摘要
通过中药系统药理学分析平台(TCMSP数据库)、TCMID数据库、化学专业数据库、SwissTarget Prediction 数据库和Uniprot数据库获取并筛选温胆汤活性成分及靶点;通过Genecard、OMIM、Drugbank数据库收集高血压疾病的相关基因。将所得到的温胆汤的药物靶点与高血压相关靶点进行映射,取得交集基因后通过Cytoscape 3.6.0 软件构建“成分-靶点”网络,String 数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。通过BiocManager软件包对温胆汤治疗高血压的交集靶点进行基因本体论(GO)分类富集分析及京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。
获得药物-疾病交集基因94个。通过拓扑分析和MCC算法筛选出槲皮素、柚皮素、川皮苷等关键活性成分10个,STAT3、JUN、IL6等关键基因10个。通过GO分类富集分析确定了1837个条目,其中涉及生物过程的有1686条,涉及细胞组成的有61条,涉及分子功能的有90条。通过KEGG 通路富集分析,找到了126条信号通路。
• 作者单位 1.江西中医药大学附属医院(江西 南昌 330006);2.江西中医药大学(江西 南昌 330004)
高血压病是一种以体循环动脉压力升高为主要特征的心血管综合征,是临床常见的慢性疾病,是心脑血管疾病最常见但可逆的危险因素之一。大多数高血压患者没有明显的症状,少数可出现头晕、头痛和其它轻微症状,正是由于高血压病缺乏典型的症状,使得其在人群中具有潜伏性,难以及时发
高血压病在中医学理论中归属于“眩晕”“头痛”等范畴,本病以阴虚为本,阳亢为标,瘀血贯穿疾病始终,其中火、饮、虚是病机关键,三者往往合并存在,交互为
利用中药系统药理学分析平台(TCMSP,http://lsp.nwsuaf.edu.cn/tcmsp.php),以陈皮、半夏、茯苓、甘草、枳实、竹茹为关键词,对温胆汤中6味中药的全部化学成分进行收集。若在TCMSP数据库中无法获取数据,则通过TCMID数据库(http://bidd.nus.edu.sg/group/TCMsite/Default.aspx)和化学专业数据库(Chemsitry Database,http://www.organchem.csdb.cn/scdb/default.asp),以及检索国内外相关文献获取相关信息。通过限制口服吸收利用度(OB)≥30%、药物相似性(DL)≥0.18对温胆汤的活性成分筛
在疾病基因数据库(Genecard数据库,https://www.genecards.org/;OMIM数据库,https://omim.org/;Drugbank数据库,https://www.drugbank.ca/)中以“hypertension”“hypertensive”“essential hypertension”为关键词进行检索,收集高血压疾病的相关基因。
将获取到的温胆汤活性成分的预测靶点与高血压疾病相关靶点取交集,药物-疾病的交集基因。利用Cytoscape 3.6.0 软件构建温胆汤的“成分-靶点”网络图,探究温胆汤活性成分和相关靶点的相互作用。然后在Tools工具栏中的NetworkAnalyzer模块中选择Analyze Network功能对药物进行拓扑分析。在String 数据库(http://stringdb.org/),通过交集得到的靶点构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。物种设为“Homo sapiens” (人类),最低相互作用阀值设为最高置信度0.9 “highest confidence”,其余参数保持默认设置。然后借助Cytoscape 3.6.0 软件中CytoHubba插件,依据MCC得分进行核心(Hub)基因的筛选,选出得分排名前10位的基因。
本研究中半夏、陈皮、茯苓、甘草、枳实五味药物的化学成分通过 TCMSP 数据库获得,竹茹化合物的基本信息通过化学专业数据库获得,通过限定OB≥30%和 DL≥0.18 进行筛选,剔除未找到靶点的化学成分,共得到236个活性成分,预测靶标2179个,见
通过Genecard数据库检索出高血压疾病相关基因735个,OMIM数据库中获得97个基因,Drugbank数据库中获得16个基因,去除重复基因后,最后获得816个高血压疾病基因。
将所得到的温胆汤的药物靶点与高血压相关靶点进行映射,得到94个共有靶点,对应温胆汤活性成分142个。利用 Cytoscape 软件构建药物-靶点网络,见

