基于网络药理学探讨柴胡疏肝散治疗慢性前列腺炎的作用机制

朱晓云 巴元明

1.湖北中医药大学中医临床学院，湖北武汉 430065；2.湖北省中医院肾内科，湖北武汉 430061

慢性前列腺炎是影响各年龄段男性的常见疾病，然而，它更频繁地发生在年轻的男性中[1]。临床常见症状有会阴、下腹部区域疼痛不适，排尿异常，性功能异常等，病情易反复且长期存在，严重影响患者的生活质量[2]。该病被美国国立卫生研究院列为影响患者生活质量最严重的慢性疾病之一[3]。慢性前列腺炎的西医治疗以对症治疗为主，仅能在一定程度上改善大多数临床症状。慢性前列腺炎在症状上与古医籍中的“精浊”“白淫”相似[4]。近年来，我国使用中药治疗慢性前列腺炎逐渐兴起。相关文献表明，中药治疗慢性前列腺炎的有效率高达90%以上，最高能够达到98%[5]。《慢性前列腺炎中西医结合诊疗指南》[6]明确将柴胡疏肝散定为治疗慢性前列腺炎肝气郁结证的推荐处方。目前，可查阅的从肝论治并使用柴胡疏肝散治疗慢性前列腺炎的临床经验相关文献中，均显示疗效显著。男子以气为用，以精为根，肝主疏泄，若精神抑郁，情志内伤，疏泄失常，肝郁气滞痰凝，则易患此病。因此肝郁是发病的根本原因，治宜疏肝理气。柴胡疏肝散出自《景岳全书》，临床主要用于肝郁气滞证[7]。本研究利用网络药理学分析柴胡疏肝散药物成分与靶点的相互作用关系，预测其治疗慢性前列腺炎的可能机制，为后续药物研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 有效成分和靶点的获得

柴胡疏肝散的中药组成包括陈皮、柴胡、川芎、香附、枳壳、白芍、甘草7 味中药。本研究使用中药系统药理数据库和分析平台（TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）检索，设置以口服生物利用度（OB）≥30%、类药性（DL）≥0.18 为阈值条件，获取各单味药的成分组成信息。利用PubChem 数据库（www.ncbi.nlm.nih.gov/pccompound/）、sea 数据库（http：//sea.bkslab.org/）预测蛋白靶点，然后对预测靶点进行去重整合。应用GeneCards 数据库（https：//www.genecards.org/）以“chronic prostatitis”为检索词获取慢性前列腺炎靶点基因名称。通过比对中药和疾病靶点，得到共有靶点基因信息。

1.2 蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络构建

将“1.1”中获得的中药、疾病共有基因输入STRING（https：//string-db.org/），选择“Homo sapiens”，进行PPI 网络构建。

1.3 基因本体（GO）富集与京都基因和基因组数据库（KEGG）通路富集

筛选关键靶基因（>2 倍degree），将筛选出的靶基因导入DAVID 6.8 数据库，限定物种为“Homo Sapiens”，以P <0.05 为阈值条件，对关键靶基因进行GO 分析和KEGG 通路富集分析。

1.4 “治疗靶基因-中药-化合物”网络构建

选取前15 条KEGG 信号通路上的基因作为治疗靶基因，将筛选的治疗靶基因对应的化合物和中药导入到Cytoscape 软件中，构建治疗靶基因-中药-化合物网络图。

2 结果

2.1 柴胡疏肝散有效成分及靶点基因筛选

筛选出柴胡疏肝散7 味中药共129 个有效成分，根据有效成分筛选出1121 个靶点基因名称。

2.2 慢性前列腺炎疾病靶点基因筛选

查询得到的慢性前列腺炎靶点基因，取Rele vance score 2 次中位数后的靶点基因共计2050 个。

2.3 柴胡疏肝散活性成分治疗慢性前列腺炎预测靶点的筛选

将“2.1”和“2.2”所得靶点基因结果进行比对，取交集，利用韦恩图展示疾病靶点与药物成分靶点之间的交集情况（图1），柴胡疏肝散靶点与慢性前列腺炎靶点的重叠部分共有476 个。

图1 柴胡疏肝散潜在靶点与慢性前列腺炎疾病靶点Venn 图

2.4 PPI 网络的构建及关键靶点筛选

分析得到柴胡疏肝散作用于慢性前列腺炎的PPI 网络，见图2。共得到476 个节点、12 212 条边。

图2 柴胡疏肝散治疗慢性前列腺炎靶点蛋白互作网络图

2.5 GO 功能分析

将得到的48 个关键靶基因进行GO 富集。结果包括生物过程（BP）469 条、分子功能（MF）64 条、细胞组分（CC）46 条，图3中各列出了前20 条。由图3可见，CC 富集主要细胞中的脑细胞控、膜封闭腔、细胞溶质等；MF 富集结果主要为核苷酸结合、酶结合、蛋白激酶活性等；BP 是数量最多的富集区域，包括对程序性的细胞凋亡调控、细胞死亡调节、细胞凋亡调节、细胞增殖调节等。

