基于网络药理学探讨交泰丸治疗失眠的作用机制

[摘要]目的通过网络药理学和分子对接技术对交泰丸治疗失眠的作用机制进行研究。方法交泰丸活性成分由中药系统药理学数据库与分析平台（TraditionalChineseMedicineSystemsPharmacologyDatabaseandAnalysisPlatform，TCMSP）、中医药整合药理学研究平台（IntegrativePharmacology-basedResearchPlatformofTraditionalChineseMedicine，TCMIP）整合获得，SwissTargetPrediction数据库预测作用靶点，整合DisGeNET、DrugBank疾病基因数据库中失眠的靶点基因。采用Venny2.1在线软件作图工具平台，获取活性成分与失眠靶点的交集靶，Cytoscape3.9.1作图软件构建交泰丸活性成分的交集靶点网络，分析得到交泰丸核心成分。蛋白互作网络、核心靶点由STRING12.0数据库获得，DAVID数据进行基因本体（geneontology，GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes，KEGG）通路富集分析，采用AutoDockTools1.5.7Pymol软件对关键靶点与成分进行分子对接、可视化处理。结果筛选得到交泰丸中治疗失眠的5个核心成分依次为小檗碱、柠檬苦素、黄柏酮、N-反式阿魏酰酪胺、黄藤素，筛选出5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）转运体（solutecarrierfamily6member，SLC6A4）、多巴胺受体（dopaminereceptorD2，DRD2）、烟碱乙酰胆碱受体（cholinergicreceptornicotinicalpha4subunit，CHRNA4）、肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor，TNF）、前列腺素内过氧化物合酶（prostaglandin-endoperoxidesynthase2，PTGS2）等核心靶点。交泰丸治疗失眠的信号通路主要富集于调节5-HT能突触、多巴胺能突触等。分子对接显示核心成分小檗碱、柠檬苦素、黄柏酮等与核心靶点SLC6A4、DRD2、CHRNA4、TNF、PTGS2等对接程度良好。结论交泰丸中小檗碱、柠檬苦酸、黄柏酮等成分通过影响SLC6A4、DRD2、TNF、CHRNA4、PTGS2等蛋白的表达，多作用机制治疗失眠。

[关键词]交泰丸；失眠；网络药理学；分子对接

[中图分类号]R259[文献标识码]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.32.017

MechanismofrelievesinsomniaeffectofJiaotaipillsbasedonnetworkpharmacology

LUYifan1，YUANZhengzhong2

1.DepartmentofPharmacy，theFirstAffiliatedHospitalofWenzhouMedicalUniversity，Wenzhou325000，Zhejiang，China;2.SchoolofChineseMedicine，WenzhouMedicalUniversity，Wenzhou325035，Zhejiang，China

[Abstract]ObjectiveToexplorethepotentialmechanismoftherelievesinsomniaeffectofJiaotaipillsbyvirtueofnetworkpharmacologyandmoleculardocking.MethodsTheactiveingredientsofJiaotaipillsareobtainedbyTraditionalChineseMedicineSystemsPharmacologyDatabaseandAnalysisPlatform（TCMSP），IntegrativePharmacology-basedResearchPlatformof TraditionalChineseMedicine（TCMIP）.RelatedtargetsofJiaotaipillswerepredictedbySwissTargetPrediction.ThepotentialtargetsassociatedwithinsomniawereretrievedfromDisGeNET，DrugBank.Venny2.1wasemployedtoidentifythecommontargetssharedbyactivecomponents，insomnia，andcorenodes，andthekeycomponentsandkeytargetswerescreenedbyfurthertopologicalanalysis.Thekeycomponentsandkeytargetswereanalyzedbythenetworkanalysisplug-inofCytoscape3.9.1andthecorecomponentswerescreenedout.Theprotein-proteininteractionnetworkandthecoretargetswerebuiltbySTRING12.0.Geneontology（GO）functionalannotationandKyotoEncyclopediaofGenesandGenomes（KEGG）pathwayenrichmentwereperformedinDAVID.AutoDockTools1.5.7wasusedforthemoleculardockingbetweenthekeytargetsandthecorrespondingkeycomponents.ApplyPymolwasusedtovisualizetheresults.ResultsAtotalof5activecomponentsofJiaotaipillswerescreened，includingBerberine，Limonin，Obacunone，Moupinamide，Palmatine，andcoretargetssuchassolutecarrierfamily6member（SLC6A4），dopaminereceptorD2（DRD2），cholinergicreceptornicotinicalpha4subunit（CHRNA4），tumornecrosisfactor（TNF），andprostaglandin-endoperoxidesynthase2（PTGS2）werescreened.ThesignalingpathwaysofJiaotaipillsforinsomniamainlyconcentratedinregulating5-hydroxytryptaminergicsynapsesanddopaminesynapses.MoleculardockingshowedthatcorecomponentsBerberine，Limonin，andObacunoneandcoretargetsSLC6A4，DRD2，CHRNA4，TNF，andPTGS2andsoonwerewelldocked.ConclusionBerlambine，Llimonin，ObacunoneinJiaotaipillsthroughmultiplemechanismstotreatinsomniabyaffectingtheexpressionofSLC6A4，DRD2，TNF，CHRNA4，andPTGS2.

