基于网络药理及分子对接技术...-川芎治疗焦虑症的作用机制_张继伟.pdf

世界中西医结合杂志 2023 年第 18 卷第 1 期World Journal of Integrated Traditional and Western Medicine2023，Vol.18，No.1药物研究DOI:10 13935/j cnki sjzx 230113基金项目:国家中医药管理局第三届国医大师传承工作室及全国名中医传承工作室建设项目;中国中医科学院科技创新工程项目(CI2021A05012)作者单位:中国中医科学院西苑医院，北京 100091通信作者:李秋艳，Email:liqiuyan1968 sohu com基于网络药理及分子对接技术探讨贯叶金丝桃 川芎治疗焦虑症的作用机制张继伟李秋艳张蕊顾继昱倪恬张雪雪唐威【摘要】目的应用网络药理学及分子对接方法探讨贯叶金丝桃 川芎药对治疗焦虑症作用机制，为临床应用贯叶金丝桃 川芎药对提供依据。方法利用 TCMSP 数据库进行化合物成分检索，Swiss Target Prediction 数据库预测药物靶点，在 Uniprot 数据库进行标准化处理。使用 OMIM 数据库、Disgenet 数据库、Genecards 数据库获焦虑症相关靶点数据。利用 Venny 2 1 在线软件绘制韦恩图，Cytoscape 3 7 2 软件构建“药物 成分 靶点 疾病”可视化网络图。使用 Network Analyzer 软件对网络图进行拓扑分析，利用 DAVID 6 8 数据库，基于 3 6 1 软件使用 Bioconductor 生物信息软件包，进行关键靶基因 GO 与 KEGG 功能富集分析。对接程序由 AutoDock Vina1 1 2 执行，应用 PyMOL 2 3 0 和 BIOVIA Discovery Studio 2016 软件对结果可视化。结果共筛选出贯叶金丝桃 川芎药对 12 个活性成分，潜在靶点 413 个，焦虑症相关靶点 1871 个，活性成分 疾病共同靶点 119 个，进行拓扑分析得到 9 个核心成分。对其 PPI 网络进行 MCODE 聚类分析共得到 4 个基因簇和 3 个核心基因。GO 和KEGG 分析显示，贯叶金丝桃 川芎药对治疗焦虑症主要涉及化学突触传递调节、神经活性配体 受体相互作用、含 5 HT 的神经突触、多巴胺(Dopamine，DA)能神经突触等信号通路相关。筛选出 4 种成分与关键靶点结合强度较强，且具有保护神经细胞、调节神经递质、抗氧化等作用的核心活性成分。结论贯叶金丝桃 川芎药对可能与 5 HT、GABA、DA 神经递质信号通路调节关系密切，并通过减轻氧化应激、抑制自噬、保护及促进神经细胞再生等机制治疗焦虑症。【关键词】贯叶金丝桃;川芎;焦虑症;网络药理学;分子对接【中图分类号】285 6【文献标识码】AMechanism of Hyperici Perforati Herba Chuanxiong hizoma in the Treatment ofAnxiety Disorder Based on Network Pharmacology and Molecular DockingZHANG Ji wei，LI Qiu yan，ZHANG ui，GU Ji yu，NI Tian，ZHANG Xue xue，TANG Wei(Xiyuan Hospital，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100091)【Abstract】ObjectiveTo explore the mechanism of Hyperici Perforati Herba(HPH)Chuanxiong hizoma(C)in the treatment of anxiety disorder based on network pharmacology and molecular docking to provide references forthe clinical application of HPH C drug pair MethodsTCMSP was used for component retrieval，Swiss Target Predic-tion was used to predict drug targets，and Uniprot was used for standardization OMIM，Disgenet，and Genecards were usedto obtain the data on anxiety related targets Venn diagram was plotted by Venny 2 1 Cytoscape 3 7 2 was used to con-struct the drug component target disease visualized network Network Analyzer was adopted for topological analysisof the network DAVID 6 8 and Bioconductor software package based on 3 6 1 software were used for GO and KEGG en-richment analyses of key target genes The docking procedure was performed by AutoDock Vina 1 1 2 and the resultswere visualized using PyMOL 2 3 0 and BIOVIA Discovery Studio 2016 esultsTwelve active components of the HPH C drug pair，413 