基于网络药理学的疏风解毒胶囊抗病毒的活性化合物研究

周玮欣 张唤唤 庄振杰 邓文慧 洪志明

摘 要： 目的：利用网络药理学研究疏风解毒胶囊防治病毒的活性化合物。方法：通過TCMSP检索疏风解毒胶囊中8味中药败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草的化学成分与作用靶点。借助UniProt数据库查找靶点对应基因，应用Cytoscape37.2软件构造出药材-化合物-靶点网络，进而使用clusterProfiler R包对靶点进行GO功能分析和KEGG通路分析。结果：研究筛选得到151个化合物和相应靶点144个。GO功能分析得出1385个GO条目（P<0.01），包括1194个BP条目，66个CC条目，125个MF条目，分别占86%、5%、9%。KEGG通路分析获得111条信号通路。结论：疏风解毒胶囊中的活性化合物对病毒有防治效果。

关键词： 疏风解毒胶囊;病毒;网络药理学

中图分类号：R285.5  文献标识码：A

病毒感染归于中医“疫”病的范畴，认为“疫戾”之气的侵袭为其致病因素。疏风解毒胶囊包括连翘、柴胡、板蓝根、虎杖、马鞭草、芦根、败酱草、甘草8味中药，具有疏风解表、清热解毒的作用，一项回顾性临床研究表明疏风解毒胶囊对于治疗COVID-19有着确切的疗效，可促进COVID-19患者临床症状的改善[1]，但其作用机制研究仍处于较浅层面。

网络药理学是生物信息学和多向药理学等多学科交融而成，可反映中药复方多成分-多靶点间相互协同作用关系的一种综合性研究方法，这与中医药的整体观念、辨证论治等基本理论趋于一致[2]。本研究拟对疏风解毒胶囊中败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草进行网络药理学分析，从而推测疏风解毒胶囊治疗抗病毒的作用机制，为进一步探讨疏风解毒胶囊抗病毒作用的物质基础提供理论依据。

1 方法

1.1 疏风解毒胶囊中化合物及靶点的筛选

将各个中药名称败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草作为关键词输入中药系统药理分析平台（TCMSP，http：//tcmspw.com）[3]，从而获得对应化学成分。以口服利用度（oral bioavailability，OB）与类药性（drug-like，DL）作为筛选指标，其中OB≥30%，DL≥0.18为阈值，筛选出每味药材的活性化合物及对应靶点。疏风解毒胶囊中败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草等部分活性化合物基本内容见表1。

1.2 化合物-靶点网络的构建及分析

运用Uniprot（https：//www.uniprot.org/）数据库[4]，导入蛋白名称并限定物种为人，并且将检索得到的所有靶点改为UniprotID，从而得到靶点对应的基因名称。通过Cytoscape3.7.2软件构建出败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草“药材-化合物-靶点”网络，进一步对化合物和靶点的网络进行分析探究。

1.3 靶点通路分析

为进一步探析筛选出的基因靶点的分子功能及涉及的相关通路信息，使用R软件包clusterProfiler[10]进行GO（Gene ontology）功能分析及KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路分析。在clusterProfiler中将研究物种设定为“homo sapiens”（人类），通过GO中进行GO富集分析，包括生物过程（BP）、细胞组成（CC）、分子功能（MF）3个部分;选择Pathway分析中KEGG Pathway进行通路富集分析。以P<0.01为阈值筛选基因靶点所涉及的主要富集的基因本体功能和通路信息，并对富集分析结果进行绘图可视化。

2 结果

2.1 疏风解毒胶囊活性化合物筛选结果

疏风解毒胶囊活性化合物筛选结果 通过TCMSP检索到符合条件OB≥30%，DL≥0.18的败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草活性化合物共有179个，其中11个来源于败酱草，31个来源于板蓝根，11个来源于柴胡，88个来源于甘草，8个来源于虎杖，18个来源于连翘，1个来源于芦根，11个来源于马鞭草。去掉重复值后，疏风解毒胶囊活性化合物共有151个，靶点共有144个。

