摘要
通过TCMSP数据库筛选丹参饮中药有效化学成分与对应靶点蛋白，利用GeneCards、PharmGKB、Therapeutic Target Database（TTD）以及DrugBank数据库收集慢性心力衰竭疾病相关靶点，通过R软件获取疾病与药物交集靶点。利用Cytoscape3.9.1软件构建“丹参饮-成分-慢性心力衰竭-靶点”网络关系图，通过STRING网站构建PPI蛋白互作网络关系，绘制可视化图形。基于R软件基因本体论（Gene Ontology，GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富集分析语言包对交集靶点进行富集分析；通过Autodock Vina软件对关键化学成分与关键靶点进行对接分析，利用Pymol软件实现分子对接可视化。
筛选后获得药物有效化学成分78种，对应靶点134个，疾病靶点2096个，取两者交集获得92个潜在治疗靶点；丹参饮治疗慢性心力衰竭的核心化学成分为木犀草素、丹参酮ⅡA、β⁃谷甾醇，核心靶点为STAT3、AKT1和TP53蛋白；KEGG富集分析显示主要信号通路是PI3K-Akt信号通路，分子对接结果表明核心成分与关键靶点均能结合稳定。
※基金项目 热敏灸国家临床研究中心（No.20203CCD41006）；江西中医药大学国家级大学生创新创业训练项目（No.202110412023）； 江西中医药大学省级大学生创新创业训练计划（No.202210412008）
心力衰竭（heart failure，HF）是由多种原因导致心脏结构或功能异常，心脏收缩或舒张功能受损，心泵血功能下降，无法维持器官灌注的复杂临床症候
慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）属于中医学“心衰”范畴，是以心气血阴阳亏虚为本，气滞、血瘀、水饮为标的本虚标实之证，多项关于CHF的中医证候要素分析研
以“丹参”“檀香”“砂仁”为关键词在中药系统药理学数据库与分析平台（traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP）网站检索，设置筛选标准为：口服生物利用度（Oral bioavailability，OB）≥30%，类药性（Drug like，DL）≥0.18，获取三者活性成分，并获取对应靶点蛋白。通过perl语言整合药物成分与靶点。应用uniprot数据库（https://www.uniprot.org）转换基因名，将target name转变成symbol name。
以“Chronic Heart Failure”为关键词在GeneCards（https://www.genecards.org/）、PharmGKB（https://www.pharmgkb.org/）、TTD（http://db.idrblab.net/ttd/）、DrugBank（https://go.drugbank.com/）四大数据库检索，收集CHF相关靶点，GeneCards数据库中relevance score 参数值10.0。整合疾病靶点信息，运用R4.1.3软件合并后剔除靶点重复值，获取疾病靶点，利用韦恩图包绘制疾病靶点VENN（韦恩）图。最后将药物靶点与疾病靶点导入R软件，绘制药物-疾病交集靶点韦恩图。
将药物与疾病交集靶点输入STRING网站（https://cn.string-db.org/）进行搜索，物种设定为人类（Homo sapiens），隐藏蛋白网络中的游离节点，最低交互分数设置为0.4，实现蛋白互作（protein-protein interaction，PPI）网络构建。利用Cytoscape3.9.1软件CytoNCA插件获取Degree值筛选核心靶点，再通过R软件以中位值作为筛选条件获得核心靶点。
通过Biocondoctor网站（https://www.bioconductor.org）下载安装GO富集分析和KEGG通路富集分析的语言包到Ｒ4.1.3软件，然后依托Ｒ4.1.3绘制出GO功能和KEGG通路富集气泡图、柱状图以及相应的信号通路图。
