基于网络药理学探讨香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的作用机制

高娜　姚涛　赵赟　李少康　张平安　车志英

摘要目的：运用网络药理学的技术分析香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的分子机制。方法：通过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）搜索香砂六君子汤的药物成分及靶点，绘制中药化合物靶点网络;通过GeneCards、OMIM数据库筛选疾病相关基因，绘制韦恩图，获取共同基因并绘制蛋白质蛋白质相互作用（PPI）网络进行网络拓扑分析获取核心基因;对核心基因进行进一步的基因本体（GO）功能注释和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。结果：经过筛选得到香砂六君子汤中药活性成分137个，潜在作用靶点162个，慢性萎缩性胃炎疾病702个相关靶点，药物疾病共同靶点51个，经过网络拓扑分析得到PTGS2、TNF、VEGFA、IL1B、CAT等18个核心靶点，通过GO、KEGG主要富集于对活性氧的反应、细胞对氧化应激的反应等生物过程和肿瘤坏死因子、IL17、Toll样受体、C型凝集素受体信号通路等通路上。结论：香砂六君子汤可以通过多成分多靶点多通路的机制，抑制“炎癌”转化治疗慢性萎缩性胃炎。

关键词网络药理学;香砂六君子汤;慢性萎缩性胃炎;核心基因;基因本体功能注释;京都基因和基因组百科全书富集分析;“炎癌”转化

Mechanism of Xiangsha Liujunzi Decoction in Treatment of Chronic Atrophic

Gastritis Based on Network Pharmacology

GAO Na1，YAO Tao，ZHAO Yun，LI Shaokang，ZHANG Pingan，CHE Zhiying

（1 Henan University of Chinese Medicine，Zhengzhou 450046，China; 2 Beijing University

of Chinese Medicine，Beijing 100029，China）

AbstractObjective：To explore the mechanism of Xiangsha Liujunzi Decoction in treating chronic atrophic gastritis by network pharmacology.Methods：The components and targets of Xiangsha Liujunzi Decoction were searched from TCMSP，and the drugcomponenttarget network was plotted.Diseaserelated genes were screened out from GeneCards and OMIM for plotting the Venn diagram.The proteinprotein interaction（PPI） network was delineated based on common genes for network topology analysis，and core genes were obtained.Gene Ontology（GO） functional enrichment and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG） pathway enrichment analyses were performed on the core genes.Results：After the screening，137 active components of Xiangsha Liujunzi Decoction，162 potential targets，702 related targets for chronic atrophic gastritis，and 51 common targets were obtained.Eighteen core targets，such as PTGS2，TNF，VEGFA，IL1B，and CAT were obtained by network topology analysis，which were mainly enriched in biological processes，such as the response to reactive oxygen species and cell response to oxidative stress，and signaling pathways，such as TNF，IL17，Tolllike receptor，and Ctype lectin receptor，according to GO and KEGG analyses.Conclusion：Xiangsha Liujunzi Decoction can treat chronic atrophic gastritis through multicomponent，multitarget，and multipathway，and inhibit the “inflammationcancer” transformation of chronic atrophic gastritis.

KeywordsNetwork pharmacology; Xiangsha Liujunzi Decoction; Chronic atrophic gastritis; Core gene; GO gene function annotation; KEGG enrichment analysis; “Inflammationcancer” transformation

中圖分类号：R285文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2022.04.004

慢性萎缩性胃炎（Chronic Atrophic Gastritis，CAG）以胃黏膜萎缩、腺体减少为显著改变，同时还伴有固有层淋巴细胞、浆细胞浸润和肠上皮化生，属胃癌癌前状态[1]。有研究认为其与胃癌之间存在着由慢性萎缩性胃炎经过肠上皮化生与异型增生逐渐演变为胃腺癌的机制[2]，而异型增生又因高癌变风险被称为胃癌前病变[3]，故治疗CAG对干预“炎癌”转变机制有重要意义。肿瘤坏死因子（TNF）信号通路在慢性萎缩性胃炎向胃癌转变的“炎癌”转变机制中，肿瘤坏死因子α（TNFα）通过抑制胃酸分泌诱导胃癌的发生[4]，故抑制“炎癌”转变机制，对于治疗CAG有特殊意义。