[Keywords]Jiaotaipills;Insomnia;Networkpharmacology;Moleculardocking

全球近10%的成年人患有失眠症，其发生率日益上升，症状表现为较难启动或维持睡眠，对睡眠时长、质量感到不满意，伴有痛苦感和日间行为能力障碍[1-2]。长期失眠可加剧现有疾病，增加躯体与精神合并症风险，消化、心脑血管、免疫等系统也受其影响[3-4]。中医认为人体阴阳、气血失和，脏腑功能失调都会导致失眠，其证型可分为心脾两虚、心肾不交、肝火扰心、痰食阻胃等[5]。

交泰丸中黄连与肉桂配伍使心火下降，肾水上济，水火相济，是治疗心肾不交型失眠的名方[6]。相比使用苯二氮䓬类药物艾司唑仑，交泰丸诱导的睡眠类似于生理性睡眠，对失眠的改善程度更明显[7-8]。交泰丸通过提高大脑和血清中γ-氨基丁酸（γ-aminobutyricacid，GABA）水平、调节下丘脑-垂体-肾上腺（hypothalamic-pituitary-adrenalaxis，HPA）轴激素和中枢神经递质5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）及去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）水平、提高血清褪黑素和腺苷水平等达到治疗失眠目的[9-12]。本文对交泰丸治疗失眠的功效进行网络药理学与分子对接技术研究。

1资料与方法

1.1收集、筛选交泰丸中药物主要化学成分及靶点

交泰丸化学成分在中药系统药理学数据库与分析平台（TraditionalChineseMedicineSystemsPharmacologyDatabaseandAnalysisPlatform，TCMSP）（http：//old.tcmsp-e.com/tcmsp.php）中以口服利用度（oralbioavailability，OB）≥20、类药度（drug-likeness，DL）≥0.1作为筛选条件获得，中医药整合药理学研究平台（Integratedpharmacology-basedResearchplatformoftraditionalChinesemedicine，TCMIP）（http：//www.tcmip.cn/TCMIP/ndex.php/Home/）进行补充。在SwissTargetPrediction数据库（http：//www.swisstargetprediction.ch/）中以智人（HomoSapiens），Probability≥0.1为筛选条件，收集作用靶点。

1.2收集失眠疾病靶点

失眠靶点在DisGeNET（https：//www.disgenet.org/）、DrugBank（https：//go.drugbank.com/）疾病基因数据库中以“sleepless”和“insomnia”为关键词获得。通过Venny2.1在线作图工具绘图软件（http：//bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/）构建活性成分与疾病靶点的交集靶点。Cytoscape3.9.1软件构建交泰丸活性成分-疾病的交集靶点网，进行拓扑分析，根据度中心性（degree，DC）得到交泰丸的活性成分。

1.3构建失眠蛋白质-蛋白质相互作用（protein-proteininteraction，PPI）网络、基因本体（geneontology，GO）功能分析及京都基因与基因组百科全书（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes，KEGG）富集分析

STRING12.0数据库（http：//cn.string-db.org/）中导入药物与疾病的交集靶点，构建PPI网络，筛选条件为种属“Homosapiens”，置信区间>0.4。采用Cytoscape3.9.1软件插件CytoNCA对结果进行拓扑分析，根据特征度、介数中心度、接近中心性、DC筛选靶点，交泰丸治疗失眠的核心靶点由DC筛选得到。核心靶点通过DAVID数据库（http：//david.ncifcrf.gov/）进行GO功能分析及KEGG富集分析。微生信平台（https：//www.bioinformatics.com.cn/）进行可视化分析。交泰丸治疗失眠的核心成分结构式与关键靶点蛋白的3D蛋白结构分别由TCMSP、PDB数据库（https：//www.rcsb.org/）获得；蛋白结构处理、分子对接验证、可视化结果由AutoDockTools1.5.7.Pymol软件处理。

