维药平溃加瓦日西麦瓦日特蜜膏治疗慢性浅表性胃炎作用机制的网络药理学研究*

伊力范江·库尔班，热甫哈提·赛买提，阿提坎木·瓦合甫，阿布都乃比·买买提，买迪那尔·吾甫尔，开吾塞尔阿依·库尔班，艾尼瓦尔·塔力甫△

（1.新疆维吾尔药业有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830026； 2.新疆维吾尔自治区维吾尔医医院·新疆维吾尔自治区第二人民医院，新疆 乌鲁木齐 830049； 3.新疆维吾尔自治区喀什地区维吾尔医医院，新疆 喀什844400； 4.新疆师范大学，新疆 乌鲁木齐 830054）

慢性浅表性胃炎（CSG）是指胃黏膜在各种致病因素作用下所发生的慢性胃黏膜浅表性炎症，发病率高。其是慢性胃炎发展的最初阶段，若不及时治疗，会发展为慢性萎缩性胃炎和胃异型增生，甚至癌变。CSG 的致病因素有幽门螺杆菌（HP）感染、十二指肠胃反流、自身免疫、各种理化损伤因子等。现有治疗药物包括抗生素、质子泵抑制剂、抑酸剂等，但效果欠佳，且复发率高［1］。维药平溃加瓦日西麦瓦日特蜜膏（JMO）由肉桂、干姜、乳香、草果、郁金、肉豆蔻、珍珠、欧矢车菊根、大叶补血草、肉豆蔻衣、阿纳其根、芹菜子、印度多榔菊根、白花丹和肉桂子等组方。JMO 名称中的“加瓦日西”是指方中的1种或几种药物，研成粗粉，不过箩，用砂糖的黏糖浆或蜜炼制成具有消食作用的膏状制剂。维吾尔药物中的药性是根据药物作用于机体后发生的不同反应和疗效而决定，分为热、湿、寒、干4种，且多数药物具有干热、湿热、湿寒、干寒混合属性。药物的性级体现药物属性的强弱程度、分类等级，一级最弱，四级最强，且多数具有毒性。多数具有混合属性的药物，其两性的性级不同，如某种药的药性为干热，但干性程度为1级，热性程度为3 级，故药性为1 级干3 级热。干姜为2 级干3 级热，石榴为1 级湿2 级寒，沙枣为2 级干1 级寒［2］。胃是寒性器官，故胃部疾病可通过热性药材“中和”治疗。本课题组前期研究中从临床角度初步推测“热”性强度可能影响患者症状的缓解情况［3-4］。本研究中基于维药“热”属性、采用网络药理学及分子对接技术，探讨了JMO 治疗CSG 的作用机制，为该药的进一步开发与利用提供参考。现报道如下。

1 材料与方法

1.1 数据库与分析工具

数据库与分析工具见表1。

表1 数据库与分析工具Tab.1 Information of databases and analysis tools

1.2 药物活性成分及作用靶点筛选

药物活性成分：将JMO 组方的单味药材导入TCMSP 数据库中的“Herb Name”栏目和BATMAN -TCM 数据库，以“Score cutoff=20”和“P-value=0.05”为限定词，并检索PubMed、中国知网、万方数据库2000年1 月至2022 年10 月相关文献，获得药物成分，并删除重复成分。以类药性（DL）≥0.18、口服生物利用度（OB）≥30%［5-6］为筛选条件，获得药物活性成分。

作用靶点：将药物活性成分的英文名导入TCMSP数据库，通过PubMed 数据库下载活性成分的SMILES ID，输入Swiss TargetPrediction 数据库整理相关靶点，以“Reviewed”“Popular Organism”“homo sapiens”为条件关键词，通过Uniprot数据库将蛋白质名称转换为基因名称。

1.3 疾病靶点筛选

以“Chronicsuperficialgastritis（UMLSCUI：C0348893）”为限定词，检索DisGeNET、GeneCards 数据库并删除重复靶点，获得疾病靶点。

