基于整合药理学平台的当归补血汤治疗贫血分子作用机制研究∗

侯敏娜，侯少平，逯 莉，王飞娟，许海燕，刘艳红

陕西国际商贸学院，陕西 咸阳 712046

当归补血汤是金元时期李东垣创制的益气补血方剂，载于《内外伤辨惑论》，由黄芪、当归（5∶1）组成［1-2］，是国家中医药管理局2018 年4 月公布的《古代经典名方目录（第一批）》100 首方剂中的第51 首。该方可用于治疗消化系统、心脑血管系统、血液系统及肿瘤等引起的贫血［3-6］，其可通过加强铁吸收、刺激肾脏促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）产生促进造血；亦促使减少抵抗免疫介导血细胞数量、促进骨髓集落细胞生长，以增重骨髓造血祖细胞［7］。目前当归补血汤造血机制已明确，但由于其治疗贫血作用机制的复杂性、多样性，故仍是当今研究的热点。

中医药整合药理学平台（integrative pharmacology-based research platform of traditional Chinese medicine，TCMIP）V2.0 为集中医药大数据库与整合药理学计算于一体的智能化数据平台，以多层次、多靶点及中西医结合的思维方式，从“中药-方剂-成分-靶标-通路-疾病”的多维关系整合研究中药（复方）分子作用机制［8-9］，以克服以往研究中药成分与体内代谢及药效间关联度低的问题。基于此，本研究可为该方治疗贫血的物质基础及临床广泛、合理应用提供依据。

1 资料与方法

1.1 疾病靶标来源在TCMIP V2.0平台中疾病靶标数据库模块下输入贫血疾病的英文名“Anemia”，构建当归补血汤治疗贫血的靶标数据库。

1.2 方剂靶标来源在TCMIP V2.0 平台“中药（含方剂）靶标预测及功能分析”模块下，勾选当归补血汤组方的“黄芪”“当归”中药材，构建该方的化学成分库，再选择平台默认的相似性分数≥0.8的药物对应的靶标，获得当归补血汤分子作用靶标。

1.3 网络构建与分析在TCMIP V2.0 平台“中医药关联网络挖掘”模块下，构建“疾病（Anemia）-方剂（DBT）”关联网络；选择“方剂-中药材-化学成分-核心靶标-通路-疾病”关联性节点，构建可视化中药多维网络图。

2 结果

2.1 当归补血汤治疗贫血的核心靶标网络与当归补血汤及贫血疾病相关的核心网络靶标共176个，其中疾病靶标157个，药物靶标19个，二者共有靶标9 个；同时满足大于节点连接度值（degree）、节点紧密度（closeness）、节点介度（betweenness）中位数卡值的核心靶标66 个。并且，对发挥协同作用的多种靶标进行排序，获得前20 位的核心靶标。见图1及附表1。

附表1 当归补血汤治疗贫血排名前20的核心靶标

图1 当归补血汤治疗贫血核心靶标网络图

查阅文献发现，在排列前20 的关键核心靶标中，大多与癌症发生有关，说明当归补血汤可用于治疗癌性贫血。如原癌基因：Akt1、CCND1、ABL1、KIT 在细胞增殖、分化、凋亡等过程中起决定作用，其功能异常表达即为癌性基因。王秋爽等［10］研究发现CCND1 表达异常在胃癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌等肿瘤细胞侵袭和迁移过程中发挥作用；赵亮等［11］研究ABL1 相关融合基因与急性淋巴细胞性白血病有一定关系。这与当归补血汤在血液疾病、心血管疾病、肿瘤疾病等如胃癌、结肠癌、乳腺癌、卵巢癌和白血病所致贫血的现代药理学研究一致［4-6］。转录因子：如TFRC、TF、GATA1、EPOR、SMAD4、NFKB1 中TF 和TFR 直接与缺铁性贫血中的铁相关，TF、TFR可有效结合维持铁的代谢，并调节正常细胞生长及其肿瘤细胞代谢［12］；GATA1是一种转录因子，对红细胞分化有重要调控作用，研究表明GATA1 在肿瘤产生中发挥重要作用［13］；EPOR 为Ⅰ型细胞因子受体，在许多肿瘤组织中表达，并与肿瘤侵袭性、血管生成及预后有关［14-15］；而SMAD4 与其他转录因子协同作用，共同调控转化生长因子β应答基因转录，功能异常时参与肿瘤形成；NFKB1 核因子在炎症反应、固有免疫和适应性免疫的发育、细胞生长和凋亡等过程中起重要作用，该因子功能与贫血所致的免疫力密切相关［16］。HSP90AA1 在细胞保护、抗凋亡和免疫调节等方面有重要作用［17-18］；CALM1、ESR基因在细胞分化、增殖和骨骼形成中起重要作用［19］；NDUFV1、NDUFS1 基因异常表达常与儿童遗传性脑白质疾病形成相关。SHMT2、SHMT1、AR、CASP3 在肿瘤细胞表达、增殖及神经管畸形、糖尿病并发症、高脂血症［20］等方面有一定作用。