2结果

2.1交泰丸活性成分及预测靶点

获得黄连主要成分31个、肉桂主要成分23个。预测并筛选两者活性成分作用靶点蛋白，得到黄连活性成分20个，活性成分对应靶点490个。肉桂活性成分10个，活性成分靶点128个。见表1。

2.2失眠靶点的获取筛选

DisGeNET、DrugBank疾病基因数据库整合获得的340个失眠相关靶点基因与交泰丸活性成分作用靶点分别导入Venny2.1在线软件工具中，取交集获得交泰丸治疗失眠作用靶点69个。

2.3交泰丸活性成分-成分对应靶点-疾病对应靶点网络构建

对交泰丸活性成分–成分对应靶点–疾病对应靶点网络进行拓扑分析，获得关联度排序前5位的活性成分，依次为小檗碱、柠檬苦素、黄柏酮、N-反式阿魏酰酪胺、黄藤素，分别与120、110、108、107、106个靶点蛋白产生相互作用。

2.4构建PPI网络并筛选核心靶点

在STRING12.0数据库中得到一个由68个节点、388条边、节度均值为11.4构成的PPI网络。Cytoscape3.9.1软件对其65个核心靶点进行拓扑分析根据DC排序，得到交泰丸治疗失眠的核心靶点为多巴胺转运蛋白（solutecarrierfamily6member，SLC6A）4、多巴胺受体（dopaminereceptorD2，DRD2）、烟碱乙酰胆碱受体（cholinergicreceptornicotinicalpha4subunit，CHRNA4）、SLC6A3、肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor，TNF）、前列腺素内过氧化物合酶（prostaglandin-endoperoxidesynthase2，PTGS2）。

2.5GO功能注释分析及富集分析

DAVID数据库进行交泰丸治疗失眠核心靶点功能注释与通路富集分析。交泰丸治疗失眠涉及116个生物过程，包括对异源生物刺激的反应、对尼古丁的反应、参与突触传递的多巴胺摄取、应答缺氧、调节多巴胺代谢过程等；22个细胞组分包括突触前膜、突触后膜、神经元投射；28个分子功能为与多巴胺结合、单胺跨膜转运蛋白活性、与5-HT结合、神经递质转运蛋白活性、与蛋白酶结合等；富集到22条信号通路，包括5-HT能突触、多巴胺能突触等。

2.6交泰丸关键成分与靶点蛋白对接结果

AutoDock软件进行分子对接，验证交泰丸治疗失眠的活性成分与靶点结合情况。油酸作为交泰丸治疗失眠的来源于肉桂活性成分中度值最大的成分及肉桂进入体内的主要代谢成分肉桂酸，也与核心靶点进行分子对接。结果显示交泰丸的核心成分与核心靶点均能自发结合。肉桂酸可与TNF、PTGS2靶点蛋白自由结合，油酸与5个关键靶点对接程度均不佳。最佳模式下，交泰丸的活性成分与核心靶点的结合能见表2。

3讨论

研究发现黄连是交泰丸治疗失眠的核心药物，主要通过增加下丘脑中5-HT、NE含量，抑制HPA轴，达到镇静、催眠作用[13-14]。肉桂提高黄连小檗碱的生物利用度，促进黄连生物碱透过血-脑脊液屏障，抑制促觉醒神经递质食欲素功能[15-16]。两者配伍使交泰丸达到治疗失眠的目的。

构建PPI网络图，得到交泰丸治疗失眠核心靶点。5-HT可调节睡眠-觉醒节律，缓解中枢性疲劳，SLC6A4表达影响个体突触间隙5-HT再摄取能力及其生物作用的持续时间和强度[17-18]。DRD2在快速眼动睡眠中起着关键作用，激活DRD2可缓解神经炎症，改善睡眠剥夺引起的认知缺陷[19-20]。TNF影响神经内分泌系统，促进脑内神经参与睡眠和人体生物钟调节过程[21]。CHRNA4可影响神经调节皮质GABA含量，影响皮质-皮质下网络调节睡眠觉醒[22-23]。PTGS2又称环氧合酶（cyclooxygenase-2，COX-2），睡眠质量与COX-2水平有关，抑制COX-2蛋白表达可改善睡眠[24-25]。

