基于网络药理学探讨丹七片治疗急性心肌梗死的作用机制.pdf

中国中医药图书情报杂志2023 年 11 月第 47 卷第 6 期 65 【引文格式】荣婉琦,孟天伟,周亚滨.基于网络药理学探讨丹七片治疗急性心肌梗死的作用机制J.中国中医药图书情报杂志,2023,47(6):65-70.信息技术与中医药 基于网络药理学探讨丹七片治疗急性心肌梗死的作用机制荣婉琦 1，孟天伟 1，周亚滨 21.黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150036；2.黑龙江中医药大学附属第一医院，黑龙江 哈尔滨 150036；摘要：目的利用网络药理学方法探讨丹七片治疗急性心肌梗死的物质基础及作用机制。方法检索TCMSP获得丹七片组方药物的活性成分和作用靶点。通过SwissTargetPrediction数据库检索丹七片药物靶点。利用UniProt数据库对药物靶点进行规范化处理。在DrugBank、DisGeNET数据库筛选急性心肌梗死相关靶点。通过STRING数据库进行靶点蛋白相互作用关系分析，构建蛋白质-蛋白质相互作用网络。利用DAVID数据库对疾病和药物的交集靶点进行GO功能富集分析，利用KEGG Mapper平台进行KEGG通路富集分析，运用Cytoscape3.8.0进行可视化处理和网络拓扑结构分析。结果获得丹七片42个活性成分，核心成分包括丹参酮、木犀草素、槲皮素等，获得急性心肌梗死166个靶点，获得丹七片治疗急性心肌梗死的核心靶点23个，包括CES1、MMP9、MMP2、PTGS2等。GO功能富集结果显示，丹七片在生物过程、分子功能、细胞组分等多方面影响急性心肌梗死的发生和发展。KEGG通路富集主要涉及血管直径的调节通路、蜕膜化通路、血管内皮生长因子刺激的细胞反应等通路。结论丹七片可能通过多成分、多靶点和多通路协同作用，发挥降低心肌内皮细胞炎性反应、减轻缺血再灌注损伤等作用，从而治疗急性心肌梗死。关键词：网络药理学；丹七片；急性心肌梗死；作用机制；靶点；通路；富集分析中图分类号：R256.2 文献标识码：A 文章编号：2095-5707(2023)06-0065-06DOI：10.3969/j.issn.2095-5707.202211024开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Exploration on the Mechanism of Danqi Tablets in the Treatment of Acute Myocardial Infarction Based on Network PharmacologyRONG Wanqi1,MENG Tianwei1,ZHOU Yabin2（1.Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150036,China;2.The First Affiliated Hospital,Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150036,China）Abstract:Objective To explore the mechanism of Danqi Tablets in the treatment of acute myocardial infarction through network pharmacology methods.Methods The TCMSP was used to acquire the main chemical components and action targets of Danqi Tablets.The drug targets of Danqi Tablets were retrieved through the SwissTargetPrediction platform.The UniProt database was used to normalize the acquired drug targets.The AMI-related targets were screened in DrugBank and DisGeNET databases.The protein interaction relationship analysis 基金项目：全国中医临床特色技术传承骨干人才培训项目（2019年）；全国老中医药专家学术经验继承工作指导老师及继承人项目（2017年）；黑龙江省博士后资助项目（LBH-Z19209）通讯作者：周亚滨，E-mail:Chinese Journal of Library and Information Science for Traditional Chinese MedicineNov.2023 Vol.47 No.6 66 was carried out through STRING database to construct protein-protein interaction network.The DAVID platform was used to conduct GO enrichment analysis,and the KEGG Mapper platform was used to conduct KEGG pathway enrichment analysis.Visualization analysis and network topology analysis were conducted using Cytoscape 3.8.0.Results Totally 42 components