基于网络药理学分析薏苡仁-苍术“异病同治”类风湿关节炎和痛风性关节炎作用机制.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：龚飞鹏（1981），男，汉族，硕士，副主任医师，研究方向为关节炎。-204-基于网络药理学分析薏苡仁-苍术“异病同治”类风湿关节炎和痛风性关节炎作用机制 龚飞鹏 陈 钢 温家宾 龙智生 廖观祥 江西省人民医院南昌医学院第一附属医院骨一科，江西 南昌 330060 摘要：摘要：目的 基于“异病同治”的中医理念，从网络药理学角度，分析了薏苡仁-苍术治疗类风湿关节炎（RA）、痛风性关节炎（GA）的具体机制及作用原理。方法 以中药成分数据库为检索工具，收集薏苡仁-苍术中药化学成分相关结果，并对 SwissTargetPrediction 数据库上完成对应靶点的预测，建立有效活性成分-靶点网络。经数据库分析掌握 RA、GA 疾病靶点，活性成分、疾病靶点筛选均在 STRING 平台完成，并构建 PPI 网络。GO 功能、KEGG通路富集分析在 Rx4.0.5 软件上进行。结果 筛选最终结果显示，薏苡仁-苍术存在 8 种活性成分，筛选 68 个靶点 68 个；RA、GA 疾病靶点分别为 4685 个、1550 个，疾病与药物存在交集的靶点有 24 个。GO 富集结果显示，揭示了 1230 条与生物过程相关的条目。120 条 KEGG 通路中，与 RA、GA 相关的有 AGE-RAGE、IL-17、Toll 样受体信号通路。结论 薏苡仁-苍术药物活性成分参与免疫与炎症调节主要通过对 AGE-RAGE、IL-17、Toll 样受体等信号通路实现，进而实现对 RA、GA 的异病同治。关键词：关键词：薏苡仁-苍术；异病同治；网络药理学；类风湿关节炎；痛风性关节炎 中图分类号：中图分类号：R25 作为常见的自身免疫性疾病，类风湿关节炎（RA）主要累及关节滑膜，导致关节炎症和疼痛。该病通常以女性多见，好发于 20-45 岁。类风湿关节炎不仅影响关节功能，还可累及身体其他器官，如肺部、心血管等。RA 病因机制尚未完全明确，考虑与遗传、环境因素和免疫系统紊乱等因素有关1。痛风性关节炎（GA）是尿酸堆积在关节位置所致的急性炎症反应，当尿酸结晶沉积在关节处，会引发剧烈的疼痛和红肿，该疾病与代谢紊乱、尿酸生成过多或排泄不足有关。中医学将 RA、GA 归属为“痹症”范畴，两者病因机制相似，都被认为是由内、外因素共同作用导致的。具体来说，RA 被认为是由于正气亏虚，风寒湿邪侵入，留滞关节，脾虚生内湿，内外作用致气血运行不畅，筋肉失养所致2；GA 则是由于肝、脾、肾三脏功能失调，导致尿酸代谢失衡，尿酸在体内积聚所致。脾虚、湿阻经络是两者异病同治的基础，治疗强调健脾除湿。薏苡仁中含有丰富的营养成分，如蛋白质、脂肪、碳水化合物等，主要功效为利水渗湿、健脾养胃，除此之外还常被用于治疗感冒、痢疾。苍术主要成分为苍术醇、苍术酮，可起到健脾燥湿、利尿消肿、抗菌等作用。两种药物配伍可祛风除湿、健脾通络，在 RA、GA 治疗中有着显著的优势3。目前关于薏苡仁-苍术异病同治 RA、GA 的机制尚不明确，基于此本研究从网络药理学角度对薏苡仁-苍术“异病同治”RA、GA 的作用机制进行分析，现予以如下汇报。1 资料与方法 1.1 药物活性成分及靶点筛选 在 TCMSP 数据库输入“薏苡仁”、“苍术”进行检索，遵循 ADME 原则（OB0.15，DL10%），在检索结果中筛选出药物活性成分，对其靶点进行预测，获得靶蛋白名称后，将其导入 UniProt 数据库，将物种设置为人类，比对靶蛋白名称病将其转换为基因名，若无对应基因名，那么需要删除此靶蛋白。1.2 药效成分-靶点互作网络的构建 在 Cytoscape3.7.2 软件上建立薏苡仁-苍术有效活性成分的靶点互作网络。并在该软件上选择“Networkanalyze”功能，完成网络拓扑分析，将核心的活性成分筛选，明确潜在的靶基因。1.3 疾病靶点的获取 在 OMIM、GeneCards 数 据 库 中 输 入 关 键 词“rheumatoid arthritis”、“gouty arthritis”，获得 RA、GA 的相关疾病靶点，予以去重与合并处理，在Uniprot 数据库中对经过验证的靶点基因名进行匹配。中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-205-1.4 共同靶点与 PPI 网络构建 引入 R 语言软件，该软件支持 Perl 语言程序，能够帮助处理疾病、药物靶点交集，进而掌握 RA、GA 靶点与药物靶点的关系，同时以韦恩图的形式呈现，更为直观，所用软件为 Venny2.1 软件。