交泰丸通过多靶点、多生物活性治疗失眠。GO功能分析发现交泰丸治疗失眠的生物学过程为参与突触传递的多巴胺摄取、调节多巴胺代谢等过程；交泰丸治疗失眠的分子功能为多巴胺结合、5-HT结合等。KEGG通路分析可知交泰丸通过调节5-HT能突触、多巴胺能突触等多信号通路治疗失眠。5-HT能神经元在调节睡眠-觉醒中发挥重要作用[26]。睡眠持续时间和质量失调的潜在机制涉及神经连接蛋白2（neuroligin2，NLGN2）和GABA能神经传递，多巴胺能突触是多巴胺能突触前和GABA能突触后结构间NLGN2形成的接触[27-28]。交泰丸可影响多巴胺代谢通路干涉对氯苯丙胺诱导的大鼠失眠模型[29]。

分子对接结果显示交泰丸治疗失眠核心成分与核心靶点有较好结合活性。小檗碱、柠檬苦素、黄柏酮与关键靶点结合能力较佳。小檗碱通过影响SLC6A4间接调节睡眠-觉醒节律，缓解中枢性疲劳[17-18]；小檗碱可抑制单胺氧化酶活性提高脑神经递质，调控核因子/诱导型一氧化氮合酶/环氧合酶信号通路，改善因睡眠剥夺所致大鼠认知功能影响[30-31]。TNF的表达可影响炎症因子的释放，黄柏酮通过减少炎症信号，降低炎性细胞因子相关的蛋白质和mRNA表达，达到改善睡眠障碍的效果[32-33]。柠檬苦素作用于CHRNA4靶点，在治疗失眠方面的研究尚未有较多的开展。

本研究基于网络药理和分子对接技术从分子水平预测交泰丸治疗失眠的药效物质基础和潜在作用机制，经过筛选得到小檗碱、柠檬苦素、黄柏酮等核心成分及SLC6A4、DRD2、CHRNA4、TNF、PTGS2等关键靶点。目前柠檬苦素与黄柏酮作为交泰丸治疗失眠的核心成分，尚未有较多在失眠方面的研究。本研究为交泰丸治疗失眠的临床应用及后续研究提供一定的理论支持与参考。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

[参考文献]

[1] MORINCM，JARRINDC.Epidemiologyofinsomnia：Prevalence，course，riskfactors，andpublichealthburden[J].SleepMedClin，2022，17（2）：173–191.

[2] SUTTONEL.Insomnia[J].AnnInternMed，2021，174（3）：33–48.

[3] ROACHM，JUDAYT，TULYR，etal.Challengesandopportunitiesininsomniadisorder[J].IntJfNeurosci，2021，131（7）：1058–1065.

[4] 张心平，杨美霞，张守中，等.《黄帝内经》不寐证的理论探讨及临床应用[J].中华中医药杂志，2019， ;34（12）：5765–5767.

[5] 中国中医科学院失眠症中医临床实践指南课题组.失眠症中医临床实践指南（WHO/WPO）[J].世界睡眠医学杂志，2016，3（1）：8–25.

[6] 王群，孙世光.交泰丸治疗失眠网络Meta分析[J].中国中西医结合杂志，2020，40（5）：560–566.

[7] 曾雪爱，周春权，郭昕子，等.交泰丸对心肾不交失眠模型大鼠睡眠时相和睡眠质量的影响[J].中医杂志，2022，63（11）：1080–1087.

[8] 徐薇薇，吴爽，周冬蕊，等.交泰丸加减联合乌灵胶囊治疗失眠伴焦虑状态的临床研究[J].中西医结合心脑血管病杂志，2020，18（6）：890–893.

[9] SISIL，YUANF，LUFENGH，etal.JiaotaiwanincreasedGABAlevelinbrainandserum，improvedsleepviaincreasingNREMsleepandREMsleep，anditscomponentidentification[J].JEthnopharmacol，2022，285：114866.

[10] 赵俊云，杨晓敏，胡秀华，等.失眠动物模型HPA轴和表观遗传修饰的变化及交泰丸的干预作用[J].中医药学报，2018，46（4）：19–21.

[11] 余运龙，全世建.交泰丸对PCPA大鼠下丘脑5-HT、NE的影响[J].时珍国医国药，2011，22（11）：2803–2804.

[12] 曾聪聪，谢泳泳，戴春秀，等.交泰丸治疗围绝经期心肾不交型失眠随机双盲对照临床研究[J].新中医，2022，54（8）：41–44.

[13] 苏爽.肉桂在虚寒虚热大鼠体内药代动力学研究初探[D].北京：北京中医药大学，2010.