综上所述，当归补血汤可通过提高免疫力、消除炎症、抑制骨质疏松等途径治疗癌性贫血（如胃癌、结肠癌、乳腺癌、白血病等）、缺铁性贫血、脑质供血不足和糖尿病并发症、高脂血症等所致贫血。

2.2 当归补血汤治疗贫血的GO 及KEGG 富集分析通过GO分析，当归补血汤治疗贫血涉及主要条目有：缺铁性贫血信号通路（红细胞分化、促红细胞生成素介导信号通路、对铁离子反应、细胞铁离子稳态）；肿瘤细胞增殖、分化、凋亡、代谢（细胞增殖正调节、细胞增长负调节、蛋白激酶b 信号蛋白正调节、细胞分化）；蛋白酶免疫调节通路（肽丝氨酸磷酸化正调节、Nf-kappab 转录因子正调节、对氧化应激的回应、氧化还原法、活性氧类代谢过程）；影响激素发育通路（雄性性腺发育、乳腺腺泡发育）；炎性贫血关联通路（细胞因子介导的信号通路、Nf-kappab 转录因子正调节）以及骨吸收积极调节、营养不良性贫血通路（线粒体呼吸链组装和电子传递从nadh 到泛醌等细胞组分）。预示本方可通过增强免疫力、抗炎、促红细胞生成、抑制不良细胞增殖和分化及促凋亡等途径，以治疗白血病、癌症、糖尿病并发症、缺铁性贫血、营养不良及炎症等疾病引起的贫血。根据P值显示，前20个GO条目见表1。

通过KEGG信号通路分析发现，其中涉及到癌症相关通路8 条：肿瘤坏死因子受体超家族（tnfsf）介导非典型的nf-k、叶酸和蝶呤的代谢、四氢生物蝶呤（bh4）合成、VEGFR2 介导的通透性、激酶对raf 信号的反常激活、中等激酶活性的信号传导braf 突变体、Pip3 激活Akt 信号、Pi5p pp2a 和ier3 规范pi3k/Akt，均在癌细胞增殖、分化、凋亡、转移等过程中起重要作用；与免疫系统、炎症反应、过敏反应等有重要作用的4 条通路，包括IL-4、IL-13、IL-7 和细胞内受体趋化作用；涉及血小板相关4 条通路包括转铁蛋白内吞和再循环、整合素alphaiib beta3 信号、血小板脱颗粒、铁的吸收和运输；此外，还有复合物i 生物发生、呼吸电子传递，雌激素依赖性基因表达，伊诺斯激活和叶酸的代谢等通路。KEGG 富集结果显示当归补血汤可用于治疗白血病、癌症、糖尿病并发症、炎症、缺铁性及营养不良等疾病诱发的贫血。见表2。

2.3 当归补血汤治疗贫血的“方剂-中药-成分-疾病-靶标-通路”多维网络分析由DBT 与贫血靶标的PPI 网络信息，构建该方治疗贫血的“方剂-中药-成分-疾病-靶标-通路”多维关系网络图，见附图1。提示当归补血汤通过多层次、多靶点、多环节等途径治疗贫血。

附图1 当归补血汤治疗贫血多维关系网络图

图中黄色菱形为化学成分，当归中5 种成分豆甾醇、琥珀酸、叶酸、癸二酸、壬二酸和黄芪中3种成分谷甾醇、叶酸、华良姜素，主要通过提高免疫力、改善营养、抗肿瘤、降低血液胆固醇、抗炎、抗氧化、减轻或消除动脉粥样硬化、改善糖尿病胰岛分泌、缺血再灌注等途径治疗贫血［21-22］。灰色靶标主要富集在线粒体复合物i 生物发生与呼吸电子传递相关通路，通过能量传递对心肌缺血、再生障碍性贫血有改善作用［23］。

