基于网络药理学和分子对接的...泰颗粒抗炎镇痛作用机制研究_王亮.pdf

成都中医药大学学报 年 月第 卷第 期，.，.基于网络药理学和分子对接的三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用机制研究王亮，韩凌，邵平（华润三九医药股份有限公司，广东 深圳；辽宁华润本溪三药有限公司，辽宁 本溪；本溪国家中成药工程技术研究中心有限公司，辽宁 本溪）【摘 要】目的：基于网络药理学探讨三九胃泰颗粒抗炎镇痛的潜在作用机制。方法：通过 数据库和相关文献筛选出三九胃泰颗粒的活性成分，并对其活性成分作用靶点进行预测，运用 软件构建“三九胃泰颗粒潜在活性成分靶点”网络。通过 数据库收集炎症、疼痛相关靶点并与药物靶点相交集。通过 数据库对交集靶点进行蛋白质蛋白质相互作用（）分析，京都基因与基因组百科全书（）通路富集、基因本体（）分析于 数据库中进行。软件构建“三九胃泰颗粒潜在活性成分炎症疼痛相关靶点通路”网络。和 软件用于三九胃泰颗粒抗炎镇痛核心成分和核心靶点的分子对接。结果：共获取三九胃泰颗粒的潜在活性成分 种，其中核心活性成分 个，包括槲皮素、山柰酚、谷甾醇等；三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的核心靶点 个，包括、等，参与药物的应答、炎症应答、级联的正调节等生物过程，涉及脂质和动脉粥样硬化、等信号通路。核心成分槲皮素、山柰酚、谷甾醇、汉黄芩素、黄芩素与核心靶点、的结合能均.，能较好地结合在一起。结论：基于网络药理学分析揭示了三九胃泰颗粒多成分、多靶点、多途径抗炎镇痛的作用机制，为其临床上治疗慢性胃炎提供理论依据。【关键词】三九胃泰颗粒；抗炎镇痛；网络药理学；分子对接；作用机制【中图分类号】.；【文献标识码】【文章编号】（）【编码】.【引文格式】王亮，韩凌，邵平.基于网络药理学和分子对接的三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用机制研究.成都中医药大学学报，（）：.【开放科学（资源服务）标识码（）】【基金项目】辽宁省科技厅“揭榜挂帅”科技重点专项项目（）【第一作者】王亮，男，年生；硕士，工程师；：.【通信作者】邵平，男，年生；硕士，高级工程师；：.三九胃泰颗粒是由华润三九医药股份有限公司独家生产的中成药，由三叉苦、两面针、木香、九里香、地黄、黄芩、白芍和茯苓等 味中草药组成，具有清热燥湿、行气活血、柔肝止痛之功效，用于湿热内蕴、气滞血瘀所致的胃痛。研究表明三九胃泰颗粒对浅表性胃炎、萎缩性胃炎、糜烂性胃炎等慢性胃炎的治疗效果较好，具有消炎止痛、抗溃疡、保护胃粘膜等作用。但三九胃泰颗粒抗炎镇痛的作用机制目前还不清楚，需要进一步研究。网络药理学是一门基于系统生物学理论的新学科，它分析生物系统网络并选择特定的信号节点来设计多靶点的药物分子，构建、分析药物活性成分及其作用靶点和疾病靶点的相互作用网络，能更好的阐释中医药多成分、多靶点和多途径的作用机理。近年来，网络药理学已广泛应用于中药及其复方制剂的作用机制研究中。本研究首次采用网络药理学对三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用机制进行研究，为其在临床上治疗慢性胃炎提供新思路。材料与方法.三九胃泰颗粒活性成分获取及其作用靶点预测三九胃泰颗粒中三叉苦、九里香、黄芩、木香、两面针、白芍、茯苓、地黄等 味中药的潜在活性化合物于中药系统药理学数据库与分析平台第 期王亮 等 基于网络药理学和分子对接的三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用机制研究（，）（：）中查询并进行筛选，其筛选标准为：生物利用度（，）、类 药 性（，）.，同时结合文献报道的药物活性成分进行补充。在 数据库中检索药物潜在活性化合物对应的作用靶点。得到的作用靶点，即蛋白靶点，在（：）数据库中转化为标准的基因名。利用 .构建三九胃泰颗粒的潜在活性成分靶点网络。.疾病靶点的获取以“”“”和“”为关键词，在（：）数据库中进行挖掘。为提高靶点的可靠性，对相关靶点采取计算两次 中位数的方法获取最终靶点。.三九胃泰颗粒与炎症疼痛共同靶点获取及蛋白质相互作用网络的构建利用 .（：）获取三九胃泰颗粒潜在作用靶点与炎症疼痛相关作用靶点的交集，导入（：）数据库中构建蛋白质蛋白质相互作用（，）网络模型，将得到的结果导入 .进行可视化。.