CAG属于中医的“痞满”“嘈杂”“胃脘痛”等疾病。脾胃气虚为基本病机，脾为之使，胃為之市，故饮食水谷虽盛于胃，而运化则全赖脾土的推动。故脾为胃行其津液者也，所以运化之功能在于脾气也，更有《诸病源候论》指出“脾胃二气相为表里，胃受谷而脾磨之，二气平调，则谷化而能食”，故脾气虚弱则不利于化谷。现代人在生活中却常常以酒为浆，以妄为常，嗜食肥甘厚味，壅滞脾胃，破坏脾胃的升降之功能。清·李用粹《证治汇补·痞满》“大抵心下痞闷，必是脾胃受亏”痞满之病与脾胃受损，脾气虚弱相关[5]。香砂六君子汤出自《古今名医方论》适用于“气虚肿满，痰饮结聚，脾胃不和，变生诸症者”，为清·罗美根据古今常用名方加减化裁而成[6]，主要组成为人参、白术、茯苓、甘草、陈皮、半夏、砂仁、木香，具有益气化痰、行气温中的作用，主治脾胃虚弱，湿阻气滞证。现代药理研究表明，香砂六君子汤不仅通过缓解痉挛、加强胃肠蠕动、抑制消化道黏膜炎症治疗胃肠疾病，还可以保护胃黏膜、抑菌、抑制小肠过快蠕动[7]。经实验验证香砂六君子汤发挥减轻胃黏膜损害，缓解胃黏膜组织炎症的作用与下调白细胞介素6（IL6）、白细胞介素17（IL17）的表达，并上调ERK1/2的表达，抑制pERK1/2的表达水平有关[8]。其发挥作用的机制还需进一步挖掘，因此本研究拟从网络药理学的方法发现其作用机制，为进一步实验做准备。

1资料与方法

1.1筛选香砂六君子汤有效成分和靶基因在中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP，http：//ibts.hkbu.edu.hk/LSP/tcmsp.php）中筛选出香砂六君子汤中木香、砂仁、半夏、陈皮、茯苓、白术、人参、甘草的活性成分，活性成分以口服生物利用度（Oral Bioavailability，OB）≥30%，类药性（Drug Likeness，DL）≥0.18为条件进行筛选;然后查阅文献，去除无对应靶点的成分，得到对应靶基因，然后利用UniProt数据库将靶基因进行标准化。并利用Cytoscape 3.7.2软件绘制中药化合物靶基因网络。

1.2寻找CAG疾病靶点制作韦恩图以“Chronic Atrophic Gastritis”为检索词在GeneCards数据库（https：//www.genecards.org）、在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM，http：//www.omim.org/）数据库进行筛选，将两大基因库中获取的疾病靶点删除重复，获取CAG相关疾病靶基因。利用Venny2.1网络平台（https：//bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html）对药物靶基因与疾病靶基因绘制韦恩图，并获取香砂六君子汤药物CAG疾病共同基因。

1.3构建蛋白质蛋白质相互作用（PPI）网络，选择核心基因利用药物疾病共同基因在STRING（https：//stringdb.org/）平台上构建蛋白质蛋白质相互作用（Proteinprotein Interaction，PPI）网络，选择蛋白属种“Homo Sapiens”，以0.4为最低相互作用阈值“Medium Confidence”，并设置其他默认参数。为选择核心基因利用CytoNCA进行网络拓扑分析，筛选分析结果中度中心性（Degree Centrality，DC）、介度中心性（Betweenness Centrality，BC）、接近中心性（Centrality，CC）、特征向量中心性（Eigen Vector Centrality，EC）、局部边连通性（Local Average Connectivity，LAC）等数值，选Degree值2倍中位值，其他选中位值进行筛选，获取香砂六君子汤CAG核心基因。