图1 药物-疾病交集靶点网络
注: 靶点;
成分;
靶点;
枳实;
甘草;
茯苓;
陈皮;
半夏;
竹茹;
陈皮、甘草、枳实共有成分;
陈皮、枳实共有成分

图 2 温胆汤治疗高血压疾病PPI网络

图 3 温胆汤治疗高血压疾病的Hub基因
利用R软件的BiocManager软件包对温胆汤治疗高血压的交集基因进行GO分类富集和 KEGG 通路富集分析。依据P<0.05 进行GO和KEGG通路富集分析,其中富集靶标越多、P值越小的通路,与温胆汤治疗高血压的关系越为密切,分别筛选出前10条GO条目和前20条KEGG通路。GO分类富集分析包括细胞组分(cellular component,CC)、生物过程(biological process,BP)、分子功能(molecular function,MF)3个部分。通过GO分类富集分析确定了1837个条目,其中涉及生物过程的有1686条,涉及细胞组成的有61条,涉及分子功能的有90条,见

图 4 GO富集分析

图 5 KEGG通路富集分析
温胆汤的临床应用范围较为广泛,主要用于治疗“痰”“气 (郁)” “热 (火)” 为病机的多种疾病,包括精神神经系统、循环系统、呼吸系统、消化系统等方面疾病。方中以法半夏燥湿化痰为主药;痰因气滞,陈皮利气祛痰;茯苓健脾渗湿,使湿去而痰消;炙甘草补土和中;竹茹清脾胃郁热,枳实破滞助法半夏消痰;全方具有清痰利气调达气机之功。研究表明,槲皮素具有降压、降低血中低密度脂蛋白浓度的作
中药现代化、科学化的难点和问题关键在于中药复方成分较为复杂,多成分间存在协同作用,存在着复杂化学体系的物质基础和作用机
本研究筛选出温胆汤与高血压疾病的交集基因94个,构建出药物-靶点网络,进一步进行拓扑分析,找出槲皮素、柚皮素、川皮苷、山奈酚、木犀草素等10种温胆汤治疗高血压的关键活性成分。槲皮素、柚皮素、川皮苷、山奈酚、木犀草素、刺芒柄花素、7-甲氧基-2-甲基异黄酮均属于黄酮类化合物,具有抗炎,降压,降低血管的脆性,改善血管的通透性,降低血脂和胆固醇,扩张血管,抗血凝等作
同时将94个交集基因构建成PPI网络,再根据MCC算法筛选出得分排前10的温胆汤治疗高血压的关键靶标,即STAT3、JUN、IL6、MAPK3、VEGFA、IL1B、AKT1、TIMP1、IL4、IL2。其中STAT3信号通路可释放白细胞介素(IL6)、肿瘤坏死因子(TNF)等炎症因子,从而损伤心肌微血管内皮细
本研究通过KEGG 通路富集分析,找到了126条信号通路,主要包括糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、流体剪应力与动脉粥样硬化通路、TNF信号通路、松弛素信号通路等通路。表明上述信号通路在温胆汤治疗高血压疾病中发挥重要的作用,值得进一步研究。晚期糖基化终产物(AGEs)是通过蛋白质、脂类和核酸的非酶糖基化和氧化而产生的,通过蛋白质交联或与细胞表面受体结合从而促进心脏功能障碍的发
本研究利用网络药理学方法对温胆汤治疗高血压进行了分析,初步揭示了温胆汤治疗高血压的潜在活性成分、作用网络和潜在作用机制,为进一步探讨其发挥作用的药效物质基础和作用机制研究提供方向,其后续尚需系统的靶点验证和体内外实验证实其功效网络的内在关联和作用靶点集合。
参考文献
LIU J, LU X, CHEN L, et al. Expert consensus on the management of hypertension in the young and middle-aged Chinese population[J]. Int J Clin Pract, 2019, 73(12):13426-13432. [百度学术]
赵连友,孙英贤,李玉明,等. 高血压合并动脉粥样硬化防治中国专家共识[J]. 中华高血压杂志, 2020, 28(2): 116-123. [百度学术]
陈伟伟,高润霖,刘力生,等. 《中国心血管病报告2014》概要[J]. 中国循环杂志, 2015, 30(7): 617-622. [百度学术]
马丽媛,吴亚哲,陈伟伟. 《中国心血管病报告2018》要点介绍[J]. 中华高血压杂志, 2019, 27(8): 712-716. [百度学术]
熊兴江,王 阶. 论高血压病的中医认识及经典名方防治策略[J]. 中医杂志, 2011,52 (23): 1985-1989. [百度学术]
武玉琳,王翠菡,齐 新. 基于复杂网络分析原发性高血压的常见中医证型及方药使用特点[J]. 中医药学报, 2019,47 (2): 45-49. [百度学术]
李 立,郑 光,王耀献,等. 基于文本挖掘方法对比2005年前后高血压病“证-法-方药”差异[J]. 辽宁中医杂志, 2018, 45(5): 905-908. [百度学术]
胡世云,张国华,冼绍祥,等. 天麻钩藤饮和血府逐瘀汤与温胆汤含药血清对SHR心肌成纤维细胞增殖的影响[J]. 广东医学, 2009,30 (2): 196-198. [百度学术]