1.4 潜在靶点、关键靶点筛选

采用Venny软件，将药物作用靶点与疾病靶点进行映射构建维恩图，获得JMO 治疗CSG 的交集靶点。将交集靶点导入String 数据库中，物种选择“homo sapiens”，设定“Minimum Required Interaction Score”≥0.9，其余为默认参数，构建蛋白相互作用网络（PPI），获得JMO治疗CSG 的潜在靶点。采用Cytoscape 软件的CytoNCA插件和MCODE 插件对初始网络进行可视化分析，选取分数（Score）最高的靶点团作为JMO 治疗CSG 的核心靶点团；分数排名靠前的靶点作为关键靶点。

1.5 富集分析及中药-成分-靶点-通路网络构建

通过Cytoscape 软件的ClueGO 插件对潜在靶点进行基因本体论（GO）富集分析，通过DAVID 数据库进行京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。以种属为“homo sapiens”，Kappa 评分为0.4，“Network Specificity”为“Detailed”，错误发现率（FDR）< 0.05 为筛选条件，其余采用默认参数［7］。符合筛选标准的信号通路及相关靶点对接JMO 单味药材及其活性成分，采用Cytoscape 软件构建中药-成分-靶点-通路网络，采用Network Analyzer 工具进行可视化分析，按节点度（Degree）大小分析活性成分及其作用靶点的关联度，Degree越大，成分和靶点的颜色越深，重要性越强［8］。

1.6 分子对接验证

将药物活性成分的英文名称导入TCMSP、ZINC 数据库，以.mol 格式文件下载其3D 结构，或采用Chem-Draw 工具绘制；在PyMoL 软件中检查空间结构，并以.pdb格式保存；将结构文件导入AutoDock Tools软件，添加原子电荷，分配原子类型，所有柔性键均默认可旋转，保存为.pdbqt格式，作为对接配体。通过PDB数据库下载关键靶点的蛋白结构，与配体结合，采用AutoDock Tools软件进行分子对接，通过PyMoL软件作图。

2 结果

2.1 药物活性成分获取

活性成分及药物属性见表2（其中_qt 表示成分失糖苷键）。其中肉桂119 个、干姜197 个、乳香146 个、草果62个、郁金27个、肉豆蔻（衣）28个、珍珠8个、欧矢车菊根2 个、白花丹4 个、大叶补血草8 个、芹菜子16 个、印度多榔菊根11 个、肉桂子59 个和阿纳其根10个［9-15］。最终筛选得31个活性成分。

2.2 活性成分的作用靶点获取

共获得406 个靶点，去重后获得197 个靶点。其中，乳香的3-oxo-tirucallic acid、acetyl-α-boswellic acid、incensole，草果的β- sitosterol 3 -O- glucoside_qt，肉豆蔻的meso - 1，4 - Bis -（4 - hydroxy - 3 - methoxyphenyl）- 2，3 - dimethylbutane，郁金的bisdemethoxycurcumin 未搜到相应靶点。

2.3 疾病靶点、关键靶点获取与分子对接

通过DisGeNET 和GeneCards数据库分别得到25个和796 个疾病靶点（去重后共802 个），与197 个药物靶点进行映射，共获得到92 个交集靶点（见图1）；通过String 数据库筛选，获得61 个潜在“热”靶点。经CytoNCA、MCODE 插件进行拓扑参数分析，共获得8 个关键靶点，包括α-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（AKT1）、表皮生长因子受体（EGFR）、热休克蛋白90α家族A类成员1（HSP90αA1）、丝裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）、肿瘤蛋白P53（TP53）、Myc原癌基因蛋白（MYC）、G1/S特异性细胞周期蛋白D1（CCND1）和肿瘤坏死因子（TNF）。详见图2。

图1 药物靶点-疾病靶点维恩图Fig.1 Venn diagram of drug target-disease target

图2 潜在靶点与关键靶点识别Fig.2 Identification of the potential targets and key targets

2.4 富集分析及网络分析

GO 功能富集分析见图3。结果显示，GO 功能主要集中在维生素D 生物合成过程的正调控和骨化二醇1- 单加氧酶活性的正调控。FDR < 0.05 时，共收集到94条信号通路，FDR值排名前15的结果见表3。15条信号通路及相关靶点对接JMO单味药材及其活性成分，采用Cytoscape构建中药-成分-靶点-通路网络（见图4），结果显示，JMO通过多成分、多靶点发挥治疗CSG的作用。