1.4进行基因本体（GO）功能注释和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析采用R4.0.2软件对核心基因进行GO基因本体功能注释和KEGG通路富集分析。对结果设定阈值为qvalue<0.05，其中选取富集基因数生物过程（Biological Process，BP）、细胞组分（Cellular Component，CC）、分子功能（Molecular Function，MF）前10个条目分别绘制柱状图进行可视化;KEGG结果根据qvalue<0.05，选取前30条目进行绘制柱状图。

2结果

2.1香砂六君子汤主要有效成分筛选结果通过TCMSP平台检索到来自香砂六君子汤的化学成分共961个。筛选后得到有效活性成分共144个，5个来自木香，8个来自砂仁，12个来自半夏，5个来自陈皮，6个来自茯苓，3个来自白术，17个来自人参，88个来自甘草，利用Cytoscape 7.2.1软件制作中药成分靶点网络。见图1。其中柚皮素为陈皮、甘草的共有成分;人参皂甙rh2为人参、陈皮的共有成分;山柰酚为甘草、人参的共有成分;β谷固醇为半夏、人参的共有成分;豆兹醇为木香、砂仁、半夏的共有成分。

2.2CAG疾病相关靶点筛选结果在GeneCard和OMIM数据库中搜集到727个CAG相关靶点，去重后得到702个靶基因。

2.3绘制香砂六君子汤CAG韦恩图将702个CAG疾病相关靶点与169个香砂六君子汤药物靶基因取交集，绘制韦恩图，得到共同靶基因51个。见图2。

2.4构建PPI网络，获取核心基因将香砂六君子汤药物与慢性萎缩性胃炎疾病51个共同靶点输入String网站，选取“Homo sapiens”为蛋白属种，获得PPI蛋白互作网络并进行结果分析，分析得到网络中共有51个相互作用节点，598条边。利用Cytoscape 3.7.2软件中CytoNCA进行网络拓扑分析，根据筛选条件，筛选得出PTGS2、TNF、VEGFA、IL1B、IL6、MAPK14、MAPK3、CAT等18个核心靶点，作为香砂六君子汤CAG共同基因中的核心基因。见图3。对应香砂六君子汤中药化合物靶基因得到26个关键化合物，其中人参、陈皮含有人参皂苷rh2，甘草、陈皮含有柚皮素，甘草、人参含有山柰酚，半夏、人参含有β谷甾醇，木香、砂仁、半夏含有豆甾醇，甘草含有甘草酮a、7甲氧基2甲基异黄酮，人参含有花生四烯酸、紫苏酮A，半夏含有黄芩素。见表1、2，图4。

2.5药物疾病核心靶点GO功能注释KEGG通路富集分析利用R软件对药物疾病核心靶基因进行GO基因功能注释，选择qvalue<0.05对结果统计，经可视化获得柱状图。可见药物与疾病的共同靶基因在GO功能注释中主要集中在对活性氧的反应、细胞对氧化应激的反应、囊腔、分泌颗粒腔、丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性、生长因子受体结合等生物过程。见图5。使用R软件对药物疾病核心靶点进行KEGG通路富集分析，选择qvalue<0.05对结果统计，经可视化获得柱状图，可见药物基因共同靶点主要富集在TNF、IL17、C型凝集素受体、HIF1等信号通路中。见图6。

