基于网络药理学探讨秦柏洗液对寻常型银屑病抗炎作用的研究*

2020-01-08 07:15王佳敏杨大伟
中医外治杂志 2019年6期
关键词:插件银屑病靶点

贾 颖,王佳敏,杨大伟,高 思

(山西中医药大学,山西 晋中 030619)

银屑病,祖国医学称“白疕”,是一种以红色斑疹或丘疹为主,在其表面上覆盖有多层的银白色鳞屑的慢性炎症性,且容易复发的疾病,皮损不仅仅局限于某一部位,并且可以广泛散播于全身[1~2],本病的病理改变以角质形成细胞过度增生、炎性浸润为主,严重影响着患者的身体和心理的健康。祖国医学认为,白疕的病因病机亦十分复杂,随着对白疕的认识不断加深,原有理论得到新的阐发,新的理论不断涌现。中医学认为,银屑病主要以血热、血虚、血燥、血瘀为本,湿热蕴结为标。有报道[3]认为,银屑病可能是由多种致病因素通过多种传染途径引起人体表皮细胞增殖、角化不全、炎症反应的多基因疾病。寻常型银屑病是一种慢性、常见并易复发的 T 淋巴细胞免疫介导的炎症性皮肤病,影响患者的身心健康[4~5]。对银屑病的诊断较为容易,但目前仍然缺乏毒副作用小、临床效果稳定可靠的治疗方法。因此,本病的治疗一直受到国内外医师关注,现代医学对于本病发病机制尚不明确,治疗方法各有所长,但总体而言,缓解病情者居多,但是停药一段时间后复发率比较高,且副作用较大。这就推动临床医家寻求运用中医药理论来指导治疗本病,在运用中药口服的同时配合中医特色的外治疗法,比如中药的药浴法、湿敷法、穴位埋线及穴位注射、体针及灸法、耳针、刺络拔罐放血疗法等,在治疗上取得了一定的效果。查阅大量文献及临床观察发现中药复方的治疗作用相对缓和,个体化治疗,因人而异,远期疗效好且复发率相对低,副作用较少,对弥补现代医学的不足,可能存在一定的优势。

网络药理学是基于系统生物学的理论,结合药理学、生物信息学、网络分析等多个学科内容,从整体出发研究及阐释中药成分-靶点-疾病间之间的关系,选取特定信号节点(Nodes)进行多靶点药物分子设计的新学科。可用于系统反映中药复方作用机理,并指导新药合成[6]。秦柏洗液是在古方“秦皮、楮桃叶外洗剂”的基础上加减而成,临床观察其对寻常型银屑病的皮损的改善有显著的疗效,为了探讨该方的作用机理,因此结合网络药理学展开了本次的研究。

1 方 法

1.1 活性成分筛选

通过TCMSP(Traditional chinese medicine systems pharmacology databaseand analysis platform)数据库对当归、秦皮、侧柏叶、桑叶的药物有效成分进行筛选,以口服生物利用度(OB≥30 %)、血脑屏障(BBB≥-0.3)、Drug-Likeness(DL≥0.18)为标准筛选出对应的药物有效成分。

1.2 药物活性成分靶点的获取

在TCMSP中通过PubChem CID超链接进入PubChem数据库获取成分的SMILES结构式及2D/3D结构,将SMILES结构式输入SWISS数据库中即可获得药物成分靶点。

1.3 疾病靶点的获取

在TTD数据库中Search drugs and targetsby disease or ICD identifier一栏输入皮肤炎性的英文名称(skin inflammatory)获得1个疾病一级靶点。将这1个一级靶点在STRING数据库中进一步搜索获取更具体的疾病靶点。原则为物种为智人(Homo Sapiens)。

2 网络构建

2.1 活性成分-靶点网络构建

利用 Cytoscape 软件(本试验采用Cytoscape 3.7.1版本)将主要活性成分的名称及其对应的靶点数据导入生成成分靶点网络。通过Bisogenet插件选择需要的蛋白质相互作用数据库后输入基因列表构建成分靶点PPI网络。原则为物种为智人(Homo Sapiens)。

