基于网络药理学和分子对接技...泻心汤治疗白塞病的作用机制_吴晓怡.pdf

DOI:10.13276/j.issn.2097-1656.2023.03.012临床医学基于网络药理学和分子对接技术探讨甘草泻心汤治疗白塞病的作用机制吴晓怡1，吴嘉敏1，郑继源1，许洪彬2，陈达满3，赖思燃1，刘睿轩1，陈光星4(广州中医药大学:1第一临床医学院，2第二临床医学院，广东 广州 510405;3广州中医药大学第四临床医学院，广东 深圳 518033;4广州中医药大学第一附属医院风湿科，广东 广州 510405)基金项目:国家自然科学基金(81573850);广州中医药大学省级大学生创新创业训练计划项目(S202110572075)作者简介:吴晓怡，本科，从事网络药理学研究，Tel:19927524648，E-mail:1035894756 通信作者:陈光星，Tel:15570351870，E-mail:cgx02 网络首发:https:/ 目的利用网络药理学和分子对接技术，探讨甘草泻心汤治疗白塞病(BD)的作用机制。方法利用中药系统药理学数据库与分析平台，获取甘草泻心汤作用于 BD 的有效活性成分和靶点。从 GeneCards 数据库中筛选 BD 的相关靶点，导入 Cytoscape 3.7.2 构建药物 成分 靶点 疾病作用网络，使用 STING 绘制蛋白质互作(PPI)网络并筛选出核心靶点，基因本体(GO)与京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析药物和疾病的信号通路。并使用 AutoDock Vina 工具对甘草泻心汤关键活性成分和核心靶点进行分子对接验证。结果本研究筛选出甘草泻心汤有效活性成分 141 个，可治疗 BD 的作用靶点 60 个。PPI 网络分析得到 STAT3、IL-6、TNF等核心靶点 10 个。GO 富集分析得到调节细胞因子、氧化应激、炎症生成等条目 1 871 条。KEGG 富集分析得到Th17 细胞分化、IL-17、TNF 等信号通路 17 114 条。分子对接结果显示关键活性成分槲皮素、山柰酚、黄芩素、柚皮素与核心靶点 STAT3、IL-6、TNF、IL-1 均具有较好的结合活性。结论甘草泻心汤可能通过槲皮素、山柰酚等活性成分作用于 STAT3、IL-6 等 10 个核心靶点达到抗 BD 的作用，其机制与调控 Th17 细胞分化、IL-17、TNF 等免疫炎症相关通路有关。关键词 网络药理学;分子对接;甘草泻心汤;白塞病;作用机制 中图分类号 285 文献标志码 ADiscussion on the mechanism of Gancao Xiexin Decoction in the treatment of Behcets diseasebased on network pharmacology and molecular dockingWU Xiaoyi1，WU Jiamin1，ZHENG Jiyuan1，XU Hongbin2，CHEN Daman3，LAI Siran1，LIU uixuan1，CHEN Guangxing41First School of Clinical Medicine，2Second School of Clinical Medicine，Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou 510405，China;3Fourth School of Clinical Medicine，Guangzhou University of Chinese Medicine，Shenzhen518033，China;4Department of heumatology，First Affiliated Hospital，Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou 510405，China Abstract ObjectiveTo explore the mechanism of Gancao Xiexin Decoction in the treatment of Behcets disease(BD)by using network pharmacology and molecular docking technology.MethodsWe used Traditional Chinese MedicineSystems Pharmacology Database and Analysis Platform to obtain the effective active ingredients and targets of Gancao XiexinDecoction on BD and selected the relevant targets of BD from GeneCards database.The interaction network of drugs-ingredients-targets-diseases was generated by Cytoscape 3.7.2 software，protein-protein interaction(PPI)network wasdrawn by STING，core targets were screened，and the signal pathways of drugs and diseases were analyzed by gene ontology(GO)and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)enrichment analysis.In addition，AutoDock Vina was usedto verify the molecular docking of the key active ingredients and