¹贵州中医药大学，贵州 贵阳

²贵州民族大学，贵州 贵阳

收稿日期：2021年12月14日；录用日期：2022年1月10日；发布日期：2022年1月17日

摘要

目的：探讨苗药复方龙丹胶囊抗炎潜在活性成分和可能的作用机制。方法：通过TCMSP、Swiss Target Prediction、Uniprot等数据库并结合文献挖掘苗药复方龙丹胶囊的活性成分和作用靶点，运用OMIM、Genecards生物数据库筛选出炎症的相关靶点，取两者交集。将交集靶点导入STRING数据库获得.tsv文件，导入cytoscape软件，绘制PPI网络及筛选核心靶点。将核心靶点导入David数据库进行基因本体(GO)功能、京都基因和基因百科全书(KEGG)通路富集分析。结果：筛选出苗药复方龙丹胶囊117个活性成分和439个潜在靶点，10876个炎症疾病相关靶点，药物与疾病共有397个交集靶点。苗药复方龙丹胶囊可能通过调节TP53、EGFR、PIK3R1、PIK3CA、RB1等靶点，干预PI3K-Akt通路、HIF-1通路、癌症通路等相关信号通路，从而达到抗炎的作用。结论：该研究通过网络药理学方式预测了苗药复方龙丹胶囊抗炎的主要活性成分、靶点和相关通路，可为进一步研究提供参考。

关键词

苗药复方龙丹胶囊，炎症，作用机制，网络药理学

To Discuss the Anti-Inflammatory Mechanism of Miao Medicine Compound Longdan Capsules Based on Network Pharmacology

Piao Yu¹, Xiangpei Wang², Feng Xu¹, Fengyun Jin¹, Hongmei Wu^1*

¹Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang Guizhou

²Guizhou Minzu University, Guiyang Guizhou

Received: Dec. 14^th, 2021; accepted: Jan. 10^th, 2022; published: Jan. 17^th, 2022

ABSTRACT

Objective: To study the potential anti-inflammatory ingredients and possible mechanism of Miao Medicine Compound Longdan Capsules. Methods: The TCMSP, Swiss Target Prediction, Uniprot and other databases were used to excavate the active ingredients and targets of Miao Medicine Compound Longdan Capsules combining with literature. Using OMIM and Genecards biological database to screen out related targets of inflammation, and take the intersection of the two. Importing the intersection target into the STRING database to obtain the .tsv file and enter the cytoscape software, and then draw the PPI network and screen the core targets. In addition, the core targets were imported into the David database for gene ontology (GO) function, Kyoto Gene and Encyclopedia of Genes (KEGG) pathway enrichment analysis. Results: 117 active ingredients and 439 potential targets of Miao Medicine Compound Longdan Capsules were screened, 10876 disease-related targets, and a total of 397 intersection targets for drugs and diseases. The Compound Longdan Capsule may regulate TP53, EGFR, PIK3R1, PIK3CA, RB1 and other targets, and interfere with PI3K-Akt pathway, HIF-1 pathway, cancer pathway and other related signal pathways to achieve anti-inflammatory effects. Conclusion: This study predicts the main active ingredients, targets and related pathways of Compound Longdan Capsule’s anti-inflammation through network pharmacology, which can provide reference for further research.

Keywords:Miao Medicine Compound Longdan Capsules, Inflammation, Mechanism of Action, Network Pharmacology

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

子宫内膜异位症(EMs)是一种慢性炎症性疾病，定义为子宫外的子宫内膜组织存在，导致盆腔疼痛和不孕，简称“内异症”，有侵袭性生长、反复发作及转移的特点，其发病率为10%~15%，是育龄期妇女常见妇科良性病变 [1]，严重影响妇女身心健康和生活质量。已成为广泛关注的疾病，目前临床可用的药物治疗内异症包括非激素治疗如止痛药和非甾体抗炎药 [2]，以及激素治疗如复方口服避孕药(COC)、孕激素和促性腺激素释放激素类似物 [3]，由于难以有效缓解病情、容易复发，且存在多种不良反应。而中医药在治疗内异症时具有症状缓解能力强、复发率低、副作用少等优势。