2.2 疾病网络构建

将疾病靶点数据导入Cytoscape得到疾病靶点网络, 通过Bisogenet插件选择需要的蛋白质相互作用数据库后输入基因列表构建疾病靶点PPI网络。原则为物种为智人(Homo Sapiens)。

3 生物通路分析

将利用Bisogenet插件构建的成分靶点PPI网络和疾病靶点PPI网络,用Cytoscape中的merge工具做一个PPI网络的交集得到一个成分靶点和疾病靶点的交集网络,并利用Cytoscape中的CytoNCA插件对该网络中每个节点的拓扑参数进行评估分析,选择degree值≥2倍中位数的靶点,作为核心靶点得到一个更细致的交集网络。使用ClueGO插件对核心靶点进行富集分析,选择正确的功能、种属和图像展示方式,默认选择P<0.05,粘贴基因开始分析,得到富集分析网络图,导出结果报告获得富集分析饼状图,对获得的数据进行分析讨论。

4 结 果

4.1 TCMSP数据库中药有效成分筛选

如表1所示,以OB≥30 %、DL≥0.18、BBB≥-0.3作为筛选条件得到10个活性成分。

表1 当归、秦皮、侧柏叶、桑叶药材的10个活性成分

4.2 成分靶点网络

将筛选出的10个活性成分和其对应靶点相连构建成分靶点可视化网络图(如图1),其中黄色节点代表10个活性成分、绿色节点代表靶点,而边则表示活性成分与靶点的相互作用关系。通过Bisogenet插件构建的成分靶点PPI网络,粉红色节点代表靶点共57个,如图2。

图1 成分靶点可视化网络

图2 成分靶点PPI网络

4.3 疾病靶点网络

将筛选出的疾病靶点相连构建疾病靶点可视化网络图(如图3),其中节点代表PARP1是一级靶点、其余是潜在靶点。通过Bisogenet插件构建的疾病靶点PPI网络,如图4。

图3 疾病靶点可视化网络

图4 疾病靶点PPI网络

4.4 交集网络

用Cytoscape中的merge工具做一个PPI网络的交集得到57个成分靶点和1个疾病靶点的交集网络如图5,共118个节点。根据数据显示该交集网络的degree中位值为17,设定筛选范围为degree值大于等于34,共17个节点,如图6。

图5 merge交集网络

图6 以degree≥34为标准筛选的交集网络

4.5 CLUEGO富集分析结果

将以degree≥34为标准筛选的交集网络核心靶点的基因键入CLUEGO中得到富集分析图图7、图8、图9,饼状图显示的生物通路类型共15种,柱状图显示每种通路类型中具体有哪些通路。

图7 富集分析图

图8 CLUEGO富集分析饼状图

图9 CLUEGO富集分析柱状图

对以上分析数据进行总结可知:modulation by host of viral transcription、regulation of protein sumoylation、positive regulation of pri-miRNA transcription by RNA polymerase II、positive regulation of type I interferon production、positive regulation of DNA-templated transcription, initiation等5条信号通路是研究当归、秦皮、桑叶、侧柏叶治疗皮肤炎性作用机制的重点研究方向。

病毒转录宿主的调节通路(modulation by host of viral transcription):病毒在入侵宿主的过程中,通过释放刺激因子致使宿主细胞激活以使其完成进入、转录、复制的过程,而机体也会启动自身的免疫系统抵御这种“异物”的入侵。药物成分影响病毒的复制、免疫信号转导等环节,分别参与免疫应答调节的信号转导,促进调节性细胞因子的分泌,降低炎性因子的表达,最终达到抑制病毒复制、转录的目的。

