森香豌豆紫檀酚、异鼠李素、2-异丙基-8-甲基苯-3,4-二酮、脱氧基新隐丹参酮等成分,而以上成分交互作用的PTGS2、PTGS1、ESR2、F2R、ADRB2、RXRA、SCN5A、AR、ACHE、OPRM1、CA2、NOS2、PIK3CG、PPARG、NOS3、SLC6A4、NR3C1、AKT1等靶点是调节血压、管径的调节、调节血管直径、调节血管大小、管尺寸的调节、循环系统中的血管过程、神经递质生物合成过程、神经递质代谢过程、金属离子传输的调节、对流体剪切应力等冠心病发病治疗的关键靶点。

王富江等[10]发现丹蒌片对高血脂有治疗作用,可能是通过调控PTGS2的转录水平来发挥作用的;丹蒌片中活性成分黄芩素[11]可以通过降低右心室收缩压水平,改善心脏血流动力学参数,进行心肺重构,抑制 PASMCs的异常增殖,延缓血管重构的作用,起到改善肺动脉血管的异常增厚,改善心肺功能。孙军等[12]研究表明槲皮素可以通过调控PI3K/Akt通路,促进血管内皮祖细胞的分化,从而使冠心病缺血部位得到新生和修复,这与本研究挖掘所得的Akt靶点通路相一致。刘玉梅等[13]研究结果显示,丹萎片能降低高血脂大鼠血清中一氧化氮合酶(NOS)含量,保护血管内皮,改善血流功能,且具有较好的预防动脉粥样硬化的作用。

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