of Danqi Tablets were obtained,including tanshinone,luteolin,quercetin,and 166 targets of acute myocardial infarction,and 23 core targets of Danqi Tablets for the treatment of acute myocardial infarction were obtained,including CES1,MMP9,MMP2,PTGS2,etc.The GO functional enrichment results showed that Danqi Tablets affected the occurrence and development of acute myocardial infarction in various aspects such as biological processes,molecular functions,and cellular composition.The enrichment of KEGG pathway mainly involves the regulation pathway of vascular diameter,decidualization pathway,vascular endothelial growth factor stimulated cell response and other pathways.Conclusion Danqi Tablets may play a synergistic role in reducing inflammatory response of myocardial endothelial cells and alleviating ischemia-reperfusion injury through multiple components,targets,and pathways,thus treating acute myocardial infarction.Keywords:network pharmacology;Danqi Tablets;acute myocardial infarction;mechanism of action;target;pathway;enrichment analysis急 性 心 肌 梗 死（acute myocardial infarction，AMI）主要是由动脉粥样硬化、血管内皮损伤、炎症、血栓等始动因素诱发1，是缺血性心脏病患者猝死的主要原因，已成为全球主要致死因素2。AMI属中医学胸痹证“真心痛”范畴，多表现为胸痛彻背、背痛彻心样剧烈疼痛3。素问调经论篇云“寒气积于胸中而不泻，不泻则温气去，寒独留，则血凝泣，凝则脉不通”，指出本病多因气血运行不畅，寒、瘀、痰浊阻滞心脉所致。丹七片由丹参、三七2味中药组成，临床广泛用于缺血性心血管疾病的治疗，疗效显著4。其中三七能于血分化血瘀，具有散瘀止血、活血定痛之功效。本草求真云：“三七，世人仅知其功效止血住痛，殊不知痛因血瘀而痛作，血因瘀散而血止，三七气味苦温，能于血分化其血瘀。”丹参最初记载于神农本草经，功擅活血祛瘀、通经止痛。两药合用共奏活血化瘀、养血生新之功。网络药理学是基于网络生物学、分子药理学、蛋白组学等多学科理论，从系统、整体的角度分析疾病机制和药物作用之间的相互关系，构建“疾病-靶点-药物-蛋白”多层次网络，其“网络靶标”等核心理论与中医药学的整体观思想相契合5-6。基于此，本研究应用网络药理学方法探析丹七片预防急性心肌梗死的作用机制，为其临床应用提供依据。1资料与方法资料与方法1.1三七、丹参相关靶点筛选检索 TCMSP（http:/ myocardial infarction”为关键词，检索DisGeNET 数 据 库（https:/www.disgenet.org）、DrugBank数据库（https:/），筛选AMI相关靶点。其中，DisGeNET数据库将大于score值平均值的靶点作为潜在靶点，合并数据后删除重复值，即得AMI相关靶点。1.3蛋白质-蛋白质相互作用网络构建采用 Venny 软件（https:/b.csic.es/tools/venny/）将AMI靶点与丹七片活性成分靶点取交集，获得交集靶点。将交集靶点导入STRING数据库（https:/string-db.org/），设定物种为“Homo sapiens”，阈值“highest confidence”大于0.9，构建蛋白质-蛋白质 相 互 作 用（PPI）网 络。将 交 集 靶 点 导 入Cytoscape3.8.0绘制“中药成分-疾病靶点”网络。利用Network Analyzer插件计算节点自由度值，以大于平均自由度的节点作为丹七片治疗AMI的核心靶点。1.4生物信息学分析将交集靶点导入 DAVID 数据库（https:/david.ncifcrf.gov），物种选择“Homo sapiens”运行，对主要生物过程、细胞组分、分子功能进行GO功能富集分析，在 hiplot 网站进行可视化处理。利用 KEGG Mapper平台（https:/www.kegg.jp/kegg/mapper.html）进行KEGG通路富集分析，筛选P0.01的前20条通路，利用Cytoscape3.8.0构建“活性成分-疾病靶点-通路”网络。中国中医药图书情报杂志2023 年 11 月第 47 卷第 6 期 67 2结果结果2.1丹七片成分及药物靶点筛选以OB30%、DL0.18为条件，剔除无对应靶点的化学成分后，获得丹七片42个活性成分，其中丹参活性成分35个，三七活性成分7个，见表1。