基于网络药理学及分子对接技...性浅表性胃炎的潜在作用机制_周玉其.pdf

第 41 卷第 2 期2023 年 4 月广东医科大学学报JOURNAL OF GUANGDONG MEDICAL UNIVERSITYVol.41 No.2Apr.2023145基于网络药理学及分子对接技术探讨半夏泻心汤治疗慢性浅表性胃炎的潜在作用机制周玉其1，向世俊1，周春颖1，陆多多1，崔嘉乐1，雷熙1，吴佳楠1，黄一兴1，张维炊1，杜以宽2*，杨春1*（1.广东医科大学东莞市干细胞与再生组织工程重点实验室，广东东莞 523808；2.东莞市人民医院中心实验室，广东东莞 523059）摘要：目的利用网络药理学和分子对接技术研究半夏泻心汤治疗慢性浅表性胃炎（CSG）的活性成分及其潜在作用机制。方法通过TCMSP 数据库检索获取半夏泻心汤的有效成分和对应的作用靶点，GeneCard 和OMIM 数据库筛选得到CSG 疾病靶点。借助Uniprot 数据库对靶点进行基因注释，将药物和疾病交集靶点通过Cytoscape 3.7.2 软件建立网络图，再基于String 数据库构建蛋白网络互作（PPI）图，根据介数中心性、紧密度及节点连接度筛选获得半夏泻心汤治疗CSG 的核心靶点，并通过DAVID 数据库进行GO 和KEGG 富集分析，最后利用Ledock 软件将关键活性成分和核心靶点进行分子对接验证。结果获得半夏泻心汤 164 种有效成分和 267 个作用靶点，CSG 疾病靶点 583 个，其中半夏泻心汤与CSG 的交集靶点 89 个，包括STAT3、JUN、TP53、AKT1、MAPK1、RELA 和TNF 等 11 个核心靶点。筛选得到 214 条GO 条目和 85 条KEGG 信号通路，主要富集在癌症通路、TNF 信号通路和HIF-1 信号通路等。分子对接结果显示核心成分与关键靶点具有较好的结合活性。结论半夏泻心汤治疗CSG 具有“多组分-多靶点-多通路”的作用特点。关键词：半夏泻心汤；慢性浅表性胃炎；网络药理学；分子对接 中图分类号：R 285.5 文献标志码：A 文章编号：2096-3610（2023）02-0145-10Potential mechanism of Banxia Xiexin decoction in chronic superficial gastritis based on network pharmacology and molecular docking technology ZHOU Yu-qi1,XIANG Shi-jun1,ZHOU Chun-ying1,LU Duo-duo1,CUI Jia-le1,LEI Xi1,WU Jia-nan1,HUANG Yi-xing1,ZHANG Wei-chui1,DU Yi-kuan2*,YANG Chun1*(1.Key Laboratory of Stem Cell and Regenerative Tissue Engineering,Guangdong Medical University,Dongguan 523808,China;2.Central Laboratory,Dongguan People s Hospital,Dongguan 523059,China)Abstract:ObjectiveTo study the active components and potential action mechanism of Banxia Xiexin decoction(BXD)in chronic superficial gastritis(CSG)using network pharmacology and molecular docking technology.MethodsThe active components and corresponding targets of BXD were retrieved from TCMSP database,and CSG targets were screened from GeneCard and OMIM databases.Gene annotation of these targets was performed using Uniprot database.The network diagram of the intersection targets between drugs and CSG was established by Cytoscape 3.7.2 software,and PPI protein interaction network was then constructed using String database.The core targets of BXD for CSG treatment were screened by betweenness centrality,compactness,and node connectivity,and underwent GO and KEGG enrichment analysis using DAVID database.Finally,the molecular docking between key active components and core targets was verified using Ledock software.ResultsThere were 164 active components and 267 action targets of BXD,and 583 disease targets of CSG.The intersection targets between them were 89,including 11 core targets such as STAT3,JUN,TP53,AKT1,MAPK1,RELA,and TNF.A total of 214 