基于网络药理学和分子对接探...竭胶囊治疗冠心病的作用机制_朱倩薇.pdf

基金项目云南省李剑专家工作站资助项目（202005AF150013）收稿日期2022-10-17修回日期2022-11-06第一作者简介朱倩薇，硕士研究生，主要从事临床药学研究。*通信作者：夏从龙，教授，E-mail：。冠心病是临床最常见的心血管疾病之一，中国心血管健康与疾病报告 2021 概要1显示：目前中国心血管疾病患病人数为 3.3 亿人，比 2019 年发布的 2.9 亿人多 4 000 万人，其中冠心病患者高达1 139 万例。随着人口老龄化、社会工作压力增大等原因，冠心病的患病人数呈上升趋势2，有效预防和治疗冠心病刻不容缓。在过去的几十年中，临床治疗冠心病的药物主要以血管紧张素转化酶抑制剂、受体阻滞剂、他汀类药物、血管紧张素受体拮抗剂等为主3。这些药物能有效缓解冠状动脉粥样硬化，但上述药物通常为单一化合物，主要集中作用于单个靶点，长期使用可能会产生副作用或耐药性4-5。中成药是我国劳动人民在同疾病斗争过程中实践和总结的智慧结晶，具有靶点多位、疗效稳固、安全性高等独特优势。如：麝香保心丸主要功效为行气止痛、活血化瘀，不仅可以迅速缓解冠心病引起的胸痛症状，还可以降低心血管不良事件发生率；复方丹参滴丸可减少冠心病心绞痛的发作次数，提高患者运动耐量，并且具有用药安全性高的特点6-7。复方龙血竭胶囊是一种由龙血竭、三七和冰片组成的中成药，被中国食品药品监督管理局批准用于冠心病的治疗，具有多成分、多途径、多靶点的特点，在治疗冠心病的临床实践中显示出显著优势。其中龙血竭具有活血、止血、镇痛、创面愈合等药理作用8；三七是我国的传统中药，因其在补血、止血、活血化瘀、抗血小板聚集、保护心脑血管方面具有显著疗效而运用广泛9。李维等10研究表明复方龙血竭胶囊不仅可以有效缓解冠心病患者心绞痛症状，还可以提高患者预后质量。有临床研究11显示，在常规治疗冠心病的基础方案上加用复方龙血竭胶囊可以提高治疗冠心病心绞痛的有效率，且对心、肝、肾功能及血液指标均无明显不良影响。复方龙血竭胶囊临床效果明显且使用广泛，但其治疗基于网络药理学和分子对接探讨复方龙血竭胶囊治疗冠心病的作用机制朱倩薇1，杨骅2，钱楷1，李丹2，夏从龙1*（1.大理大学药学院，云南大理671000；2.大理大学第一附属医院药剂科，云南大理671000）摘要目的：运用网络药理学和分子对接探讨复方龙血竭胶囊治疗冠心病的作用机制。方法：通过中药系统药理学数据库检索复方龙血竭胶囊的化学成分，利用 SwissADME 平台和 Swiss Target Prediction 数据库筛选活性成分并获得药物靶点，从GeneCards 等数据库中获取疾病靶点，构建“药物-活性成分-靶点”网络图和蛋白质-蛋白质相互作用网络，通过 Metascape 平台进行 GO 分析和 KEGG 通路富集分析，运用 AutodockVina 软件将核心活性成分和关键靶点进行分子对接。结果：筛选得到活性成分 81 个，与冠心病相关作用靶点 124 个，关键靶点为 AKT1、EGFR、AR、PTGS2、SRC 和 ESR1。GO 分析和 KEGG 通路富集分析结果显示，作用靶点涉及核因子 B、PPAR 等信号通路和炎症反应、脂肪酸代谢等生物过程。分子对接结果显示活性成分与关键靶点的结合活性较强。结论：预测复方龙血竭胶囊中的槲皮素、白藜芦醇等活性成分与 AKT1、AR、PTGS2 等靶点结合，作用于核因子 B、PPAR 等信号通路，发挥治疗冠心病的作用。关键词复方龙血竭胶囊；冠心病；网络药理学；分子对接；作用机制中图分类号R285文献标志码A文章编号2096-2266（2023）02-0008-11DOI10.3969/j.issn.2096-2266.2023.02.002大理大学学报JOURNAL OF DALI UNIVERSITY第8卷第2期2023年2月Vol.8No.2Feb.20238冠心病的作用机制尚不明确，因此，有必要深入探索复方龙血竭胶囊治疗冠心病的物质基础和作用机制。