通过PubChem数据库（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）获取药物主要活性成分的2D结构，利用Chem3D软件输出最小能量值并将格式转换为mol2格式，运用uniprot数据库（https://www.uniprot.org/）以及PDB数据库（https://www.rcsb.org/）获取核心靶点3D结构，再利用Pymol软件优化蛋白3D结构，导入Autodock软件，通过Autodock Vina进行对接，输入结合能参数。最后将靶点蛋白以及药物活性成分的pdbqt格式文件导入Pymol软件实现对接可视化。
按照筛选标准检索TCMSP数据库，共得到有效化学成分共78个，其中丹参65个，檀香3个，砂仁10个，继续获取对应靶点蛋白，利用Uniprot数据库转换靶点基因名，剔除重复、无效靶点，最终共获得134个有效靶点，与药物靶点相对应的有效成分共63个。
以“Chronic Heart Failure”为关键词分别在GeneCards、PharmGKB、TTD、DrugBank数据库中检索，分别得到疾病靶点2036个、16个、12个、66个，去除重复靶点后得到2069个疾病相关靶点。将药物作用靶点与疾病相关靶点导入R4.1.3软件，通过韦恩图包映射取交集，获得92个丹参饮治疗CHF的潜在作用靶点见
图1 丹参饮治疗CHF的药物-疾病靶点韦恩图
将药物有效成分与交集靶点导入Cytoscape3.9.1软件，获取丹参饮治疗CHF的“药物-疾病-成分-靶点”网络关系图（
图2 丹参饮治疗CHF的药物-疾病-成分-靶点网络关系图
将92个交集靶点导入STRING网站，获得PPI网络关系图（
图3 丹参饮治疗CHF的交集靶点PPI网络关系图
图4 丹参饮治疗CHF的CytoNCA筛选流程图
依托RR4.1.3软件进行GO富集分析，共获得2004条条目，其中包括133条分子功能（MF），主要与DNA结合转录因子结合、泛素蛋白连接酶结合、RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合等功能相关；包含1813条生物过程（BP），主要与外来刺激应答、氧水平、类固醇激素反应、激酶活性的正向调节、氧化应激反应、血液循环等有关；包含58条细胞组成（CC），主要与细胞膜筏、膜微区、细胞器外膜、突触膜、线粒体外膜等组成相关。见
图5 GO富集分析柱状图
KEGG富集分析共获得165条通路，其中主要富集在PI3K-Akt、IL-17、HIF-1、TNF、P53信号通路，体现了丹参饮多通路治疗CHF的特点。见
图6 KEGG富集分析气泡图
本研究选择PI3K-Akt信号通路进行靶点通路分析，获得靶点通路图，见
图7 PI3K-Akt信号靶点通路图
选取核心成分木犀草素、丹参酮ⅡA、β⁃谷甾醇与核心靶点STAT3、AKT1、TP53进行分子对接验证预测结果，以成分与蛋白结合自由能为标准，结合能<-5 kcal/mol则判定两者结合稳
图8 分子对接结果
A. Tanshinone ⅡA与TP53分子对接
B. Luteolin与TP53分子对接
C. Tanshinone ⅡA与STAT3分子对接
图9 分子对接结合模式
CHF是一种慢性、自发进展性疾病，目前关于心衰的病因大致分为两大类，即心肌病变与心脏负荷异常。心肌病变具体包括缺血性心脏病、心脏毒性损伤、心肌炎等；心脏负荷异常常由高血压、瓣膜和心脏结构异常、心包及心内膜疾病等所
本研究通过构建与分析“药物-疾病-成分-靶点”网络关系，发现丹参饮治疗CHF具有多成分、多靶点综合作用的特点，木犀草素、丹参酮ⅡA、β⁃谷甾醇是丹参饮治疗CHF的核心化学成分。木犀草素是最常见的黄酮类化合物之一，该分子可通过内源性和外源性信号通路，发挥抗氧化、抗肿瘤、抗炎症和抗凋亡等作
本研究构建PPI蛋白互作网络关系筛选核心靶点发现，STAT3、AKT1、TP53为PPI核心靶点。STAT是一类具有整体结构的细胞质转录因子，STAT3参与许多生物学过程，包括细胞增殖、存活、分化和血管生
代谢重塑和慢性炎症在心衰病理过程中发挥重要作用，线粒体生物合成受损、自噬、胰岛素抵抗和氧化应激是心衰的主要机
综上，本研究运用网络药理学与分子对接技术对丹参饮治疗CHF的核心化学成分、核心靶点以及相关作用机制进行了初步探讨，为今后相关研究提供参考。由于本研究方法是基于公共数据库和公开发表的已有数据，从生物网络信息分析的角度预测药物作用机制，存在一定的局限性，后续仍需相关动物、细胞、分子实验研究验证，为丹参饮治疗CHF的机制研究给予更加可靠的证据。
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