[14] 邹宗尧，王燕枝，胡慭然，等.黄连生物碱促小鼠睡眠实验研究[J].中国药理学通报，2014（12）：1752–1756.

[15] 白妮，李江英，陈烨丹，等.交泰丸中肉桂对黄连小檗碱在大鼠体内药动学的影响[J].中成药，2012，34（3）：442–445.

[16] 全世建，李倩，黑赏艳.交泰丸对睡眠剥夺大鼠血脑屏障P糖蛋白及下丘脑OrexinA的影响[J].中药新药与临床药理，2015，26（6）：747–751.

[17] IURESCIAS，SERIPAD，RINALDIM.Roleofthe5-HTTLPRandSNPpromoterpolymorphismsonFUQC012MxHEgU7bZcafzfQ==serotonintransportergeneexpression：Acloserlookatgeneticarchitectureandinvitrofunctionalstudiesofcommonanduncommonallelicvariants[J].MolNeurobiol，2016，53（8）：5510–5526.

[18] 郑利星，杨明会.神经递质在睡眠-觉醒中的作用[J].军医进修学院学报，2009，30（2）：244–246.

[19] HASEGAWAE，MIYASAKAA，SAKURAIK，etal.Rapideyemovementsleepisinitiatedbybasolateralamygdaladopaminesignalinginmice[J].Science，2022，375（6584）：994–1000.

[20] GAOH，ZHANGY，LUOD，etal.ActivationofthehippocampalDRD2alleviatesneuroinflammation，synapticplasticitydamageandcognitiveimpairmentaftersleepdeprivation[J].MolNeurobiol，2023，60（12）：7208–7221.

[21] 周静，刘诗翔.睡眠及相关细胞因子研究进展[J].中国医疗前沿.2009，4（13）：12–14.

[22] KLAASSENA，GLYKYSJ，MAGUIREJ，etal.SeizuresandenhancedcorticalGABAergicinhibitionintwomousemodelsofhumanautosomaldominantnocturnalfrontallobeepilepsy[J].ProcNatlAcadSciUSA，2006，103（50）：19152–19157.

[23] MARINIC，GUERRINIR.Theroleofthenicotinicacetylcholinereceptorsinsleep-relatedepilepsy[J].BiochemPharmacol，2007，74（8）：1308–1314.

[24] CHANGSL，DUROCHERF，DIORIOC.Sleepqualitytraitscorrelatewithinflammatorymarkersinthebreasttissueofwomen[J].Cytokine，2022，160：156028.

[25] FENGX，WANGY.Anti-inflammatory，anti-nociceptiveandsedative-hypnoticactivitiesoflucidoneDextractedfromganodermalucidum[J].CellMolBiol，2019，65（4）：37–42.

[26] 赵娜，谢晨，杨文佳，等.中枢五羟色胺与睡眠-觉醒[J].脑与神经疾病杂志，2023，31（7）：454–458.

[27] LEDUCT，ELALAMIH，BOUGADIRK，etal.Neuroligin-2shapesindividualslowwavesduringslow-wavesleepandtheresponsetosleepdeprivationinmice[J].MolAutism，2024，15（1）：13.

[28] UCHIGASHIMAM，OHTSUKAT，KOBAYASHIK，etal.Dopaminesynapseisaneuroligin-2-mediatedcontactbetweendopaminergicpresynapticandGABAergicpostsynapticstructures[J].ProcNatlAcadSciUSA，2016，113（15）：4206–4211.

[29] 刘光辉.交泰丸镇静催眠作用的靶标代谢组学研究[D].广州：广州中医药大学，2015.

[30] OCHA，OCHM，NOWAKR，etal.Berberine，a herbalmetaboliteinthemetabolicsyndrome：Theriskfactors，course，andconsequencesofthedisease[J].Molecules，2022，27（4）：511–518.

[31] 雷雨，刘伟，王鹏.小檗碱通过NF-κB/iNOS-COX-2信号通路对睡眠剥夺大鼠认知功能的影响[J].中国老年学杂志，2024，44（2）：459–462.

[32] LUOX，YUZ，YUEB，etal.Obacunonereducesinflammatorysignallingandtumouroccurrenceinmicewithchronicinflammation-inducedcolorectalcancer[J].PharmBiol，2020，58（1）：886–897.

[33] 陈亚睿.慢性失眠者血清BDNF和炎症因子变化及其与睡眠、认知的相关性分析[D].衡阳：南华大学，2021.

（收稿日期：2024–07–26）

（修回日期：2024–10–16）