网络药理学是一门基于生物信息学、多模式药理学和大数据药物系统研究新发展起来的交叉学科12。随着生物信息学的快速发展，网络药理学在药物开发、中药成分靶点预测等方面有着广泛的应用13。分子对接是预测靶点与配体之间亲和力及结合模式的有力工具，在揭示药物活性成分与蛋白质靶点的作用机制上发挥着重要的作用14。因此，本研究采用网络药理学和分子对接技术，分析复方龙血竭胶囊治疗冠心病的活性物质和作用机制，以期为临床应用提供参考依据。1材料与方法1.1复方龙血竭胶囊活性成分及靶点筛选利用中药系统药理学数据库（TCMSP，https：/old.tcmsp- SwissADME 平台16（http：/www.swissadme.ch/）筛选潜在活性成分，筛选标准为：肠胃吸收（gastrointestinal absortion；GIabsortion）为“High”，且 5 类药性预测结果（Lipinski、Ghose、Veber、Egan、Muegge）中有 2 个及以上为“Yes”。利用Swiss Target Prediction 数据库17（http：/www.swisstargetprediction.ch/）预测化合物的作用靶点，并剔除P0.2 的基因靶点。1.2疾病靶点筛选以“coronary heart disease”“coronarydisease”“coronaryatheroscleroticheartdisease”“CHD”等为关键词，从 GeneCards 数据库18（https：/www.genecards.org）、DisGeNET 数据库19（https：/www.disgenet.org/）、TTD 数据库20（http：/ 数据库21（https：/ 蛋白质数据库（https：/www.uniprot.org）将药物活性成分的靶点与疾病靶点统一规范为 GeneSymbol 形式，取两者交集，以获得复方龙血竭胶囊干预冠心病的靶点；使用 Cytoscape 3.9.0 软件构建“药物-活性成分-靶点”网络图，再根据拓扑参数筛选复方龙血竭胶囊干预冠心病的核心活性成分。1.4蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的构建及关键靶点筛选将上述交集靶点上传至 STRING11.0 数据库22（https：/string-db.org），选择物种为“智人”，设置靶点关联的置信度为 0.40，隐藏独立点，获得 PPI 网络。利用 Cytoscape 中的 CytoNCA 插件，通过 3 次打分筛选获得关键靶点，打分标准为介数中心性（BC）、接近中心性（CC）、度中心性（DC）、特征向量中心性（EC）、网络中心性（NC）、局部边连通性（LAC）的值均大于中位数。1.5GO 分 析 和 KEGG 通 路 富 集 分 析利 用Metascape 平台23（https：/metascape.org/gp/index.html#/main/step1）对筛选出的交集基因进行 GO 分析和 KEGG 通路富集分析，GO 分析包括生物过程、分子功能和细胞组成。根据分析结果 P 值和富集基因个数，以 P0.05 为标准，筛选出前 10 条 GO 分析结果和前 20 条 KEGG 通路富集分析结果。1.6分子对接技术从 PubChem 数据库24（https：/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）下载核心化合物结构、RCSB 数据库25（https：/www.rcsb.org/）下载靶点蛋白的 3D 晶体结构。使用 PyMOL 2.4.0 软件对靶点蛋白进行脱水并去除原始小分子配体，利用AutodockVina 软件将化合物和靶点蛋白进行分子对接。以对接结合能来筛选结合活性较好的活性成分与靶点。研究流程见图 1。