中医学根据其症状，子宫内膜异位症的异位内膜有周期性地出血。将内异症归属于“痛经”“癥瘕”“月经病”“不孕”等范畴，属“离经之血”，其病位在下焦，女子胞。《血症论》“既然是离经之血，虽清血、鲜血，亦是瘀血”血瘀是内异症最基本的病理基础，与多种病理因素相作用，贯穿内异症的发生发展始终。故活血化瘀可作为中医治疗内异症的根本大法 [4]。中医在治疗内异症时主要采用活血化瘀的药物，如消癓止痛汤、桂枝茯苓丸、桃核承气汤等复方制剂。中药多成分多靶点的作用方式和其毒性低灵活性高的用药方式在治疗内异症上表现出良好前景 [5]。苗药复方龙丹胶囊由赤芍、大黄、当归、莪术、茯苓、杠板归、桂枝、龙血竭、牡丹皮、木香、三棱、山茱萸、延胡索等13味中药材组成，具有活血化瘀，补肾固脱，消癓散结，通络止痛的功效，主治子宫内膜异位症。能明显减轻二甲苯所致小鼠耳廓肿胀度，抑制角叉菜胶所致大鼠足趾肿胀，具有抗急性炎症作用；减轻大鼠棉球肉芽肿湿重和干重，具有抗慢性炎症作用 [6]。然而，苗药复方龙丹胶囊抗炎的作用机制尚不清楚。鉴于此，本研究基于网络药理学探讨苗药复方龙丹胶囊抗炎的作用机制，以期为进一步临床研究提供参考。

2. 方法

2.1. 苗药复方龙丹胶囊活性成分及靶点的获取

通过中药系统药理学数据库和分析平台TCMSP (https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php)结合NCBI数据库(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/)、CNKI数据库(https://www.cnki.net/)等数据库，检索并筛选13味中药活性成分及靶点信息，将筛选出苗药复方龙丹胶囊活性成分对应的靶点，通过Uniprot (http://beta.uniprot.org/)数据库，设定物种为“Homo sapiens”对靶点进行标准化处理，将其转换成与之相对应的基因名称，并使用Swiss Target Prediction (http://www.swisstargetprediction.ch/)数据库对靶点信息进行补充，删减重复后并归一整合，最终获得苗药复方龙丹胶囊的活性成分及其靶点数据集。

2.2. 疾病的靶点获取

利用Genecards数据库(http://www.genecards.org/)和OMIM数据库(https://omim.org/)以“inflammation”为关键词检索疾病相关靶点，删除重复靶点并归一整合获得炎症疾病靶点集。

2.3. “中药–成分–靶点”网络构建

将筛选后活性成分的作用靶点与炎症相关靶点进行映射，筛选出共同靶点，并绘制韦恩图。将中药活性成分与其靶点数据集导入cytoscape 3.8.2软件，利用cytoscape 3.8.2软件构建“中药–成分–靶点”网络。

2.4. 构建蛋白相互作用(PPI)网络

将“2.3”项下筛选出的药物与疾病的交集靶点导入STRING数据库(https://www.string-db.org/)，限定物种“Homo sapiens”隐藏未连接的边，得到的.tsv文件导入cytoscape 3.8.2绘制PPI网络图；再进行拓扑分析，分析网络连接度(degree)，degree值越高，表明该节点在网络中越重要，选择degree大于其中位数值(median) 2倍以上的节点作为关键候选靶点。提取候选节点网络关系，分析网络节点的2个拓扑特征值“介度中心性(betweenness centrality, BC)”和“接近中心性(closenesscentrality, CC)”其中拓扑结构特征值越大，网络节点越重要，选择2个特征值均大于其相应中位数的节点作为关键靶点。

2.5. GO富集分析和KEGG信号通路分析

将“2.4”项下筛选出的关键靶点，导入DAVID数据库(https://david.abcc.ncifcrf.gov/)对其进行GO富集分析和KEGG信号通路分析，以P < 0.05进行筛选，基于此得到苗药复方龙丹胶囊治疗炎症的生物学过程和关键信号通路。