功能和 通路富集分析三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的核心靶点于（：）数据库中进行京都基因与基因组百科全书（，）富集、基因本体（，）分析，在线平台微生信（：）将结果进行可视化。.三九胃泰颗粒潜在活性成分炎症疼痛相关靶点通路网络的构建对上述得到的通路及所富集基因，以及作用于富集基因的潜在活性成分导入 .构建三九胃泰颗粒潜在活性成分炎症疼痛相关靶点通路网络图。对网络图进行拓扑学参数分析，预测三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的核心成分及核心靶点。.三九胃泰颗粒抗炎镇痛的核心成分与核心靶点的分子对接将度值由大到小的排列前五的三九胃泰颗粒作用的核心靶点基因名输入在线 数据库（：）筛选得到 文件，导入 软件进行去水、删除原有配体等操作；在 中输入度值由大到小的排列前五的三九胃泰颗粒核心成分的 ，下载其“”文件，于 软件中进行分子对接，软件中进行分子对接结果可视化。结果.三九胃泰颗粒的潜在活性成分及其作用靶点通过 数据库（、.作为筛选条件）以及文献报道，共筛选出三九胃泰颗粒中的潜在活性成分 种，其中三叉苦 种、九里香 种、两面针 种、木香 种、黄芩 种、茯苓 种、地黄 种、白芍 种，其中有两种及两种以上药材共有成分 种。将 种潜在活性成分作用的蛋白靶点利用 数据库规范为基因名，合并且删除重复值后，得到 个靶点。.三九胃泰颗粒潜在活性成分靶点网络图构建利用 .将三九胃泰颗粒的潜在活性成分和作用靶点构建生物靶标网络，网络图共包含 个节点（个中药节点、个潜在活性成分节点、个靶点节点）和 条边。通过拓扑学参数分析，其中介度（）、度值（）、紧密度（）是评估节点重要性的关键指标，共得到大于节点平均度值的潜在活性成分有 个、靶点 个，即三九胃泰颗粒发挥药物作用的主要化合物和靶点。见图。.三九胃泰颗粒抗炎镇痛的作用靶点通过 数据库获取炎症疼痛相关靶点 个。将获取的三九胃泰颗粒潜在活性成分作用靶点与炎症疼痛相关靶点导入 .中，得到交集靶点共 个，即三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用靶点，见图。.三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用靶点 网络图的构建将三 九 胃 泰 颗 粒 抗 炎 镇 痛 作 用 靶 点 导 入 数据库初步得到蛋白质相互作用关系，于.中进一步得到 网络图，见图。个三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用靶点中有 个节点未参与 网络构建，因此网络图共包含 个节点和 条边。通过拓扑学参数分析，节点的平均度值为.，度值大于.的靶点共 个，提示这些靶点在网络中处于中心位置，与其他靶点关系密切，可能为三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的关键靶点，见表。成都中医药大学学报 年第 卷 注：绿色菱形代表蛋白靶点，圆形和八边形代表活性化合物，蓝色矩形代表中药。图中节点度值越高，则形状越大；表示三叉苦，表示九里香，表示两面针，表示木香，表示黄芩，表示茯苓，表示地黄，表示白芍（下同）图 三九胃泰颗粒药材潜在活性成分靶点网络图图 三九胃泰颗粒炎症疼痛交集靶点韦恩图注：图中各节点度值越大，则形状越大，且颜色越接近红色图 三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用靶点 网络图表 三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的关键靶点靶点度值介度值紧密度 第 期王亮 等 基于网络药理学和分子对接的三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用机制研究.三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用靶点的富集分析将 个三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用靶点上传至 数据库进行 及 富集分析，生物种类选择“”，得到细胞组分（，）、生物过程（，）、分子功能（，），以及 信号通路。经查文献，以 .，值由小到大排序，将所得到的前 个条目通过微生信进行可视化，见图。