紫色靶标主要富集在叶酸和蝶呤的代谢相关通路，通过提高免疫力、减少炎症，对糖尿病致血管疾病、放射性肺炎、肺纤维化、抑制肿瘤细胞生长等发挥重要作用［24-25］；蓝色靶标主要与伊诺斯激活、VEGFR2介导的通透性、IL-4和IL-13信号通路、雌激素依赖性基因表达和四氢生物蝶呤合成、回收、打捞、调节和管理通路相关，通过抑制血管新生过度或血管新生缺陷（如金永志等［26］研究当归补血汤促进VEGF 在血管新生和相关细胞的动员等方面起重要作用）、心肌细胞缺血、雌激素依赖、抗氧化和清除活性氮氧化物等作用，在子宫内膜癌、子宫肌瘤、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤细胞、慢性B淋巴细胞白血病、骨癌细胞等［24，27］恶性肿瘤及风湿病、糖尿病和缺血性心血管疾病等［28］的发生发展中起重要作用；浅绿色靶标主要与铁吸收和运输、转铁蛋白内吞和再循环、血小板脱颗粒，IL-7信号传导、网格蛋白介导的内吞识别通路相关，通过参与5-羟色胺、细胞因子、组织胺等活性物质的炎症反应，刺激一些良性和恶性淋巴细胞群、诱导铁调素增多、抑制病毒感染等途径，对慢性炎症性贫血、肿瘤（T 细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤、霍奇金淋巴瘤等）及免疫力低下、缺铁、B-地中海贫血及幼年血色病等［29］引起的贫血有一定作用。墨绿色靶标主要与Tnfr2非正规NF-κB通路、细胞外间质退化、胶原降解、刺激感觉通道和MHC 第二类抗原呈现通路相关，通过抑制脑部缺血、炎症反应、提高自身免疫力等途径，对黑色素瘤、乳腺癌、结肠直肠癌、卵巢癌、前列腺癌，特别是霍奇金淋巴瘤、胶质瘤和非小细胞肺癌，脑缺血等引起的贫血有重要作用。

从当归补血汤治疗贫血的“方剂-中药-成分-疾病-靶标-通路”分析，预知其通过提高免疫力、消除或减少炎症、改善营养、抗氧化等途径，对心脑缺血、缺铁性贫血、慢性炎症性贫血、癌性贫血（白血病、骨癌、淋巴瘤、胶质瘤、肺癌等）、糖尿病并发症及高脂血症等引起的贫血有治疗作用。

3 结论

当归补血汤方中重用黄芪大补脾肺之气；臣以当归补益心肝之血，且能活血，具有补而不滞的特点。方中大量黄芪补气生血，与当归共奏益气、养血、活血之效。可用于气血不足引起的面色萎黄、头晕心悸、神疲、气短、乏力等症。当归补血汤临床常用于内科疾病（如白细胞减少症、贫血、白血病、隐形失血、糖尿病并发症、骨髓抑制、肝炎、肝纤维化等）、外骨科疾病（骨折及术后并发症、术后血虚发热及感染等）、妇科疾病（功能失调性子宫出血、妇科术后发热、先兆流产等）、儿科疾病（早产儿贫血、儿童缺铁性贫血）等。

本研究借助TCMIP V2.0 平台，分析当归补血汤治疗贫血的分子作用机制，结果显示，黄芪中3种成分谷甾醇、叶酸、华良姜素和当归中5 种成分豆甾醇、琥珀酸、叶酸、癸二酸、壬二酸，可通过提高免疫力、改善营养、抗肿瘤、降低血液胆固醇、抗炎、减轻或消除动脉粥样硬化等途径治疗癌性贫血、营养不良性贫血、炎性贫血、缺铁性贫血等。从排列前20位核心靶标中发现Akt1、CCND1、ABL1、EPOR、GATA1、SMAD4 等大多与癌性贫血发生有关，其可能通过细胞增殖正调节、细胞增长负调节、蛋白激酶b 信号蛋白正调节、细胞分化等相关通路起到抑制癌细胞增生、增长、分化及促凋亡等作用；而NFKB1、HSP90AA1、TFRC、TF、NDUFV1、NDUFS1等靶标可能通过细胞因子介导的信号通路、Nfkappab 转录因子正调节、线粒体呼吸链组装、红细胞分化、促红细胞生成素介导信号通路、肽丝氨酸磷酸化正调节等途径提高机体免疫力、补充营养、消除炎症等，以治疗缺铁性贫血、炎性贫血、心脑缺血、糖尿病并发症及营养不良性贫血等疾病，这与该方现代药理学研究结果一致。本研究结果可为当归补血汤的临床应用及进一步开发提供依据。