2.2 药材-化合物-靶点相互作用网络

药材-化合物-靶点网络合计303个节点（8个药材节点、151个化合物节点、144个靶点节点）与1200条边，其中药材用蓝色六边形表示，化合物用青绿色正方形表示，靶点用粉红色圆形表示，每条边则体现着药材中所含化合物及化合物与靶点的相互作用关系，节点的大小与节点的度值呈正比（图1）。其中MOL000098-槲皮素、MOL000422-山柰酚、MOL000006-木犀草素、MOL000173-汉黄芩素、MOL002773-β-胡萝卜素、MOL004328-柚皮素、MOL000358-β-谷甾醇、MOL013287-毒扁豆次碱、MOL000354-异鼠李素、MOL000449-豆甾醇为关键化合物，能分别与90、38、35、23、22、22、21、20、18、18个靶点相互作用。靶点的度值由高到低排序为ESR1、AR、PTGS1、NCOA2、PRSS1、GSK3B、ESR2、CHEK1、ACHE、NCOA1，能分别与92、86、76、74、72、66、63、55、29、28个化合物相互作用。

2.3 GO生物过程分析

对疏风解毒胶囊败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草144个作用靶点通过GO功能富集分析结果共有GO条目1385个（P<0.01），其中生物过程（BP）条目有1194个，细胞组成（CC）条目有66个，分子功能（MF）条目有125个，占比例分别为86%、5%、9%。见图2。

2.4 KEGG信号通路富集分析

對疏风解毒胶囊败酱草、板蓝根、柴胡、甘草、虎杖、连翘、芦根、马鞭草144个作用靶点进行KEGG通路富集筛选得到了111条信号通路（P<0.01）。这包含PI3K-Akt信号通路（PI3K-Akt signaling pathway）、MAPK信号通路（MAPK signaling pathway）、前列腺癌（Prostate cancer）、乙型肝炎（Hepatitis B）、细胞凋亡（Apoptosis）等信号通路。前15条通路的可视化处理结果见图3。

3 讨论

中医药在辨证论治、未病先防方面具有其独特的优势，并可在患者康复阶段进行整体调节[5]。疏风解毒胶囊在临床上常应用于急性上呼吸道感染的治疗，现代研究表明其可有效降低血清IgM、IgG、BK、MCP-1水平以及B淋巴细胞比例，并且升高NK细胞比例，有效调节免疫功能[6]。

由网络药理学分析结果可知，疏风解毒胶囊的关键化合物为汉黄芩素、槲皮素、豆甾醇、β-谷甾醇等10种，其中β-谷甾醇可有效降低炎性细胞因子的过表达、TNF-α和IL-6的含量、肺组织湿/干重比值和肺含水量，保护肺组织及其生理功能[7]。

KEGG信号通路富集涉及PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、前列腺癌、乙型肝炎、细胞凋亡等信号通路。其中PI3K-Akt信号通路对细胞的增殖、凋亡、迁移等发挥重要作用，通过影响RACK1和rac1的表达，调控炎症细胞活化和炎症介质释放，参与脂多糖介导的细胞损伤过程，从而损伤肺微血管[8，9]。MAPK信号通路可诱导P-选择素、TGF-β、KC、C-Jun/AP-1等炎性和凋亡因子的表达，引起持续的炎症刺激及气道狭窄和重塑，影响急性肺损伤的炎症反应[10]。PI3K-Akt信号通路和MAPK信号通路均涉及RRELA、IKBKB、EGFR、VEGFA基因，是山奈酚、木犀草素、槲皮素等疏风解毒胶囊关键化合物的作用靶点。因此，疏风解毒胶囊可通过多成分-多靶点-多途径协同调节炎症、免疫、细胞凋亡等相关通路，调节上呼吸道感染中的炎症反应和免疫应答过程，以达到抗病毒的效果。

综上所述，本研究利用网络药理学对疏风解毒胶囊抗病毒的活性成分、靶点和通路进行了研究分析，得出疏风解毒胶囊可有效抗病毒，但目前网络药理学具有一定局限性，本研究预测的结果还有待动物体内外实验进行验证，为后期药物开发提供实验依据。

参考文献：

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基金项目： 深圳市中医重点专科建设项目（2019-2023年）;广东省中医药局“十三五”中医重点专科建设项目

作者简介： 周玮欣（1998—），女，汉族，广东东莞人，本科，研究方向：中医学;洪志明（1982—），男，汉族，湖南株洲人，博士，副主任医师，研究方向：中医学。