3. 结果

3.1. 苗药复方龙丹胶囊潜在活性成分及靶点

通过TCMSP数据库限定(口服生物利用度(OB) ≥ 30%、类药性(DL) ≥ 0.18)再结合文献检索筛选出赤芍、大黄、当归、莪术、茯苓、杠板归、桂枝、龙血竭、牡丹皮、木香、三棱、山茱萸、延胡索的活性成分总共117个，其中赤芍11个、大黄8个、当归3个、莪术6个、茯苓3个、杠板归8个、桂枝5个、龙血竭6个、牡丹皮7个、木香7个、三棱5个、山茱萸10个、延胡索38个，将活性成分对应的靶点输入Uniprot数据库，并使用Swiss Target Prediction数据库对靶点信息进行补充，删除去重，共筛选出439个药物靶点。药物的活性成分见表1，药物的重复成分见表2。

表1. 13味药物的活性成分

表2. 药物的重复成分

注：CS：赤芍、GZ：桂枝、DG：当归、SL：三棱、EZ：莪术、GBG：杠板归、SZY：山茱萸、MDP：牡丹皮、MX：木香、FL：茯苓、YHS：延胡索、DH：大黄。

3.2. 疾病靶点

通过Genecards数据库和OMIM数据库相并集得到炎症相关靶点共10876个，蓝色代表疾病，橙色代表苗药复方龙丹胶囊，由图1可知疾病与苗药复方龙丹胶囊相交集靶点为397个(图1)。

图1. 苗药复方龙丹胶囊治疗炎症的靶点韦恩图

3.3. “中药–成分–靶点”网络的构建

将苗药复方龙丹胶囊各味中药、活性成分、靶点导入cytoscape 3.8.2软件构建“中药-成分-靶点”网络(图2)，结果显示：该网络共有577个节点、1764条边，表示活性成分和潜在靶点之间的作用关系。网络中同一活性成分可作用于不同靶点，而不同活性成分也可共同作用于同一靶点，体现了苗药复方龙丹胶囊治疗疾病时具有多成分多靶点的协同作用特点。

3.4. 构建PPI网络

将上述苗药复方龙丹胶囊与炎症的交集靶点导入STRING数据库，得到PPI网络信息将其结果的.tsv文件导入cytoscape 3.8.2软件得出节数点分别为185、边数分别为862，根据Degree值大小绘制其PPI网络见图3；利用cytoscape软件再进行拓扑分析，并选取degree > 2倍中位数的候选关键靶点55个，最后采用2个拓扑特征值筛选16个关键靶点，其筛选流程图见图4。

图2. 中药–成分–靶点网络图

图3. 苗药复方龙丹胶囊治疗炎症的PPI网络

图4. 苗药复方龙丹胶囊关键节点的目标筛选流程图

3.5. GO富集分析

为了更全面且深入研究苗药复方龙丹胶囊抗炎的作用机制，苗药复方龙丹胶囊抗炎的关键靶点导入DAVID数据库进行GO生物过程分析。结果显示，苗药复方龙丹胶囊抗炎的关键靶点涉及共180条GO生物过程(P < 0.05)，包括生物学过程(BP)106条，分子功能(MF)53条，细胞组成(CC) 21条，绘制各类别前10的条目的点线图(见图5)；在Cytoscape软件中应用ClueGo插件对关键靶点进行GO分析(见图6)。结果显示：主要存在于细胞外隙、细胞溶质、细胞外区，并涉及了细胞凋亡、蛋白质结合、酶的结合、细胞因子活性、炎症反应、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控等生物学过程，体现了苗药复方龙丹胶囊可能通过调控多个复杂的生物过程来治疗发挥抗炎的作用。

图5. GO富集分析点线图

图6. ClueGo功能分析生物学过程互作网络

3.6. KEGG信号通路分析

苗药复方龙丹胶囊抗炎的关键靶点导入DAVID数据库进行KEGG信号通路富集分析，结果显示：得到49条(P < 0.05)可能与苗药复方龙丹胶囊发挥抗炎作用及机制有关的信号通路，按照−lgP值排序，选取前20条通路绘制靶点通路图及气泡图，见图7，结果显示关键靶点TP53、EGFR、PIK3R1、PIK3CA、RB1等主要调控PI3K/Akt通路、癌症通路、肝炎通路、HIF-1通路等相关信号通路。X横坐标的基因最大比率达到 ≈ 0.7的值，表明有70%通路中的基因过度表达。同一靶点可调控不同的信号通路如：TP53、EGFR、PIK3R1、PIK3CA、RB1等靶点可参与调控癌症通路、HIF-1通路、PI3K/Akt通路。提示苗药复方龙丹胶囊通过作用于多条通路来抗炎且这些通路间存在着复杂的相互作用关系。