删除重复靶点后，获得活性成分对应靶点648个。2.2急性心肌梗死靶点筛选通过检索DrugBank、DisGeNET数据库分别获得AMI靶点41、766个，其中DisGeNET数据库中，设置大于score值平均值（0.021 3）的靶点为AMI相关潜在靶点，获得靶点151个，剔除重复靶点后得到166个AMI靶点。表1丹七片活性成分（OB30%，DL0.18）中药丹参三七编码DS01DS02DS03DS04DS05DS06DS07DS08DS09DS10DS11DS12DS13DS14DS15DS16DS17DS18DS19DS20DS21DS22DS23DS24DS25DS26DS27DS28DS29DS30DS31DS32DS33DS34DS35SQ01SQ02SQ03SQ04SQ05SQ06SQ07活性成分LuteolinDigallatePoriferasterolPoriferast-5-En-3Beta-OlIsoimperatorinDehydrotanshinone ABaicalin-Amyrin5,6-Dihydroxy-7-Isopropyl-1,1-Dimethyl-2,3-Dihydrophenanthren-4-One2-Isopropyl-8-Methylphenanthrene-3,4-Dione(E)-3-2-(3,4-Dihydroxyphenyl)-7-Hydroxy-Benzofuran-4-YlAcrylic Acid4-Methylenemiltirone2-(4-Hydroxy-3-Methoxyphenyl)-5-(3-Hydroxypropyl)-7-Methoxy-3-BenzofurancarboxaldehydeFormyltanshinoneMethylenetanshinquinoneSclareolDanshenol BDanshenol ACryptotanshinoneDeoxyneocryptotanshinoneDihydrotanshinone C09092Isotanshinone Miltionone Miltionone MiltironeNeocryptotanshinone Neocryptotanshinone1-Methyl-8,9-Dihydro-7H-Naphtho5,6-GBenzofuran-6,10,11-Trione(2R)-3-(3,4-Dihydroxyphenyl)-2-(Z)-3-(3,4-Dihydroxyphenyl)AcryloylOxypropioni Cacid(Z)-3-2-(E)-2-(3,4-Dihydroxyphenyl)Vinyl-3,4-Dihydroxy-PhenylAcrylic AcidSalvioloneNsc 122421Tanshinone A(6S)-6-(Hydroxymethyl)-1,6-Dimethyl-8,9-Dihydro-7H-Naphtho8,7-GBenzofuran-10,11-DioneQuercetinBeta-SitosterolStigmasterolMandenolDfvDiopGinsenoside Rh2OB/%36.1661.8543.8336.9145.4643.7640.1239.5133.7740.8648.2434.3562.7873.4437.0743.6757.9556.9752.3449.4045.0436.0749.9249.6871.0338.7639.4652.4934.72109.3888.5431.7234.4949.8965.2646.4336.9143.8342.0032.7643.5936.32DL0.250.260.760.750.230.400.750.760.290.230.310.230.400.420.360.210.560.520.400.290.360.250.400.320.440.250.230.320.370.350.260.240.280.400.450.280.750.760.190.180.390.56Chinese Journal of Library and Information Science for Traditional Chinese MedicineNov.2023 Vol.47 No.6 68 2.3丹七片治疗急性心肌梗死靶点网络的构建及核心靶点筛选将AMI靶点与丹七片活性成分靶点相映射，获得交集靶点194个。将194个交集靶点导入STRING数据库，设定物种为“Homo sapiens”，阈值“highest confidence”大于0.9，构建PPI网络，见图1。通过Cytoscape3.8.0软件构建“中药成分-疾病靶点”网络，见图2。利用Network Analyzer计算各个节点的自由度值，得到靶点平均自由度值为4.0，筛选出自由度值4.0的靶点23个，为丹七片治疗AMI的核心靶 点，包 括 CES1、MMP9、MMP2、PTGS2、PIK3CA等。核心靶点网络见图3，核心成分包括丹参酮、木犀草素、槲皮素等。2.4生物信息学分析结果将交集靶点导入DAVID数据库进行GO功能富集分析，得到195条GO条目，其中生物过程（BP）162个条目、细胞组分（CC）15个条目、分子功能（MF）18个条目。丹七片治疗AMI靶点主要富集于凋亡过程、对药物的反应和细胞增殖等生物过程，影响酶的结合、蛋白质结合等分子功能，干预细胞核、细胞溶质、细胞质、细胞膜、细胞外间隙等细胞组分的合成。选择前16位的条目绘制柱状图，见图4。筛选P0.01的KEGG通路共63条，基因主要富集于血管直径的调节通路、蜕膜化通路、血管内皮生长因子刺激的细胞反应通路等。