GO entries and 85 KEGG signaling pathways were screened,mainly in cancer,TNF and HIF-1 signaling pathways.Molecular 收稿日期：2022-08-12基金项目：广东省自然科学基金（2021A1515011580，2021B1515140012），东莞市社会发展科技项目（20211800905342），广东医科大学大学生创新创业训练项目（GDMU2020010，GDMU2020078，GDMU2021003，GDMU2021049)作者简介：周玉其（1996-），女，在读硕士研究生，E-mail:通信作者：杜以宽（1983-），男，博士，副研究员，E-mail: 杨春（1982-），女，博士，副教授，E-mail:广东医科大学学报1462023年 第41卷docking showed high binding activities between core components and key targets.ConclusionBXD has the“multi-component-multi-target-multi-pathway”features in treating CSG.Key words:Banxia Xiexin decoction;chronic superficial gastritis;network pharmacology;molecular docking慢性浅表性胃炎（CSG）是指胃黏膜在幽门螺杆菌（Hp）感染和炎症细胞浸润等各种致病因素作用下所致的非萎缩性慢性炎症性病变，患病率极高，约占接受胃镜检查者的 80%90%1，如未获得有效治疗，可发展为慢性萎缩性胃炎（CAG），少数还存在癌变风险2。在临床上对CSG 的治疗没有特效药，多以对症治疗为主，主要包括根除Hp、胃黏膜保护、抑酸和增强胃肠动力等，虽然能取得一定的疗效，但存在复阳率高和副作用大的问题3。CSG 属中医“胃脘”“心下痞”等范畴，发病机制主要是脾胃受损致胃失和降、脾失健运，使脾胃的纳运和升降的功能失调，气机郁滞，日久可致“湿阻”“食积”“痰结”“血瘀”等病理表现，从而加重病情。近年来，中医药治疗CSG 的疗效，尤其是在降低复发率和显著改善患者临床症状等方面的作用逐渐得到了临床的认可4。其中，中医的经典方剂半夏泻心汤在临床上疗效突出。该方剂由半夏、黄芩、干姜、人参、甘草、黄连和大枣等组成，具有辛开苦降、寒热平调、补泻兼施的配伍特点以及具有和胃降逆、散结除痞、和中健脾的功效5。此外，半夏泻心汤还有抗炎、抗幽门螺旋杆菌、保护胃黏膜、抗氧化应激、调节胃肠功能和免疫调节的作用6-7。半夏泻心汤可显著改善Hp 感染、胃酸分泌过多和胃黏膜损坏等临床症状8，但其作用的分子生物学机制目前尚不清楚。在大数据时代，网络药理学有助于更好地系统性研究中医药，对中医药研究具有重要的实践指导意义，且分子对接技术可以弥补药理实验带来的不足，为中药活性成分的筛选提供解决方法9-10。本研究通过网络药理学的方法探讨半夏泻心汤治疗CSG 的潜在分子机制，并运用分子对接技术验证，为更深入研究半夏泻心汤治疗CSG 的活性成分及分子机制提供依据。1材料和方法1.1半夏泻心汤有效成分和靶点的收集通过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP，https：/ 为条件进行有效成分的筛选，并运用TCMSP 数据库查找筛选所得化合物对应的靶点，然后通过 Uniprot 数据库（https：/www.uniprot.org/）将筛选出的靶点转化为对应的Gene Symbol 和Uniprot ID。1.2CSG 靶点获取以“chronic superficial gastritis”为关键词在Gene Cards 数据库（https：/www.genecards.org/）和OMIM数据库（https：/omim.org/）中获取CSG 疾病靶点，将收集的靶点汇总，去重后得到CSG 疾病靶点。1.3药材-成分-靶点图的构建根据收集到的半夏泻心汤药材的有效成分和对应的靶点，使用Cytoscape 3.8.2 软件建立“药材-成分-靶点”网络，并使用软件自带的“Network Analyzer”板块进行网络拓扑学分析。1.4蛋白网络互作（PPI）图构建将收集到的有效成分对应的靶点和CSG 疾病靶点进行比对，筛选出两者交集的靶点，将交集靶点输入string 数据库（https：/-db.org/）进行PPI 网络分析，分析模式设置为“Multiple proteins”，物种限制为“Homo sapiens”，置信度设置为0.90，并隐藏孤立蛋白，导出TSV 文件。然后使用Cytoscape 3.7.2 软件绘制PPI 网络，采用“Network Analyzer”板块对该网络进行网络拓扑学分析，根据介数中心性、紧密度及节点连接度筛选得到核心靶点。1.5基因生物功能学（GO）及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析将两者交集的靶点的 Gene symbol 输入 DAVID 6.8（https：/david.ncifcrf.gov/），设置物种为“Homo sapiens”进行GO 和KEGG 通路富集分析，然后使用微生信（http：/ 分析结果用条形图表示，KEGG 分析结果用气泡图表示。1.6成分-靶点-通路网络的构建和拓扑分析为了进一步说明成分、靶点和通路之间的关系，使用Cytoscape 3.8.2 软件构建“成分-靶点-通路”网络图，并对网络进行拓扑分析，以介数中心性、紧密度和节点连接度分析得到核心成分。1.7分子对接验证从 PDB 数据库（http：/www1.rcsb.org/）中下载核心靶点蛋白质结构，使用Chimera 软件除去其他多余的链和水分子，利用Pymol 获得对接盒子信息。从第2期周玉其，等.基于网络药