3.1香砂六君子汤组方阐释香砂六君子汤的功效为健脾益气、化痰行滞，可用于治疗中焦气虚，痰湿凝聚，升降失司的疾病。有研究发现，香砂六君子汤可以通过保护胃黏膜、调节免疫功能以抑制或阻断胃癌前病变[10]。木香不但可抑制炎症反应、保护胃黏膜、抗肿瘤，还有抗幽门螺杆菌的作用[11]。研究证明砂仁还能够抑制炎症反应、抑制血小板聚集来保护胃黏膜[12]。半夏有止呕、镇咳、祛痰、抗炎以及抗肿瘤的作用，可以抑制胃癌细胞的生长[13]。而陈皮则不但具有抗肿瘤、降血脂的作用，还可以抗氧、抗菌、调节免疫系统[14]。此外，四君子汤不但可以调控肿瘤细胞的炎症、增殖，还可以调节肿瘤细胞的凋亡、代谢，治疗慢性萎缩性胃炎[15]。

3.2香砂六君子汤分子成分分析香砂六君子汤的关键化学成分主要涉及人参皂苷rh2、甘草酮a、7甲氧基2甲基异黄酮、花生四烯酸、紫苏酮A、黄芩素、柚皮素、山柰酚、β谷甾醇、豆甾醇。其中其中人参皂苷Rh2可以通过线粒体途径诱导细胞凋亡并且诱导活性氧的产生来抑制胃癌细胞增殖[16]。有研究发现甘草酮a可以通过下调Caspase3，Bcl2的蛋白表达，上调Bax的蛋白表达来诱导胃癌细胞凋亡[17]。β谷兹醇可以通过加强消除氧自由基的能力、增强NO胃黏膜保护因子的水平、减轻TNFα炎症介质的释放和聚集等途径来保护胃黏膜免受阿司匹林水杨酸的损坏[18]。豆兹醇有抗氧化、抗肿瘤、抗炎症、降低胆固醇的作用，其抗肿瘤的作用与它有强效的诱导细胞凋亡有关，通过阻碍IL1β诱导的核因子κB通路来发挥其抑制炎症介质的释放，发挥抗炎作用[19]。香砂六君子汤治疗CAG可能通过上述成分发挥抗肿瘤、抗炎症的作用。

3.3香砂六君子汤治疗CAG疾病相关蛋白的作用分析通过药物疾病共同基因PPI网络进行网络拓扑分析得到血管内皮生长因子A（VEGFA）、前列腺素G/H合成酶2（PTGS2）、TNF、IL6、丝裂原活化蛋白激酶14（MAPK14）的自由度较高。TNF是具有多功能的细胞因子，有关研究发现TNF在胃部恶性肿瘤患者血清中表达较高，而TNFα mRNA在胃癌组织中的表达也显著增强[20]。TNF、IL6等细胞因子参与炎症反应，以抑制炎症反应在胃腺体病理机制的萎缩、化生、发育不良和肿瘤转化过程的作用[21]。杨云等[22]在香砂养胃丸联合替普瑞酮胶囊治疗CAG的临床研究中实验中发现，观察组可以明显改善患者血清中细胞因子TNFα和IL6的表达。

3.4香砂六君子汤治疗CAG生物过程作用预测从GO功能注释结果得到，药物疾病核心基因主要富集在肽酰丝氨酸磷酸化的正调控（Positive Regulation Of PeptidylSerine Phosphorylation）、对脂多糖的反应（Response To Lipopolysaccharide）、内质网内腔（Endoplasmic Reticulum Lumen）、分泌颗粒腔（Secretory Granule Lumen）、丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性（Serine/Threonine/Tyrosine Kinase Activity）、细胞因子活性（Cytokine activity）等生物过程。有研究证明丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸激酶参与的蛋白质的可逆磷酸化是細胞代谢、生长、发育、凋亡、癌变以及细胞对应激反应的调控中心，在几乎所有的生命活动中发挥重要作用[23]。