potential targets，and 1 871 anxiety related targets were screened out There were 119 common tar-gets of active components and the disease，and nine core components were obtained by topological analysis Four gene clus-ters and three core genes were obtained by MCODE clustering analysis of the PPI network GO and KEGG analysis revealedthat in the treatment of anxiety disorder，the HPH C drug pair was primarily involved in signaling pathways such aschemical synaptic transmission regulation，neuroactive ligand receptor interaction，synapses containing 5 HT，and do-paminergic synapses Four core active components were screened，which had strong binding affinity with key targets，andhad the functions of protecting nerve cells，regulating neurotransmitters，and resisting oxidation ConclusionHPH C58世界中西医结合杂志 2023 年第 18 卷第 1 期World Journal of Integrated Traditional and Western Medicine2023，Vol.18，No.1drug pair may be closely related to the regulation of 5 HT，GABA，and DA neurotransmitter signaling pathways and cantreat anxiety disorder by reducing oxidative stress，inhibiting autophagy，and protecting and promoting nerve cell regenera-tion【Keywords】Hyperici Perforati Herba;Chuanxiong hizoma;Anxiety Disorder;Network Pharmacology;Molecular Doc-king焦虑症是临床常见精神类疾病1。国外一项针对 44 个国家的 87 项研究显示全球焦虑症患病率为 7 3%，约 11 6%在特定的年份会有焦虑症2。世界范围内，发病率差异较大处于 4 8%31%之间3。其中，女性患焦虑症是男性的 2 倍;55 岁及以上的成年人患焦虑症的可能性比 35 54 岁的人低 20%4。随着社会环境及生活方式的改变，焦虑症发病率呈逐年增高趋势5，目前现代医学治疗本病主要以镇静安眠类药物为主，常见嗜睡、乏力、多汗、胃肠功能紊乱等不良反应6。焦虑症属于中医学“郁病”“灯笼病”“百合病”“怔忡”“失眠”等范畴7，中医药治疗焦虑症具有一定优势，不仅能缓解焦虑症状，还能减少抗焦虑药引起的不良反应8。通过临床跟师总结李秋艳教授治疗焦虑症，在辨证论治的基础上常应用贯叶金丝桃 川芎药对，在改善焦虑症状方面取得一定疗效。本研究基于网络药理学探讨贯叶金丝桃 川芎治疗焦虑症可能分子生物学机制，并通过分子对接技术进行验证，为进一步研究贯叶金丝桃 川芎治疗焦虑症的作用机制提供基础和思路。1材料与方法1 1贯叶金丝桃 川芎活性成分筛选及靶点预测在 TCMSP 数据库(https:/tcmspw com/tcmspphp)中，分别以贯叶金丝桃、川芎作为关键词进行化合物成分检索。基于 TCMSP 检索的药物化学成分，设置口服生物利用度(Oralbioavailability，OB)30%和类药性(Drug likeness，DL)0 18 为筛选条件9。使用 TCMSP 数据库获得上述成分的结构，导入 Swiss Target Prediction 数据库(http:/wwwswisstargetprediction ch/)预测药物靶点，并在 Uni-prot 数据库(https:/www uniprot org/)对靶点进行标准化处理。1 2焦虑症疾病靶点筛选使用 OMIM 数据库(https:/omim org/)，Dis-genet 数据库(https:/www disgenet org/)，Gene-cards 数 据 库(https:/www genecards org/)，以“Anxiety Disorders”为关键词进行检索，将检索获得的基因数据取并集，筛除重复值，获得焦虑症相关靶点数据。1 3药物 疾病共同靶点预测将筛选出的贯叶金丝桃、川芎活性成分靶点数据与焦虑症靶点数据导入 Venny 2 1 在线软件作图工具平台，绘制韦恩图，将二者取交集得到药物与疾病共有靶点，作为药物作用于疾病的预测靶点。1 4中药 成分 靶点 疾病网络构建将药物活性成分、药物及疾病共同靶点的节点文件等导入 Cytoscape 3 7 2 软件，构建“药物 成分 靶点 疾病”可视化网络图。使用 Network An-alyzer 对网络图进行拓扑分析，对贯叶金丝桃 川芎治疗焦虑症核心成分进行筛选。1 5蛋白相互作用(PPI)网络构建与关键靶点筛选将药物 疾病共同靶点输入到 STING 数据库(https:/string db org/