基于网络药理学分析川芎的药理作用及机制

傅晓晨

摘要： 目的：运用网络药理学研究川芎的主要活性成分及作用靶点，对其药理作用及分子机制进行科学阐释。方法：利用中药系统药理学分析平台（TCMSP）获取川芎的主要活性成分、作用靶点，并在Uniprot数据库中搜索靶点对应基因名。利用Cytoscape软件及STRING数据库分别构建“活性成分-作用靶点”网络图，并获得蛋白互作关系。结果：共获得9个川芎的主要活性成分、30个作用靶点。杨梅酮为最关键的成分，主要作用的靶点为PTGS2，其影响的信号通路主要与肿瘤、雌激素及卵泡形成相关。结论：川芎在治疗肿瘤，尤其是乳腺癌方面有潜在优势。

关键词：川芎;网络药理学;药理作用;机制

【中图分类号】R28             【文献标识码】A             【文章编号】2107-2306（2021）0910--01

川芎为伞形科植物的干燥根茎，具有活血行气，祛风止痛的功效，用于胸痹心痛、跌扑肿痛、痛经及头痛等治疗[1]。川芎含有100余种成分，其生物有效成分包括酚类和有机酸类、生物碱类、苯酞类化合物及多糖类[2]。已有药理学研究显示，川芎可能有抗氧化、抗炎、促血管生成等功效[3]，但其主要活性成分及具体作用机制尚未明了。本文通过网络药理学方法筛选了川芎的活性成分，阐明了其药理作用的分子机制，为进一步研究奠定了基础。

1 方法

1.1川芎活性成分、作用靶点筛选

访问TCMSP数据库，以川芎为关键词检索，以口服生物利用度（OB）≥30%及类药性（DL）≥0.15为筛选条件，获得活性成分。在TCMSP数据库中搜索筛选所得活性成分的作用靶点。

1.2网络图的构建及分析

利用Cytoscape 3.7.2 软件构建川芎的“活性成分-作用靶点”网络图，并用NetworkAnalyzer插件分析网络图中活性成分、作用靶点关系。

1.3川芎对信号通路的影响

利用STRING数据库分析川芎作用靶点的互作关系，探索关键靶标KEGG信号通路富集情况，用R语言绘图。

2 结果

2.1 川芎的主要活性成分

共检索得289个川芎的有效活性成分。根據OB≥30%及DL≥0.15，筛选得9个有效活性成分，见表1。

2.2 川芎的“活性成分-作用靶点”网络构建及分析

以上活性成分共检索到靶点30个，其中洋川芎醌未检索到靶点。如图1，用Cytoscape构建活性成分与靶点的网络图。其中菱形节点代表活性分子，方形节点为靶点对应的基因名。度值由Cytoscape插件NetworkAnalyzer分析得出，度值与活性成分的重要性呈正相关，图中节点的大小表示度值的大小。图1所示，MOL002135的度值最大，共有25个靶点，为该网络的中心节点，说明杨梅酮在川芎的药理作用中起关键作用。此外，靶点PTGS2、NCOA2、PTGS1及RXRA的度值分别为6、5、4、4。其中PTGS2为川芎的6个活性成分的共同靶点，表明其为发挥药效的关键。

2.3 川芎的靶点互作分析

将筛选出的30个靶点输入STRING数据库以得到蛋白互作关系（图2）。随后，将这30个基因所得出的KEGG通路信息进行整合，并挑选了相关靶点数最多的前20个信号通路，并用R语言绘制气泡图。如图3所示，FDR值代表显著性差异，气泡颜色越红表明FDR值越小。富集结果显示川芎的药理作用主要与肿瘤相关通路、雌激素信号通路以及卵母细胞成熟相关。此结果进一步表明川芎可能对乳腺癌的治疗有较好的效果。

3 讨论

本文用网络药理学对川芎的主要活性成分、作用靶点进行了关联性研究。此研究共筛选获得了9个川芎的主要活性成分，其中杨梅酮可能是其发挥药效的关键。已有研究显示杨梅酮对多种人源性肿瘤细胞有较好的抑制作用，据此推测川芎也具一定的抗肿瘤活性。我们发现川芎靶点对应的KEGG信号通路主要聚集在肿瘤、雌激素及卵泡成熟等。据此我们推测川芎有抗肿瘤活性，且对抗乳腺癌增殖有潜在优势。

川芎早在我国便被用于治疗缺血性疾病及头痛等。目前对川芎作用的研究主要集中在心血管、神经及呼吸系统。已有研究证实川芎可抑制恶性肿瘤的侵袭及转移[4]，可能的机制包括抑制肿瘤细胞增殖及诱导凋亡、抑制癌基因表达，增强免疫系统等。而其对乳腺癌的作用鲜有报道及研究。本研究虽仍存在局限性，但所得结果为川芎的作用研究提供了一个新思路。

参考文献：

[1]中国药典[S].一部.2015.

[2]李海刚，胡晒平，周意，等. 川芎主要药理活性成分药理研究进展[J]. 中国临床药理学与治疗学，2018，23（11）：1302-1308.

[3]赵新望，徐文华，赵阳，等. 基于网络药理学研究川芎治疗冠心病的作用机制[J].中成药，2019，41（09）：2096-2101.

[4]靳春斌.川芎的化学成分及药理作用研究进展[J]. 中国社区医师， 2017， 33（16）： 8-13.