4. 讨论

苗药复方龙丹胶囊由赤芍、大黄、当归、莪术、茯苓、杠板归、桂枝、龙血竭、牡丹皮、木香、三棱、山茱萸、延胡索等13味药材组成，诸药合理配伍，具有活血化瘀、补肾通络、清热利湿、消癥止痛的功效 [7]。

通过对苗药复方龙丹胶囊中的有效成分进行分析，部分化合物已经被证实具有抗炎的作用，尤其是一些与基因关联较多的活性成分植物甾醇、芍药苷、豆甾醇、儿茶素、槲皮素、β-谷甾醇等，植物甾醇通过减弱炎症模型下的细胞活力、降低吞噬能力以及NO、TNF-α的生成从而减轻LPS诱导的巨噬细胞模型炎症反应的症状 [8]；芍药苷通过调节巨噬细胞样滑膜细胞中促炎介质的产生和FLS中蛋白激酶的磷酸化发挥抗炎作用 [9]；豆甾醇能明显减少由脂多糖(LPS)刺激增多的致炎因子环氧化酶-2 (COX-2)和诱生型一氧化氮合酶(i NOS) m RNA的表达，同时通过减少PGE2和NO的释放发挥其抗炎作用 [10]。儿茶素明显抑制促炎性因子(IL-1、IL-6和IL-12)及炎性酶(iNOS和COX-2)基因的表达，促进抗炎性因子(IL-4和IL-10)基因的表达，并且提高AMPK和SIRT1的磷酸化水平 [11]；槲皮素是选择性的COX-2抑制剂，具有良好的抗炎活性，能促进小鼠脾淋巴细胞增殖，抑制T、B细胞增殖和细胞因子的分泌 [12]；β-谷甾醇给大鼠腹腔注射，显著抑制大鼠角叉菜胶性足肿胀，与口服消炎痛的作用基本相当，抑制热烫肿、巴豆油气囊肿肉芽组织增生 [13] 等。

图7. KEGG靶点通路图 + 气泡图

通过对苗药复方龙丹胶囊PPI网络和富集分析，核心靶点为CAV1、PIK3CA、EGFR、PPARA、PIK3R1、EP300、SRC、RB1、HIF1A、STAT1、TP53、HDAC1、ESR1、AR、HSP90AA1、NR3C1等，主要通过干预PI3K-Akt通路、肝炎通路、HIF-1通路、癌症通路等相关信号通路达到抗炎的作用。查阅文献可知，β-谷甾醇干预颗粒细胞后P-AKT和P-PI3KCA表达上调，β-谷甾醇组促进颗粒细胞增殖 [14]；儿茶素通过PI3K-Akt调节CCL21抑制LPS诱导的BV-2、C6和NG108-15细胞神经炎症 [15]；棘霉素抑制HIF-1α通路治疗TP53突变的急性髓系白血病 [16]；LncRNA HIF1A-AS1通过靶向miR-138在柯萨奇病毒B3诱导的心肌炎中起到促凋亡和促炎症作用 [17]。大黄素能减少Kupffer细胞活化水平，同时大黄素能提高鼠肝组织PI3K、AKT表达，能通过调控PI3K/AKT/NF-κB信号传导通路，减轻非酒精性脂肪性肝炎大鼠肝组织脂肪变程度，减轻肝脏炎症，起到治疗非酒精性脂肪性肝炎的作用 [18]。

综上所述，苗药复方龙丹胶囊抗炎主要通过PI3K-Akt通路、肝炎通路、HIF-1通路、癌症通路等通路途径，以达到控制炎症的发生发展，但本研究只是在分子机制上进行探讨预测，具体药物作用机制仍需进一步分子对接及实验进行验证。

文章引用

余 漂,王祥培,徐 锋,靳凤云,吴红梅. 基于网络药理学探讨苗药复方龙丹胶囊抗炎的作用机制
To Discuss the Anti-Inflammatory Mechanism of Miao Medicine Compound Longdan Capsules Based on Network Pharmacology[J]. 药物资讯, 2022, 11(01): 24-34. https://doi.org/10.12677/PI.2022.111004

参考文献