5 典型病例

南×,女,23岁,2018年10月9日初诊。主诉:全身散在红色斑丘疹,以头部、双下肢为甚5 a。现病史:患者5 a前无明显诱因发现全身散在红丘疹,上覆鳞屑伴偶有瘙痒,经当地县医院诊断为“银屑病”,治疗用药不详,5 a期间经多种手段治疗效果均不明显,后自行长时间以哈西奈德乳膏外抹头部皮损区,为求进一步治疗,遂于我院门诊治疗。症见:全身散在红色斑丘疹,上覆银白色鳞屑,略痒,偶见红丘疹上覆有黄痂;头部皮疹厚约一元硬币厚度,脱大量淡黄白色片状鳞屑。食欲可,眠佳,二便调。舌质暗红,苔薄微黄,脉滑数。诊断:白疕(血热内蕴证)。治法:凉血清热,利湿消斑。治以土槐丹四物汤加味加减,土茯苓30 g,生地30 g,当归30 g,地骨皮15 g,生槐花30 g,白鲜皮10 g,牡丹皮30 g,白蒺藜10 g,徐长卿15 g,川木瓜10 g,生甘草6 g,蝉蜕6 g,上方随症加减。同时配合秦柏洗液(秦皮30 g,侧柏叶30 g,桑叶30 g、当归30 g等)外用方外洗患处。3个疗程后患者头部皮疹明显变薄、松散,脱离大部分,现症见头部皮疹基本脱离,露出淡红色基底皮肤,不痒,现继以内服方随症加减,外洗方同前继续外用,以期后效。

6 讨 论

银屑病在皮肤科中是一种较为常见的慢性炎症性,容易复发的皮肤病变[7~8]。银屑病具有较长的演进过程,病情易反复难愈[9]。明代医家吴师机曰:“凡病多从外入,故医有外治法,经文内取外取并列,未尝教人专用内治也。”他认为,内、外治有殊途同归之理,外治法之所以能治疗内疾,这是因为:“外治之理,即内治之理,外治之药,亦即内治之药。所异者,法耳!”其中熏法是中医外科学中外治法的一种,这种方法是借药物的热气蒸腾患处,依靠药力和热力直接接触病变部位,直达病处,排出污浊毒邪,促使气血流畅,血脉畅通,膜理开阖有度而诸症消除。现代药理研究认为,在皮肤表面或病变处直接用药物熏洗,利用温热和药物的作用,刺激神经系统活跃,对心血管系统和周围血管系统进行调整,能促进血液循环及淋巴回流,能使水肿消退,肿痛减轻,也可加速新陈代谢,促进创面愈合。本次研究的主方“秦柏洗液”中单味药对皮肤炎性的抑制作用显著,而秦皮清热解毒,燥湿止痢,在临床上也有抑制皮肤瘙痒、抑制灭菌、抗肿瘤的作用[10~11],现代药理研究提示,当归含有挥发油和水溶性成分,具有调节免疫功能、抗菌、抗炎作用,其中抗炎[12]作用主要是通过机体降低毛细血管通透性、抑制PGE2的合成或释放、降低补体旁路的溶血活性。近来关于生侧柏叶的研究众多,该药的药用价值凸显,而侧柏叶味苦涩,有清香之味,微辛,有止咳、化痰、凉血、止血,乌须发的作用[13],外用可疗疥癣,散肿毒;《本草从新》描述生侧柏“味苦微寒,性涩而燥。最清血分湿热……祛风湿诸痹,历节风痛……生肌杀虫……汁,乌须发。丹溪以为补阴要药……”现代研究发现,侧柏叶中含有侧柏总黄酮、挥发油等,具有抗炎、抗菌的作用[14]。

通过网络药理学的分析,本研究中的化合物-靶点网络、靶点-疾病网络中度值较大的靶点以及hub靶点共同构成核心靶点,分别代表接受化合物刺激强度大、生物效应广、必要性及连通性强的靶点,代表了在自拟方“秦柏洗液”组成中单味药在不同阶段发挥作用的蛋白。从靶点及功能富集结果预测,秦柏洗液的药理作用可能为调节机体免疫功能、改善皮肤表面的炎症微环境、调节代谢、抗凋亡、促进细胞增殖等,为进一步研究作用机制提供思路和方向。

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