卜雕雕,苏 卓,张 丹,等. 基于网络药理学左金丸治疗胃溃疡的机制[J]. 中成药, 2019, 41(6): 1264-1271. [百度学术]
EDWARDS R-L, LYON T, LITWIN S-E, et al. Quercetin reduces blood pressure in hypertensive subjects[J]. J Nutr, 2007, 137(11): 2405-2411. [百度学术]
EGERT S, BOSY-WESTPHAL A, SEIBERL J, et al. Quercetin reduces systolic blood pressure and plasma oxidised low-density lipoprotein concentrations in overweight subjects with a high-cardiovascular disease risk phenotype: a double-blinded, placebo-controlled cross-over study[J]. Br J Nutr, 2009, 102(7): 1065-1074. [百度学术]
LIU L, SHAN S, ZHANG K, et al. Naringenin and hesperetin, two flavonoids derived from Citrus aurantium up-regulate transcription of adiponectin[J]. Phytother Res, 2008, 22(10): 1400-1403. [百度学术]
白 鹭,李 鸿,覃 琴,等. 黄酮类化合物对血管内皮细胞损伤的保护作用及机制研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志, 2020,26(12):203-211. [百度学术]
吴 蕾. 温胆汤干预同型半胱氨酸致内皮细胞损伤的机制研究[J]. 中西医结合心脑血管病杂志, 2020, 18(3): 427-431. [百度学术]
胡亚洁,赵晓锦,宋咏梅,等. 基于网络药理学的中药复方研究探讨[J]. 时珍国医国药, 2018, 29(6): 1400-1402. [百度学术]
逯克娜,林寒梅,黄 巍,等. 基于网络药理学的化痰通脉饮“半夏-当归”药对抗多囊卵巢综合征作用机制的研究[J]. 时珍国医国药, 2019, 30(3): 539-543. [百度学术]
刘少志,袁中文,梅峥嵘,等. 氯沙坦通过JAK2/STAT3信号通路在晚期糖基化终产物诱导心肌微血管内皮细胞损伤中的保护机制研究[J]. 安徽医科大学学报, 2020, 55(4): 545-549. [百度学术]
闫 磊. 芩丹胶囊及其有效成分槲皮素逆转自发性高血压大鼠心室肥厚的实验研究[D]. 济南:山东大学, 2014. [百度学术]
季 也,蔡虎志,陈青扬,等. 炎性细胞因子与原发性高血压发病机制关系的探究[J]. 中西医结合心脑血管病杂志, 2017, 15(21): 2712-2715. [百度学术]
王 娅,刘明珠,李红俊,等. 内吗啡肽-1后处理的心肌保护作用及其对Erk1/2信号通路的影响[J]. 南方医科大学学报, 2017,37 (8): 1028-1034. [百度学术]
谢志伟. 周期性张应变诱导VEGFA的选择性剪切在高血压条件下血管重建中的作用[D]. 上海:上海交通大学, 2018. [百度学术]
苗艳菊,杨 敏,郑 娇,等. Akt1在高血压心肌纤维化中的作用及其机制[J]. 中华高血压杂志, 2013, 21(3): 265-271. [百度学术]
DELUYKER D, EVENS L, BITO V. Advanced glycation end products (AGEs) and cardiovascular dysfunction: focus on high molecular weight AGEs[J]. Amino Acids, 2017, 49(9): 1535-1541. [百度学术]
FUKAMI K, YAMAGISHI S, OKUDA S. Role of AGEs-RAGE system in cardiovascular disease[J]. Curr Pharm Des, 2014, 20(14): 2395-2402. [百度学术]
陈媛媛,陈亚芬,孙学然,等. 糖基化终末产物调控糖尿病合并动脉粥样硬化中FSTL1表达的机制研究[J]. 国际心血管病杂志, 2019, 46(1): 31-35. [百度学术]
付 鑫,卢 杰,李 潞,等. 丹参酮Ⅱ A对Apoe基因敲除动脉粥样硬化小鼠主动脉TNF-α/p38MAPK/NF-κ B/RBP4信号通路变化研究[J]. 辽宁中医药大学学报, 2018,20 (1): 18-21. [百度学术]