古代经典名方升陷汤治疗心血...机制和物质基准指标成分研究_朱慧明.pdf

1222 2022 Volume 24 No.12(Serial No.230)作者简介朱慧明，女，正高级工程师，研究方向:药效物质基础与体内代谢研究。E-mail:*通讯作者冯小龙，男，副教授，研究方向:中药药效物质基础研究。E-mail:中医中药古代经典名方升陷汤治疗心血管疾病的作用机制和物质基准指标成分研究朱慧明，郝雨欣，程佳洁，吴梦冬，郭若涵，李康，贾晨硕，冯小龙*(石家庄学院化工学院，河北 石家庄 050035)摘要 目的:探讨古代经典名方升陷汤用于心血管疾病治疗的作用机制与药效物质基础。方法:运用网络药理学方法，采用多个数据库收集的升陷汤中化学成分信息，预测化学成分的作用靶点，通过 Cytoscape 软件，构建活性成分-靶点相互作用和靶点蛋白相互作用网络，通过 DAVID 数据库对靶点进行生物过程和信号通路分析，针对心血管疾病构建“药材-活性成分-靶点-通路”网络。结果:升陷汤 5 种药材中的 44 个潜在活性成分，通过作用于 72 个靶点，影响 9 个心血管相关的基因通路，发挥治疗心血管相关疾病的作用。经分子对接验证，可以从中确定为物质基准质控指标的核心成分共 10 个，发挥作用的关键核心靶点 9 个。结论:升陷汤用于心血管疾病治疗具有多成分、多靶点、多通路的特点，采用网络药理学方法可以实现快速筛选活性成分预测作用机制目的，可为古代经典名方物质基准指标成分的确定提供依据。关键词 古代经典名方;升陷汤;网络药理学;心血管疾病;作用机制;物质基准 中图分类号 285 文献标志码 A 文章编号 1009 0959(2022)12 1222 08Study on the Action Mechanism and Material eference Index Composition of AncientClassical Prescription Shengxian Decoction in the Treatment of Cardiovascular DiseaseZHU Huiming，HAO Yuxin，CHENG Jiajie，WU Mengdong，GUO uohan，LI Kang，JIA Chenshuo，FENG Xiaolong*(Chemical Engineering Institute，Shijiazhuang University，Hebei Shijiazhuang 050035，China)Abstract Objective:To explore the action mechanism and pharmacodynamic substance basis of ancient classical prescription sheng-xian decoction in the treatment of cardiovascular disease.Methods:Using the method of network pharmacology，the information of chemi-cal components in shengxia decoction were collected from multiple databases，and the targets of chemical components were predicted Thecompounds-targets network was constructed by Cytoscape software and network topology analysis was carried out.DAVID database wasused to analyze the molecular function and biological pathway of the action targets.herbs-active compounds-targets-pathways networkwas constructed for cardiovascular diseases.esults:44 potential active compounds were screened out from 5 kinds of herbs in shengxiandecoction，which can affect 9 cardiovascular related gene pathways by acting on 72 targets，and play a role in the treatment of cardiovascu-lar related diseases.Through molecular docking verification，there are 10 core components that can be determined as the material bench-mark quality control indicators，and 9 key targets.Conclusion:Shengxian decoction can treat cardiovascular disease through multi-target，multi-channel and multi-pathway synergism.The network pharmacology method can be used to quickly screen the active ingredients andpredict the mechanism of action，and provide the basis for determining the material benchmark indicators of ancient classical prescription Key WordsAncient classical prescription;Shengxian decoction;Network pharmacology;Cardiovascular disease;Action mecha-nism;Material reference古代经典名方的深入开发对于提高中药临床疗效，维护公众健康，促进中药产业发展具有重要意义。