分析结果表明，三九胃泰颗粒参与的生物过程主要涉及炎症应答（）、对药物的应答（）、对外源刺激的应答（）、级联的正调节（）等；分子功能主要体现在酶结合（）、蛋白激酶活性（）、蛋白激酶结合（）、细胞因子活性（）、转录因子结合（）等；细胞组分方面主要涉及细胞外间隙（）、胞外区（）和细胞质（）。此外，通过 富集分析共得到了 条信号通路，通路中主要涉及 信号通路（）、脂质和动脉粥样硬化（）、信号通路（）、信 号 通 路（）等。.三九胃泰颗粒潜在活性成分炎症疼痛相关靶点通路网络图的构建对 条通路及所富集基因，以及作用于富集基因的潜在活性成分运用 .构建三九胃泰颗粒潜在活性成分炎症疼痛相关靶点通路网络图，见图。对网络图进行拓扑学参数分析，选取度值、介度值、紧密度均大于平均值的节点，得到活性成分 个，如槲皮素（）、山柰酚（）、谷甾醇（）、汉黄芩素（）、黄芩素（）；靶点 个，包括、等，即为三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的核心成分及核心靶点，见表、。.三九胃泰颗粒抗炎镇痛的核心成分与核心靶点的分子对接为进一步明确三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用机制，遂选取 网络中度值排名前 的核心成分（、）与 靶 蛋 白（、）进行分子对接验证。结果显示筛选出来的核心成分与靶蛋白结合能力较好，均嵌入靶蛋白活性口袋的氨基酸残基内，结合能均 .，结合模式以氢键为主，疏水作用力进一步稳定了结合构象。其中 与 （：）的 氨 基 酸 残 基（）形成 个氢键，与疏水性残基（和）结合较好；与 （：）的氨基酸残基（和）形成 个氢键，与疏水性残基（）结合为稳定构象；与 （：）的氨基酸残基（）形 成 个 氢 键，与 疏 水 性 残 基（和 ）结 合 较 好；与（：）的氨基酸残基（和）形成 个氢键，与疏水性残基（，和 ）结 合 较 好。与 的氨基酸残基（和）形成 个氢键，与疏水性残基（和）结合较好。与 （：）的氨基酸残基（，和）形成 个氢键，与疏水性残基（）结合较好。与 的氨基酸残基（）形成 个氢键，与疏水性残基（，和）结合较好。与 的氨基酸残基（和）形成 个氢键，与疏水性残基（）结合较好，与 可形成 作用。见表 和图。讨论三九胃泰颗粒是一个在市场上畅销二十多年的常用药，是临床上治疗胃溃疡、慢性胃炎的主要药物，能消炎止痛，理气健胃。研究表明三九胃泰颗粒对慢性胃炎、胃溃疡等引起的炎性疼痛疗效较好，临床应用非常广泛。本研究通过网络药理学对三九胃泰颗粒的抗炎镇痛作用机制进行探讨分析，结果显示，三九胃泰颗粒抗炎镇痛的核心成分共 个，槲皮素（）、山 柰 酚（）、谷 甾 醇（）、汉黄芩素（）、黄芩素（）等有效成分可能是三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用的物质基础。三九胃泰颗粒抗炎镇痛的 核 心 靶 点 共 个，主 要 包 括、等。研究发现，槲皮素可下调（）的表达，抑制 （）的活化，减少 的产生，降低幽门螺旋杆菌感染小鼠成都中医药大学学报 年第 卷的 水平，调控 通路减少细胞凋亡。山柰酚可降低促炎细胞因子包括（）、和 的表达水平，以及幽门螺旋杆菌感染 细胞中 的产生。谷甾醇可通过抑制、激活 通路，降低、的水平，增加、的水平发挥抗炎镇痛作用。汉黄芩素可通过下调巨噬细胞和上皮细胞的 途径来延缓炎症的发生与发展。黄芩素可通过激活 通路，抑制 信号转导，进而抑制下游促炎因子的表达来缓解参与动图 三九胃泰颗粒发挥抗炎镇痛作用靶点的 及 富集分析 注：三角形表示通路，六边形表示活性成分，菱形表示蛋白靶点，且各节点度值越大，则形状越大；通路及活性成分度值越大颜色越接近红色图 三九胃泰潜在活性成分炎症疼痛相关靶点通路网络图第 期王亮 等 基于网络药理学和分子对接的三九胃泰颗粒抗炎镇痛作用机制研究表 三九胃泰发挥抗炎镇痛作用的核心成分编号化合物名称度值介度值紧密度 （）表 三九胃泰发挥抗炎镇痛作用的核心靶点靶点度值介度紧密度 表 三九胃泰颗粒抗炎镇痛的核心成分与核心靶点的分子对接化合物名称靶点结合能（）（谷甾醇）（谷甾醇）（谷甾醇）（谷甾醇）（山柰酚）（槲皮素）（黄芩素）（汉黄芩素）图 三九胃泰颗粒抗炎镇痛的分子对接模式图成都中医药大学学报 年第 卷脉粥样硬化斑块发展的炎症反应。可产生，参与炎症反应，增强促炎介质如 和 的合成。可通过使 和 的转录因子失活来调节趋化性细胞因子 产生。在肠道炎症反应中发挥着重要作用，的激活可增加 和 基因的转录，从而 使 重 新 激 活，进 一 步 上 调 炎 症 反应。被激活后可以调节许多细胞过程，包括代谢、细胞增殖、存活和炎症等。研究发现，在胃黏膜细胞中能介导调控炎