2.6 KEGG 富集中的信号通路

构建中药-化合物-治疗靶基因网络图，见图4。通过KEGG 通路富集分析靶点信号通路，以P ＜0.01 为阈值，依据count 值排序，选取前15 条信号通路中多条与炎症相关的信号通路，其中包括Chemokine signaling pathway、MAPK signaling pathway、T cell receptor signaling pathway、Neurotrophin signaling pathway 等，见图5。依据结果绘制气泡图，见图6。

图4 柴胡疏肝散治疗慢性前列腺炎的药物-化合物-治疗靶基因互作网络图

图5 柴胡疏肝散-慢性前列腺炎共有基因按degree 值排序的前20 个靶基因-前15 条KEGG 网络关系图

3 讨论

慢性前列腺炎相对较常见，终生患病率为1.8%～8.2%[8]。研究发现，疏肝解郁胶囊能有效缓解ⅢB 型前列腺炎患者的焦虑、抑郁等心理问题，并改善临床症状[9]。柴胡疏肝散为治疗肝气郁结之代表方，本方疏肝药与养血柔肝药相配，既养肝之体，又利肝之用。网络药理学是从药物和疾病间相互作用的整体性和系统性出发，初步预测出药物作用机制的学科[10]。分析得知，柴胡疏肝散的活性成分主要通过如蛋白激酶相关受体（AKT1、MAPK3）、炎症相关受体（IL-6、IL-2、IL-1B、ALB）、生长因子相关受体（SRC、EGFR、KDR）等核心靶点对于治疗慢性前列腺炎发挥作用。其中大部分属于炎症相关因子，炎症因子与慢性前列腺炎的发生、发展密切相关[11-12]。IL-6 是主要的抗炎性细胞因子，能够抑制促炎因子的产生，并增强中性粒细胞活性和吞噬功能[13]，其水平变化与机体炎症反应程度呈明显负相关。Drannik 等[14]研究报道慢性前列腺炎患者的免疫应答中，IL-6 诱导T、B 细胞分化和增殖。AKT1调节巨噬细胞，包括促进抗炎性细胞因子的产生、吞噬、自噬并维持内稳态[15]。IL-2 可刺激自然杀伤细胞和T 淋巴细胞大量增殖，促进B 细胞分化和相关抗体合成，进一步加强自身免疫炎症应答水平。SRC 蛋白在细胞的生长、增殖、分化、运动和凋亡等生理过程中起着重要的调节作用[16]。EGFR 信号传导调节细胞增殖、细胞分化、细胞周期和细胞迁移，KDR 有抗细胞凋亡、维持内皮细胞存活的效应[17]。

关联网络挖掘发现，柴胡疏肝散干预慢性前列腺炎的信号通路主要包括Chemokine signaling pathway、T cell receptor signaling pathway、Natural killer cell mediated cytotoxicity、MAPKsignalingpathway、Neurotrophin signaling pathway 等，对比柴胡疏肝散对肝郁证模型大鼠的干预作用及分子靶标结果可知，其大部分基因的主要作用在于传递信号给免疫效应细胞，例如T 淋巴细胞和自然杀伤细胞，部分基因的上调表达会诱导炎症性肌炎[18]，T 细胞受体参与炎症和适应性免疫[19]。Chemokine signaling pathway 及其受体在先天免疫反应和获得性免疫反应中都是至关重要的，它们能确保免疫细胞的迁移、激活和分化[20]。MAPK 信号通路是细胞信息传递的交汇点和共同通路，因此MAPK 抑制剂能够有效减少促炎性细胞因子的合成及其信号传导，因而被广泛应用。临床试验表明，此类抑制剂对慢性炎性疾病患者大有益处[21]。本研究发现，柴胡疏肝散可以通过神经营养素信号通路作用于慢性前列腺炎。研究表明[22]，84%的慢性前列腺炎患者有不同程度的神经精神症状。最近的一项研究还表明，慢性疼痛可部分由神经炎症控制的中枢敏化来维持[23]。同样，在前列腺炎的小鼠模型中也发现了神经炎症[24]。

目前临床上主要认为，慢性前列腺炎的发病机制与病原体感染、炎症、免疫反应异常、氧化应激及精神心理因素有关[25]。本研究发现，柴胡疏肝散可能具有抑制炎症反应的作用，可通过有效抑制淋巴细胞和单核细胞释放类似生长因子，减轻前列腺炎和纤维化程度，恢复异常生化指标，减轻炎症，改善抗氧化防御，激活趋化因子信号通路。同时已有研究证实，可通过抑制炎性细胞因子及其信号通路等，达到治疗抑郁症的目的[26]。有研究发现，柴胡疏肝散治疗重度抑郁症的主要信号通路中，细胞周期与抑郁的发生密切相关，可通过抵抗神经元凋亡和坏死、改变细胞周期进程从而治疗重度抑郁症[27]。

综上所述，研究发现柴胡疏肝散可能作用于IL-6、IL-2、AKT1 等多个靶点，通过趋化因子、T 细胞受体，神经营养素等信号通路来调控炎症、细胞凋亡、免疫水平及精神状态。本研究为深入探讨柴胡疏肝散治疗慢性前列腺炎的作用机制提供了新思路。