3.5香砂六君子汤治疗CAG潜在作用通路预测分析通过KEGG富集通路结果得到涉及TNF、IL17、C型凝集素受体、缺氧诱导因子1（HIF1）等信号通路。有研究发现TNF具有促进细胞的生长、分化和凋亡以及诱发炎症等生物学效应，需要细胞凋亡及转录因子核因子κB和Jun激酶来激活其信号转导通路[24]。而Jun激酶激活的信号通路对细胞迁移、增殖、分化、凋亡和对抗不利环境因素等有重要作用[25]。核因子κB还能促进干扰素基因的表达从而发挥其抗病毒的功能[26]。在细胞凋亡信号转导通路中，诱导细胞凋亡的Caspase蛋白酶信号通路被激活，可以诱导细胞凋亡[27]。有研究证明IL17可以通过分泌细胞因子以抑制胞外细菌或真菌感染的防御反应，此外IL17还可以通过诱导趋化因子将招募树突状细胞及杀伤性效应细胞到肿瘤细胞的部位抑制肿瘤细胞[28]。IL17除了可以激活IL6、IL1等炎症介质外能够促进TNFα等炎症介质的表达来诱导防御反应。尤其IL6，可以通过正反馈调节以增强Th17细胞的分化同时可以激活急性期反应的发生[29]。由此推断，香砂六君子汤可以通过IL17家族信号通路参与炎症反应，修复胃黏膜，以及TNF信号通路中参与诱导细胞凋亡等作用来治疗CAG，并进一步阻断CAG向胃癌的演变过程。

综上所述，本研究通过对药物成分、药物基因、疾病基因的相关分析，发现香砂六君子汤可能通过人参皂苷rh2、甘草酮a、β谷甾醇、豆甾醇等活性成分作用于PTGS2、TNF、VEGFA、IL1β、CAT等基因，调控TNF和IL17家族信号等通路，进一步调控炎症反应、细胞凋亡和氧化应激等生物学过程，发挥抑制炎症反应、抑制肿瘤细胞、抗氧化应激反应、保护胃黏膜的作用，进而通过抑制其“炎癌”转变机制治疗慢性萎缩性胃炎，其作用机制有待药理实验的进一步论证。

参考文献

[1]Fann JC，Chiang TH，Yen AM，et al.Personalized risk assessment for dynamic transition of gastric neoplasms[J].J Biomed Sci，2018，25（1）：84.

[2]Correa P.Human gastric carcinogenesis：a multistep and multifactorial processFirst American Cancer Society Award Lecture on Cancer Epidemiology and Prevention[J].Cancer Res，1992，52（24）：67356740.

[3]中华医学会消化内镜学分会，中国抗癌协会肿瘤内镜专业委员会.中国早期食管癌筛查及内镜诊治专家共识意见（2014年，北京）[J].中国实用内科杂志，2015，35（4）：320337.

[4]董瑛，陈芳，徐芳.瑞巴派特对慢性萎缩性胃炎患者胃蛋白酶和胃泌素及炎性因子水平的影响[J].中国医药，2020，15（2）：259262.

[5]朱永钦，朱永苹，黄连梅，等.慢性萎缩性胃炎中医病因病机和辨证分型的临床研究进展[J].中华中医药学刊，2017，35（2）：322325.

[6]孙丽英，胡晓阳，赵雪莞，等.《古今名医方论》学术思想初探[J].辽宁中医杂志，2013，40（3）：455456.

[7]李康.加味香砂六君子汤对胃癌前病变大鼠胃黏膜细胞凋亡及EGFR，VEGF，Cerb2蛋白表达的影响[J].中华中医药学刊，2015，33（3）：718720.

[8]张晓鹏.香砂六君子汤对慢性萎缩性胃炎大鼠胃黏膜IL6、IL17及ERK1/2基因和蛋白表达影响的研究[D].兰州：甘肃中医药大学，2017.

[9]Wan Y，Xu L，Liu Z，et al.Utilising network pharmacology to explore the underlying mechanism of Wumei Pill in treating pancreatic neoplasms[J].BMC Complement Altern Med，2019，19（1）：158.