1.5 疾病-方药-成分-靶点互作网络构建 应用 Cytoscape3.7.2 软件建立互作网络，对药物潜在药理学作用进行分析与探讨。方药、疾病、活性成分以 node 表示，之间的相互关系用 edge 表示，结果以中药-靶点-通路图的形式呈现。1.6 GO 功能与 KEGG 通路富集分析 通过使用 clusterProfilerGO.R 包（配置 Perl 语言程序），对 RA 和 GA 的共同靶点进行了 GO 分析。GO分析可对细胞组分、分子功能以及生物学过程等基因产 物 功 能 进 行 描 述。KEGG通 路 富 集 在clusterProfilerKEGG.R 包上进行，同时需要绘制出信号通路图，结合核心通路富集情况，对薏苡仁-苍术治疗 RA、GA 的生物功能、信号通路机制进行分析。2 结果 2.1 药物活性成分与靶点结果 TCMSP 检索结果显示，薏苡仁-苍术各对应了 9 种有效活性成分，共计 18 种，考虑到 8 种成分未找到明确的靶点，予以剔除。最终纳入了 5 种薏苡仁活性成分，3 种苍术活性成分，分别对应 37 个、61 个靶点。经过合并、筛选处理，并去除重复的靶点，获得薏苡仁-苍术靶点共计 68 个。见表 1。2.2 疾病靶点结果分析 经过 GeneCards 数据库检索和分析，获得了 4714个与 RA 相关的疾病靶点，以及 1560 个与 GA 相关的疾病靶点。同时，在 OMIM 数据库中，找到了 40 个与 RA相关的靶点和 10 个与 GA 相关的靶点。为了确保数据的准确性和可靠性，对这些靶点进行了去重处理，最终得到 RA、GA 靶点分别为 4685 个、1550 个。2.3 药物-活性成分-靶点网络 研究结果显示存在24个与药物交互作用的疾病靶点，见图 1，该网络由 80 个节点和 115 条边组成。各药物成分的重要程度通过节点度值表示，可以发现汉黄芩素为排名第 1 位的活性成分，共计 44，其次为豆甾醇，第三位为 3-乙酰氧基苍术酮，考虑为薏苡仁-苍术应用于 RA、GA 的核心成分。图 1 药物-活性成分-靶点网络（绿色、粉色分别代表药物与靶点；橙色、蓝色表示薏苡仁与苍术活性成分）2.4 PPI 网络 图 2 展示了 PPI 网络，该网络在 STRING 数据库上由 24 个交集靶点构成，并通过网络构建得到了包含 24个节点和 136 条边的复杂网络。基因的网络靶点拓扑分析筛选结果如图 2 所示。薏苡仁-苍术异病同治 RA、GA 的核心基因前三位为 AKT1、IL6、TNF。表 1 药物活性成分与靶点结果 药物 MOL ID 活性成分 OB DL%薏苡仁 MOL ID001323 Sitosterol alpha1 0.18653 14.6932 MOL ID001494 Mandenol 0.26432 18.6431 MOL ID000359 Sitosterol 0.19534 23.6628 MOL ID000449 Stigmasterol 0.32473 28.9862 MOL ID008121 2-Monoolein 0.26954 30.2474 苍术 MOL ID000173 Wogonin 0.35436 14.6584 MOL ID000184 NSC63551 0.40482 19.4965 MOL ID000188 3-acetoxyatractylone 0.36798 25.2062 中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-206-图 2 薏苡仁-苍术治疗 RA、GA 的 PPI 网络 2.5 疾病-方药-成分-靶点互作网络构建 在 Cytoscape 3.7.2 软件上，完成 RA、GA-薏苡仁-苍术-靶点的互作网络构建，绘制的网络图件图 3，提示薏苡仁-苍术可通过多成分、多靶点及通路对 RA、GA产生作用，进而实现异病同治。图 3 疾病-方药-成分-靶点互作网络 2.6 GO 功能与 KEGG 通路富集结果 经过 GO 富集分析，可以得到 1230 条生物过程；参与病理过程包括炎症反应、活性氧化代谢与细胞对生物刺激反应；9 条对应细胞组分，38 条对应为分子功能。经过 KEGG 通路富集处理，可以得到 120 条通路，与 RA、GA 相关的有 AGE-RAGE、IL-17、Toll 样受体信号通路。3 讨论“异病同治”，是中国古代医学家在面对不同疾病时，发现其背后可能存在共同的病因，从而运用相同或相似的方法进行治疗的理论。这种理论的核心思想是即使病变的性质、部位和性质不同，但只要其根源相同或相似，就可以采用同一方法进行治疗。