图3 GO功能富集分析结果Fig.3 Results of GO functional enrichment analysis

图4 中药-成分-靶点-通路网络Fig.4 Network of traditional Chinese medicines - ingredients -targets - pathways

表3 KEGG通路富集分析结果Tab.3 Results of KEGG pathway enrichment analysis

2.5 分子对接

按结合能确定活性成分与靶点的匹配度。当配体和受体的构象稳定时，能量越低，作用的可能性就越大［16］。本研究中，31 个活性成分与AKT1、EGFR、HSP90αA1、MAPK1、TP53、MYC、CCND1 和TNF 的结合能均不高于- 4.25 kcal/ mol，提示均有一定的结合活性［5-8］。JMO 活性成分与关键靶点的对接结果见图5（其中，数据表示结合能，红色越深，表示结合能越大；绿色越深，表示结合能越小），其部分对接模式见图6。

图5 JMO活性成分与关键靶点对接结果Fig.5 Results of molecular docking of JMO active ingredients and key targets

图6 JMO活性成分与关键靶点对接模式（部分）Fig.6 Partial docking mode between JMO active ingredients and key targets

3 讨论

本研究中肉豆蔻、草果和干姜等药材的Degree 均较高。其中，肉豆蔻属2 级干2 级热，具有健胃和中功效，主治脘腹胀痛、不思饮食、吐泻，其提取物对多种真菌和细菌具有明显的抑制和杀灭作用［17］。草果属2 级干2级热，具有调节胃肠功能，调血脂、血糖，抗氧化，抗肿瘤和抗炎镇痛等药理作用，临床用于治疗寒湿内阻、脘腹胀满、恶心呕吐、不思饮食等证［18］。研究表明，草果提取物可抑制HP的生长，并可改善HP诱导的模型大鼠胃溃疡［19］。干姜属于2级干3级热，具有温中散寒、回阳通脉、温肺化饮功效。临床多用于治疗肠炎、腹泻和呕吐等消化系统疾病。研究表明，干姜水提液通过调节维生素A、嘌呤、脂质代谢调控胃的能量代谢［20］。上述3种药材“热”属性可促进胃肠道蠕动，从而发挥治疗CSG 的作用。

热性药材会提升肝脏三磷酸腺苷（ATP）酶活力，加快神经动作电位传导。本研究中，槲皮素（Degree= 59）与JMO 治疗CSG 的潜在“热”靶点的结合活性较强，通过降低Cav-1 的表达水平，从而抑制胃癌细胞的增殖及侵袭［21］。胃癌、胃炎患者外周血淋巴细胞的DNA 损伤严重，血浆总抗氧化力低，“热”性药材可显著抑制胃酸分泌，从而保护胃黏膜，加快修复［22］。乳香酸可调节胃壁黏液分泌，减轻胃液酸度，从而避免乙醇性胃溃疡［23］。“热”性药物可促进肝脏钠，钠-钾ATP酶和超氧化物歧化酶活性升高，从而保护胃黏膜细胞［24］。

富集分析结果表明，JMO 治疗CSG 的潜在靶点功能主要集中于维生素D 生物合成过程的正调控和骨化二醇1-单加氧酶活性的正调控，主要涉及肿瘤坏死因子信号通路、NOD 样受体信号通路、p53 信号通路等通路。有研究表明，维生素D在抗感染免疫中起重要作用，可能与清除微生物感染和减轻组织损伤有关［25-26］。维生素D 通过调控TP53 和核转录因子p65 表达，减少小鼠胃黏膜HP定植，减轻HP感染相关炎性反应［27］。维生素D 缺乏或不足会降低骨骼肌纤维中肌球蛋白和肌动蛋白的表达，改变其组成，并降低其氧化潜能［28］。骨化二醇是维生素D的活性制剂，服用骨化二醇能刺激胃肠道，增加对钙物质的吸收［29］。维生素D 抗菌机制可能是通过HP抗原作用于细胞膜上的Toll样受体参与介导的非特异性免疫实现的。有研究报道，在宿主应对HP 感染的应答中，TNF-α 是促进HP 感染、抑制胃酸分泌的关键炎性因子［30］。

综上所述，JMO 可能通过其抗感染免疫、抗菌、抗炎作用，减轻HP感染相关炎性反应，从而发挥治疗CSG的作用。