[10]王木生，熊锋宝.加味香砂六君子汤治疗慢性萎缩性胃炎的疗效观察[J].实用临床医学，2008，9（3）：4041.

[11]魏华，彭勇，马国需，等.木香有效成分及药理作用研究进展[J].中草药，2012，43（3）：613620.

[12]张明发，沈雅琴.砂仁临床药理作用的研究进展[J].抗感染药学，2013，10（1）：813.

[13]王丽，孙蓉.与功效、毒性相关的半夏化学成分研究进展[J].中药药理与临床，2009，25（5）：封3，17.

[14]聂娟，唐标.基于系统药理学分析三七总皂苷干预脑血管疾病的作用机制[J].湖南中医药大学学报，2018，38（9）：10321037.

[15]杨良俊，蔡甜甜，李嘉丽，等.基于网络药理学的四君子汤治疗慢性萎缩性胃炎作用机制研究[J].辽宁中医杂志，2019，46（9）：18031806，后插1.

[16]曲相如.拟人参皂苷Rh2诱导人胃癌细胞SGC凋亡作用及其研究机制[D].长春：吉林大学，2012.

[17]Xiao XY，Hao M，Yang XY，et al.Licochalcone A inhibits growth of gastric cancer cells by arresting cell cycle progression and inducing apoptosis[J].Cancer Lett，2011，302（1）：6975.

[18]肖志彬，刘小雷，成日青，等.β谷甾醇对阿司匹林致胃黏膜损伤副作用及其药理作用的影响[J].中国实验方剂学杂志，2016，22（1）：148152.

[19]周志远，卢群，刘洋，等.豆甾醇的研究及开发进展[J].中国当代医药，2015，22（24）：1517.

[20]Forones NM，Mandowsky SV，Loureno LG.Serum levels of interleukin2 and tumor necrosis factoralpha correlate to tumor progression in gastric cancer[J].Hepatogastroenterology，2001，48（40）：11991201.

[21]李萍，李園，李可歆，等.基于生物分子网络探讨胃复春片治疗慢性萎缩性胃炎的作用机制研究[J].世界中西医结合杂志，2020，15（1）：4853.

[22]杨云，王丙信，任清华，等.香砂养胃丸联合替普瑞酮胶囊治疗慢性萎缩性胃炎的临床研究[J].现代药物与临床，2017，32（1）：7175.

[23]卢建.受体、信号转导系统与疾病[M].济南：山东科学技术出版社，1999：3239.

[24]查纪坤，舒红兵.肿瘤坏死因子信号传导的分子机理[J].中国科学C辑，2002，32（1）：112.

[25]Davis RJ.Signal transduction by the JNK group of MAP kinases[J].Cell，2000，103（2）：239252.

[26]Stark GR，Kerr IM，Williams BR，et al.How cells respond to interferons[J].Annu Rev Biochem，1998，67：22764.

[27]Duan H，Dixit VM.RAIDD is a new ‘death’ adaptor molecule[J].Nature，1997，385（6611）：8689.

[28]周本刚，梅宇宙，颜学良，等.养胃颗粒治疗慢性胃炎有效性和安全性的系统评价与Meta分析[J].中国中药杂志，2020，45（20）：50085016.

[29]Onishi RM，Gaffen SL.Interleukin17 and its target genes：mechanisms of interleukin17 function in disease[J].Immunology，2010，129（3）：311321.

（2021-01-20收稿本文编辑：魏庆双）

基金项目：2018年河南省科技攻关计划项目（182102310272）;河南省中医药科学研究专项课题（2021ZY2154）;2020年河南中医药大学重点学科建设项目（1510204420202）

作者简介：高娜（1994.04—），女，硕士研究生在读，研究方向：证候智能信息化处理，Email：1296558953@qq.com

通信作者：车志英（1972.11—），女，博士，教授，硕士研究生导师，研究方向：中医学诊断与临床，Email：chezy365@126.com