异病同治的原理主要基于中医的整体观念和辨证论治原则，中医认为人体是一个有机的整体，各种疾病虽然在表现形式上可能有所不同，但往往都与人体气的运行和血的流通有关。因此，即使疾病的外观不同，若病因相同，则可以采用相同的方法进行治疗4。RA、GA 两者在病因方面有所不同，但均伴随炎症反应，且可见关节腔积液、关节肿胀表现，中医认为与湿邪入侵有关，脾虚为主要病机。薏苡仁-苍术主要功效为健脾化湿，现代药理试验表明薏苡仁可有效调节机体水液代谢，具有抗氧化、抗炎作用5；苍术能够镇静、消炎，兼具抗氧化、利尿以及免疫调节作用，两者均可用于RA、GA 治疗。本文报道了一项运用网络药理学方法对薏苡仁-苍术药物活性成分的研究结果。研究表明，薏苡仁-苍术的有效活性成分包括 8 种，药物靶点为 68 个，与疾病交集的靶点 24 个。更进一步，分析两种药物关键活性成分包括汉黄芩素和豆甾醇。汉黄芩素是一种具有多种生物活性的黄酮类化合物，除能够有效的抗菌、抗病毒、抗氧化外，还能够促进机体自由基的有效清除，在抗炎方面，可以抑制炎症分子的生成，降低炎症反应的程度6。豆甾醇能够对炎症介质起到抑制作用，少部分能够对 NF-kB 的表达进行抑制，进而阻碍 MMPs的表达，预防软骨降解。苍术主要功效为抗病毒、抗炎，通过弱化 MAPKs、caspase-1 的激活，降低炎症因子水平。本研究通过构建 PPI 网络，可以发现薏苡仁-苍术异病同治 RA、GA 的核心基因前三位为 AKT1、IL6、TNF。作为重要的信号通路，AKT1 通路在细胞生长、存活及代谢过程中均具有一定的参与作用，当机体发生炎症反应时，AKT1 主要通过对细胞因子的调节和细胞存活来影响炎症反应，以往有学者在大鼠试验中发现 circRNA-09505 可通过 AKT1 通路调节炎症，可能有助于减轻 RA、GA 的炎症反应，从而缓解疼痛和其他症状7。IL6、TNF 是炎症、免疫反应的介质，能够对 T、B 淋巴细胞活化起到促进作用，对急性期炎症反应具有调节作用。通过对 GO 富集分析结果进行整理，获得了共计 1230 条与生物过程相关的信息。KEGG 通路分析结中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-207-果显示，得到与 RA、GA 密切相关的通路共有 120 条，关系最为紧密的分别为 AGE-RAGE、IL-17、Toll 样受体信号通路。在上述通路中，参与炎症反应、氧化应激的有 AGE-RAGE 信号通路。通常激活 NF-kB 后，会导致炎症因子的生成，进一步推动疾病的发展。IL-17不仅在 RA 患者 MMP13 调控中具有参与作用，而且还还能够促进 RA 患者软骨细胞降解。Toll 样受体信号通路则对 Myd88 途径有着较高的依赖性，在 RA、GA 等慢性炎症疾病中有重要的参与作用8。薏苡仁-苍术通过上述信号通路，调控相关蛋白的表达，能够有效降低炎症因子水平，达到异病同治的目的。综上所述，薏苡仁-苍术均能够参与炎症反应，具有抗炎、抗氧化作用，治疗 RA、GA 靶点、通路相近，可异病同治。参考文献 1曾雪扬,刘志科,沈鹏,等.2011-2020 年宁波市鄞州区成年人类风湿关节炎发病的流行病学研究J.中华流行病学杂志,2022,43(8):1288-1295.2李琇莹,金晔华,姜婷,等.基于真实世界研究类风湿关节炎患者的中医证候与临床特点J.中国中医药信息杂志,2023,30(4):122-128.3刘宜峰,曹磊,杨华,等.薏苡仁汤加减内外合治对急性痛风性关节炎湿热痹阻证炎症因子的影响J.中国实验方剂学杂志,2020,26(9):75-80.4刘建鑫,揭珊珊,薛欣,等.黄连解毒汤异病同治类风湿关节炎和急性痛风性关节炎的机制探讨J.中国中医基础医学杂志,2023,29(5):742-746.5钟旦旦.薏苡仁汤加减联合双氯芬酸钠片治疗急性痛风性关节炎临床研究J.新中医,2021,53(5):48-51.6王海坤,苏丹,吴娜,等.基于网络药理学和分子对接探讨上中下通用痛风方治疗痛风性关节炎的分子机制J.特产研究,2023,45(2):66-73.7路荣荣,曹越,雷晓蕾,等.基于 PI3K/Akt/mTOR 信号通路调控自噬探讨当归四逆汤对痛风性关节炎大鼠的影响J.中国实验方剂学杂志,2023,29(12):78-84.8柳涛红,朱丹,青玉凤,等.微 RNA-146a 通过 Toll 样受体信号途径在 RAW264.7 细胞痛风性关节炎模型炎症反应中的研究J.中华风湿病学杂志,2020,24(8):522-529.基金项目：江西省卫健委课题，基于动态生物网络体系的樟帮特色米泔水漂苍术“物-性-效”炮制机制和痛风性关节炎干预作用研究（编号 20203019）。