国家鼓励对中药古代经典名方的深入研究与开发，为中药复方制剂的传承与创新带来机遇与挑战1。国家药品监督管理局 2018 年 6 月发布的古代经典名方中药复方制剂简化注册审批管理规定2 指出，对满足规定要求的古代经典名方制剂申请上市，可仅提 1223 2022 年第 24 卷第 12 期(总第 230 期)供药学及非临床安全性研究资料，免报药效学研究及临床试验资料，为古代经典名方的开发创造了良好的政策环境。为了保证古代经典名方复方制剂与传统汤剂安全性和临床疗效的一致性，国家药品监督管理局提出了“物质基准”的概念，要求对影响药品安全性、有效性的物理、化学、生物活性等质量属性进行整体的和科学的研究，并据此选择评价指标来建立物质基准的质量标准 3。质控指标的选择要结合药材、饮片、中间体等多个方面，最重要的是要以功效为导向，反映出质控指标与临床功效的相关性 4。中药中化学成分复杂，具有多成分-多靶点的特性，因此指标成分的研究与确认难度较大，采用传统的研究方法研发成本高、研发周期长，因此需要在研究方法上有所创新。升陷汤出自张锡纯的医学衷中参西录，该方由黄芪、知母、柴胡、桔梗、升麻组成，治疗胸中大气下陷，气短不足以息，临床上多用于心力衰竭、心律失常、心脏神经官能症、心肌病、低血压病等疾病的治疗5，6，被列入国家中医药管理局发布的古代经典名方目录(第一批)7。本研究采用网络药理学方法，对古代经典名方升陷汤治疗心血管疾病的药效物质基础与作用机制进行预测研究，采用分子对接对研究结果进行验证，为处方的深入开发、临床应用和物质基准指标的建立提供依据。1材料与方法1.1化学成分库的构建检索中药系统药理学分析平台数据库(http:/ 及查阅相关文献收集升 陷 汤 中 黄 芪(Hedysarum multijugum Maxim.，HQ)、知母(Anemarrhenae rhizoma，ZM)、柴胡(adixbupleuri，CH)、桔梗(Platycodon grandiforus，JG)、升麻(Cimicifugae rhizoma，SM)的主要化学成分，利用PubChem 数据平台(https:/pubchem ncbi nlm nihgov/)对其分子结构进行确认，结合 Chemdraw 软件获取主要成分的 CAS 号、分子式、分子量、化学结构式、SMILES 等信息，并将每个化学成分的结构式保存为SDF 格式，用于后续分析。1.2活性化合物的筛选1.2.1根据药代动力学筛选潜在活性成分采用 TCMSP 数据库提供的数据，根据化学成分的吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabo-lism)及排泄(excretion)性质，选用口服生物利用度(oral bioavailability，OB)和类药性(drug likeness，DL)2 个关键参数，采用 OB30%和 DL0.18 9 为标准筛选升陷汤中的潜在活性成分，构建活性成分数据库。1.2.2药典中定量指标成分检索 2015 版 中华人民共和国药典 一部，确定以上 5 味药材的定量指标成分，建立定量指标成分数据库。1.3化合物靶点筛选分别用 Swiss TargetPrediction 10 和 TCMSP 预测化学成分的作用靶点，对 TCMSP 预测结果保留“valida-ted”的靶点，对 Swiss TargetPrediction 预测结果选取相似性概率值(probability value0.5)11 的靶点，将获得的靶点进一步在 Uniport(https:/www.uniprot.org/)12 数据库上获取标准化命名，最终整合并建立潜在活性成分-靶点数据库。1.4网络构建与分析将潜在活性成分和靶点信息导入 Cysopscape3.7.2 软件13，构建活性成分-靶点网络图，利用 Net-work Analyzer 工具计算网络拓扑参数，包括度值(De-gree)、中介中心度(betweenness centrality，BC)，确定关键节点，分析潜在活性成分和主要靶点。度值和中介中心度是确定网络关键节点的主要方法之一，数值越高，说明节点在该网络中越重要14。1.5蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络的构建将升陷汤潜在活性成分相关靶点蛋白信息导入String(https:/string-db.org/，v:11.0)数据库，获取蛋白之间的相互作用关系，将结果保存成 TSV 格式，保留文件中 Node1、Node2 和 Combined Score 信息并导入 Cyto-scape 绘制相互作用网络，根据 Network Analyzer 分析的结果 15，获得升陷汤活性成分作用关键靶点信息。1.6基因功能和信号通路分析将升陷汤相关作用靶点导入 DAVID(https:/da-vid.ncifcrf.gov/，v:6.8)数据库16，Select Identifier设置为 Official Gene Symbol，List Type 设置为 GeneList，限定物种为人，以 P 0.05，FD 0.05 作为筛选条件，获得作用靶点的 GO 功能富集和 KEGG 通路富集分析结果。1.7药材-成分-靶点-通路综合网络分析对 KEGG 通路富集分析结果进行分析，根据文献及病理研究进展，筛选出与心血管疾病相关的信号通路，综合前面的数据信息，建立“药材-成分-靶点-通路”网络，并进行分析，确定升陷汤治疗心血管疾病的关键靶点、主要成分及对应药材等信息。1.8成分-靶标分子对接验证先从