按P值由大到小排序，选择前20条通路进行可视化展示，见图5。利用Cytoscape3.8.0构建“活性成分-疾病靶点-通路”网络，见图6。图1丹七片治疗AMI靶点蛋白PPI网络注：椭圆形代表活性成分，菱形代表AMI作用靶点，节点颜色由黄色到紫色代表靶点自由度由低到高图2丹七片治疗AMI“中药成分-疾病靶点”网络注：椭圆形代表活性成分，菱形代表核心靶点，节点颜色由浅绿色到深绿色代表靶点自由度由低到高图3丹七片治疗AMI核心靶点网络中国中医药图书情报杂志2023 年 11 月第 47 卷第 6 期 69 3讨论讨论AMI是指由于冠状动脉管腔阻塞，导致血供迅速减少，心肌持续性缺血缺氧而引起心肌坏死，使得心脏功能受损的一类急性病症。在发病过程中，冠状动脉粥样斑块破裂、血小板聚集形成血栓、冠状动脉管腔阻塞等因素对于AMI的发生发展起重要作用7。研究显示，中老年群体AMI发病率和病死率呈逐年增长趋势8，对其生活造成了严重影响。目前临床主要采用手术和药物治疗AMI。手术对患者产生的创伤相对较大，恢复时间较久；药物通常采用阿司匹林、氯吡格雷等药物，通常可较快缓解症状，但日久AMI易复发9。中医认为，冠状动脉管腔内形成的斑块为有形之邪，多由于“脉之浊气”沉积，痰浊阻滞脉中，阳虚寒凝，日久化为瘀血10-11。素问痹论篇云：“心痹者，脉不通。”研究显示，以活血化瘀、通脉止痛为治疗原则，配合辛温散寒、活血通络等治法，对受损的心肌细胞有保护作用12。临床观察显示，临床应用活血化瘀法可改善AMI患者临床症状，提高患者救治率13。本研究通过分析“中药成分-疾病靶点”网络发现，丹七片治疗AMI的主要活性成分为丹参酮、木犀草素、槲皮素等，共同作用于CES1、MMP4、PTGS2等核心靶点，并通过调节细胞生长正调控通路、毒性物质应答通路、心脏发育通路、蛋白结合通路等对预防AMI发挥作用。研究表明，木犀草素等可显著改善心肌缺血面积，通过抗脂代谢紊乱机制和抑制细胞凋亡分子等，对大鼠离体心脏心肌缺血再灌注损伤产生保护14。槲皮素对低密度脂蛋白的氧化具有明显的抑制作用，能够扩张血管，阻碍黏附因子和炎症标志物的生成，抑制H9C2细胞炎症因子水平，提高离体心肌的收缩力和冠脉的血流量15。研究表明，丹参的主要活性成分酮类化合物可抑制巨噬细胞中的脂质累积，预防斑块的形成16；并可有效抑制血管增生，发挥维持斑块稳定的作用17。研究发现，三七主要活性成分可降低AMI大鼠ST段抬高值及血浆心肌酶水平，减少心肌缺血面积，推测三七对AMI具有预防作用，其机制可能与降低心肌酶释放和抑制心肌细胞凋亡有关18。KEGG通路富集分析发现，与AMI相关的通路主要有血管直径的调节通路、蜕膜化通路、血管内皮生长因子刺激的细胞反应通路等。在冠状动脉管腔阻塞发生发展过程中，巨噬细胞吞噬坏死心肌细胞碎片后，显著激活MAPK通路19。丹参酮类化合物可抑制该通路，从而降低心肌内皮细胞炎性反应20。槲皮素可通过ERK1/2信号通路提高心肌细胞的抗氧化能力，减少因缺氧造成的细胞损伤21。图4丹七片治疗AMI靶点GO功能富集分析图5丹七片治疗AMI靶点KEGG通路富集分析气泡图注：紫色节点代表疾病靶点，粉色代表有效成分，绿色代表通路图6丹七片治疗AMI“活性成分-疾病靶点-通路”网络Chinese Journal of Library and Information Science for Traditional Chinese MedicineNov.2023 Vol.47 No.6 70 综上所述，本研究应用网络药理学方法探讨丹七片治疗AMI的作用机制，发现丹七片防治AMI具有多成分、多靶点、多通路的作用特点，可能通过丹参酮、木犀草素、槲皮素等活性成分，对CES1、MMP4、PTGS2等靶点发挥作用，调节MAPK、ERK1/2等信号通路，通过降低心肌内皮细胞炎性反应、减轻缺血再灌注损伤等预防AMI发生。参考文献：1 欧阳元娇,张雪梅.急性心肌梗死后并发脑卒中研究的现状J.心血管康复医学杂志,2022,31(3):348-351.2 曾新颖.19902013年中国240种死因别死亡率:中国不同省份疾病负担研究J.中华预防医学杂志,2017,51(12):1078.3 李园园,吴琼,戴方圆,等.李平教授从痰论治胸痹心痛经验J.中西医结合心脑血管病杂志,2022,20(24):4602-4605.4 王晓平,江艳艳,李伟利,等.丹七片调控mTOR-ULK1/TFEB自噬通路保护阿霉素诱导心肌损伤的作用机制J.中华中医药杂志,2021,36(7):3946-3951.5 牛明,张斯琴,张博,等.网络药理学评价方法指南解读J.中草药,2021,52(14):4119-4129.6 陈海彬,周红光,李文婷,等.网络药理学中药复方作用机制研究新视角J.中华中医药杂志,2019,34(7):2873-2876.7 龚勇,葛广豪,马江伟,等.不同负荷量他汀类药物对急性心肌梗死直接 PCI 术后心肌细胞的影响J.中国心血管病研究,2016,14(11):1038-1043.8 季润青,余苑,李静.急性心肌梗死指南推荐治疗在我国应用现状J.中国循证心血管医学杂志,2020,12(2):250-252.9 郭娟.中医活血化瘀法对急性心肌梗死患者的疗效观察J.现代中医药,2018,38(2):19-20,23.10 刘一颖,张辰浩,林珑,等.从急性心肌梗死逆向加速动脉粥样硬化性心血管疾病谈中医痰瘀同治J.中国中医急症,2022,31(4):645-647.11 苏润泽.从证治变迁探析真心痛证治规律J.中国中医基础医学杂志,2014,20(10):1334-1335,1379.12 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