the core targets of Gancao Xiexin Decoction.esultsInthis study，141 active ingredients and 60 action targets of Gancao Xiexin Decoction were screened.PPI network analysisobtained 10 core targets such as STAT3，IL-6 and TNF.GO enrichment analysis yielded 1 871 items regulating cytokines，552空军军医大学学报2023 年 3 月第 44 卷第 3 期http:oxidative stress and inflammation.KEGG enrichment analysis obtained 17 114 signal pathways such as Th17 celldifferentiation，IL-17 and TNF.The results of molecular docking showed that the key active ingredients including quercetin，kaempferol，baicalein，naringenin，and the core targets including STAT3，IL-6，TNF，IL-1 had good binding activity.ConclusionGancao Xiexin Decoction may act on 10 core targets such as STAT3 and IL-6 through active ingredients suchas quercetin and kaempferol.Its mechanism is related to the regulation of Th17 cell differentiation，IL-17，TNF and otherpathways related to immune and inflammation.Key words network pharmacology;molecular docking;Gancao Xiexin Decoction;Behcets disease;mechanism ofaction白塞病(Behcets disease，BD)是指以反复口腔溃疡、生殖器溃疡、葡萄膜炎及皮肤损害为临床特征的慢性全身性血管炎症性疾病，可累及胃肠道、关节、心血管、肾脏及神经等多个系统1。BD 发病主要集中在中东、地中海及东亚地区，在我国发病率为14/10 万2。故寻找治疗 BD 的有效方法和药物具有重要意义。目前认为 BD 的病理机制是以中性粒细胞为主介导的血管损伤及 Th1 和 Th17 细胞介导的免疫反应3 4。由 Th17 及 Th1 细胞增多、Treg 细胞减少引起的免疫失衡和 IL-17 通路介导的炎症在 BD 的发病中起到重要作用3，5。BD 在中医学上归属于“狐惑病”范畴，首见于金匮要略，“狐惑之为病，状如伤寒，默默欲眠，目不得闭，卧起不安，蚀于喉为惑，蚀于阴为狐”。研究表明甘草泻心汤治疗 BD 有一定的疗效6，但作用机制尚不明确。网络药理学可以通过构建“药物成分 靶点 疾病”相互作用网络，从多角度揭示中药复方治疗疾病的作用机制，符合中医整体观和辨证论治观。本研究拟从网络药理学及分子对接的角度阐释甘草泻心汤治疗 BD 的物质基础和分子机制，为临床应用和实验研究提供科学的思路和依据。1材料与方法1.1材料中药系统药理学数据库与分析平台(TraditionalChinese Medicine Systems Pharmacology Database andAnalysisPlatform，TCMSP)数据库(https:/old.tcmsp- 数据库(https:/www.uniprot.org/);GeneCards 数据库(http:/www.genecards.org/);Venny 2.1(https:/b.csic.es/tools/venny/index.html);Cytoscape 软 件(v3.7.2);STING 数据库(https:/cn.string-db.org/);SCB PDB数 据 库(https:/www.rcsb.org/);PubChem 数 据 库(https:/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/);软件(v4.1.0);ChemDraw 软件(v20.0);PyMOL 软件(v2.5);AutoDockVina 软件(v1.1.2)。1.2方法1.2.1甘草泻心汤药物主要活性成分筛选及靶点收集运用 TCMSP 数据库筛选甘草泻心汤中七味中药(黄连、黄芩、半夏、干姜、大枣、人参、甘草)的有效活性成分和对应靶点，设置条件为口服生物利用度(oral bioavailability，OB)30%、类 药 性(druglikeness，DL)0.18。利用 Uniprot 数据库将靶点名称进行统一标准化处理，用于后续的数据分析。1.2.2BD 靶点筛选以“Behcets disease”为关键词在 GeneCards 数据库中进行检索并筛选 BD 靶点。将所得 BD 靶点与甘草泻心汤的靶点输入 Venny 2.1 在线工具，绘制交集靶点韦恩图，得到交集靶点。1.2.3药物成分靶点疾病网络构建利用Cytoscape 3.7.2 软件绘制“药物 成分 靶点 疾病”网络图，依据节点代表活性成分或交集靶点、边代表活性成分和交集靶点之间的相互作用的原则对网络进行分析。根据度值筛选出前 5 个关键活性成分。1.2.4蛋白质互作(protein-protein interaction，PPI)网络构建将交集靶点导入 STING 数据库，研究种类定义为“Homo sap