图 1复方龙血竭胶囊治疗冠心病的物质基础和作用机制研究流程图2结果2.1复方龙血竭胶囊的主要活性成分靶点预测结果使用 Swiss Target Prediction 数据库共获得药物靶点 1 178 个，按剔除条件筛选后得到药物靶点朱倩薇，杨骅，钱楷，等基于网络药理学和分子对接探讨复方龙血竭胶囊治疗冠心病的作用机制总第 86 期第 8 卷9161 个，药物靶点对应的活性成分共 81 个，龙血竭和三七中有 2 个共同活性成分，分别是 4-羟基苯乙酮（A1）和 7-羟基黄酮（A2）。见表 1。表 1复方龙血竭胶囊活性成分编号LXJ1LXJ2LXJ3LXJ4LXJ5LXJ6LXJ7LXJ8LXJ9LXJ10LXJ11LXJ12LXJ13LXJ14LXJ15LXJ16LXJ17LXJ18LXJ19LXJ20LXJ21LXJ22LXJ23LXJ24LXJ25LXJ26LXJ27LXJ28LXJ29LXJ30化合物名称1-（4-羟基-2-甲氧基苯基）-3-（4-羟基苯基）丙-2-烯-1-酮2，4，3-三羟基-4-甲氧基查尔酮7，4-二羟基-8-甲基黄烷7，3-二羟基-4-甲氧基黄烷7，4-二羟基黄烷芹菜素白藜芦醇1，3-二甲氧基-5-（2-苯乙烯基）苯5-苯乙烯基间苯二酚1-羟基-6，8-二甲氧基-3-甲基蒽-9，10-二酮3，4，5-三甲氧基苯酚刺甘草查尔酮Broussin柚皮素香豆素2，4，4-三羟基-3-甲氧基查尔酮7-羟基-3-（4-羟基亚苄基）苯并二氢吡喃-4-酮对羟基苯甲酸乙酯3-（3，4-二羟基苯基）-1-（4-羟基-2-甲氧基苯基）丙-2-烯-1-酮对羟基苯甲酸甲酯（3R）-3，5，7-三羟基-3-（4-羟基苯基）甲基-2H-色烯-4-酮2，4，4-三羟基二氢查尔酮2，4，4-三羟基-3-甲基二氢查尔酮3，2，3，4-四羟基-4-甲氧基查尔酮2，3-二甲氧基-4，4-二羟基查尔酮（2S）-5，7-二羟基-4-甲氧基-8-甲基黄烷2-（4-甲氧基苯基）-8-甲基-3，4-二氢-2H-色烯-7-醇（9Z）-十六碳烯酸（）-7，4-二羟基-3-甲氧基黄烷2H-1-苯并吡喃-5-醇编号化合物名称LXJ317，4-二羟基黄酮LXJ32（3R）-7，4-二羟基高异黄酮LXJ337-羟基-2-（4-羟基苯基）-8-甲基色烯-4-酮LXJ347，4-二羟基黄烷酮LXJ357-羟基-3-（4-羟基亚苄基）苯并二氢吡喃-4-酮LXJ363-甲氧基-4，5-二羟基-反式苯乙烯LXJ375，7，4-三羟基-8-甲基黄酮LXJ38龙血素 CLXJ39苏木酮 ALXJ40Cambodianins DLXJ413-（4-羟基苄基）-5，7-二羟基-6-甲基苯并二氢吡喃-4-酮LXJ427，4-二羟基高异黄酮LXJ435，7-二羟基-3-（4-羟基苄基）苯并二氢吡喃-4-酮LXJ443-（4-羟基苄基）-5，7-二羟基-6，8-二甲基苯并二氢吡喃-4-酮LXJ457-羟基-3-（4-羟基苄基）色酮LXJ463-（E）-3-羟基-4-甲氧基亚苄基）-7-羟基-2，3-二氢-4H-1-苯并吡喃-4-酮LXJ477-羟基-6-甲氧基黄酮LXJ483，7-二羟基-4-甲氧基黄酮LXJ49黄花夹竹桃黄酮LXJ50（2S）-7-羟基黄烷LXJ517-羟基黄烷酮LXJ52异甘草素LXJ532-甲氧基-4，4-二羟基查尔酮LXJ543，4-二香草基氢呋喃LXJ55间甲酚LXJ56反式-3，5-二羟基-4 甲氧基苯乙烯LXJ574-羟基-3，5-二甲氧基苯乙烯LXJ58（25R）螺甾-5-烯-3-醇LXJ59Stigmast-5，22-diene-3-O-D-glucopyranosideLXJ605，7-二羟基黄酮大理大学学报总第 86 期自然科学10注：长方形代表靶点；圆形代表组成复方龙血竭胶囊的中药；正八边形代表复方龙血竭胶囊中的活性成分。图 2复方龙血竭胶囊“药物-活性成分-靶点”网络图2.2复方龙血竭胶囊干预冠心病相关靶点获取结果在 GeneCards 数据库中得到冠心病相关的作用靶点，结合 DisGeNET、TTD、DrugBank 数据库进行补充后