馬 江（通遼職業(yè)學(xué)院藥品食品系，內(nèi)蒙古通遼 028000）

麻黃湯是《傷寒論》中治療傷寒證的經(jīng)典方藥，由麻黃、桂枝、甘草和杏仁4味中藥組成，具有發(fā)汗解表、宣肺平喘的功效，臨床常用于流行性感冒、支氣管炎、支氣管哮喘等疾病[1-2]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究認(rèn)為，麻黃湯的藥理學(xué)作用包括解熱作用、促進(jìn)汗腺分泌作用、抗炎作用、鎮(zhèn)咳作用、擴(kuò)張支氣管和平喘作用等[3-7]。麻黃湯的應(yīng)用歷史已長達(dá)千年，關(guān)于其藥理學(xué)作用也已有較多研究，但盡管已知其中含有數(shù)百個(gè)化合物[8]，但其分子藥理學(xué)機(jī)制尚不明確。中醫(yī)理論認(rèn)為，中藥藥效組分可以很好地解釋中藥治療病證的作用[9]，通過計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測，可以在短時(shí)間內(nèi)得到中藥的活性化合物群，并預(yù)測相關(guān)作用靶點(diǎn)，建立分子-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，從而闡明中藥的分子藥理學(xué)機(jī)制。為此，筆者采用文獻(xiàn)檢索和數(shù)據(jù)分析的方法對麻黃湯的中藥組分進(jìn)行分析，建立中藥組分?jǐn)?shù)據(jù)庫，利用計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測的方法篩選其中的活性化合物，對相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測，探索其治療傷寒證的分子藥理學(xué)機(jī)制，從而為其臨床研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 麻黃湯的中藥組分分析

通過檢索已發(fā)表相關(guān)文獻(xiàn)和中國科學(xué)院化學(xué)數(shù)據(jù)庫、中藥綜合數(shù)據(jù)庫、草藥成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得麻黃湯中所含的所有化合物數(shù)據(jù)。

1.2 活性化合物的計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測

1.2.1 口服生物利用度預(yù)測 采用OBioavail 1.1計(jì)算機(jī)模型[10]對麻黃湯中所含的化合物的口服生物利用度進(jìn)行預(yù)測。首先，用包含足夠多的具有口服生物利用度值的化合物建立一個(gè)數(shù)據(jù)集；其次，對建模化合物進(jìn)行化學(xué)描述，用DRAGON 5.4軟件獲得不同類型的描述符描述化合物的結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)行化合物和關(guān)鍵蛋白質(zhì)的結(jié)合計(jì)算，對化合物分子與蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的對接進(jìn)行評分，并將評分分為4個(gè)子集，隨后使用多元線性回歸等模型進(jìn)行建模分析。選擇口服生物利用度＞30%的化合物作為候選化合物。

1.2.2 類藥性分析 類藥性指的是化合物具有藥物的一些特性或特定結(jié)構(gòu)。通過軟件篩除非類藥性化合物，可提高效率。本研究采用Tanimoto系數(shù)計(jì)算法[11]對麻黃湯中的候選化合物的類藥性進(jìn)行分析，將待預(yù)測的化合物的描述符向量與數(shù)據(jù)庫中藥物或類藥性化合物的描述符向量進(jìn)行對比，按如下公式計(jì)算得到類藥性（式中：A表示待測的化合物的描述符向量，B表示數(shù)據(jù)庫中藥物或類藥性化合物的描述符向量）。選擇類藥性＞0.18的化合物為候選化合物。

將同時(shí)滿足口服生物利用度和類藥性要求的候選化合物定位為活性化合物。當(dāng)化合物未能同時(shí)滿足上述兩項(xiàng)要求時(shí)，若其在麻黃中的含量較大，或其代謝產(chǎn)物卻具有較好的生物利用度，也被歸為活性化合物。

1.3 靶點(diǎn)預(yù)測

確定與麻黃湯藥理學(xué)作用高度相關(guān)的活性化合物之后，利用DrugBank數(shù)據(jù)庫獲得蛋白質(zhì)-靶點(diǎn)信息，從而建立配體-靶點(diǎn)配對集，通過檢索文獻(xiàn)驗(yàn)證該配對集的可靠性，進(jìn)而預(yù)測活性化合物的作用靶點(diǎn)。

2 結(jié)果

2.1 麻黃湯的中藥組分分析結(jié)果

通過文獻(xiàn)檢索和數(shù)據(jù)分析可知，麻黃湯中約含有723個(gè)化合物，其中麻黃約含有236個(gè)，桂枝約含有115個(gè)，甘草約含有287個(gè)，杏仁約含有85個(gè)。麻黃中主要含有麻黃堿、偽麻黃堿、去甲麻黃堿、去甲偽麻黃堿、N-甲基麻黃堿、甲基麻黃堿、甲基偽麻黃堿、草質(zhì)素和槲皮素等；桂枝中主要含有香豆素、谷甾醇、查爾酮、肉桂醛、胡蘿卜苷、黃杉素和肉桂酮等；甘草中主要含有甘草次酸、光甘草定、甘草苷、新甘草酚、菜豆素、異甘草素和甘草酸等；杏仁中主要含有膽固醇、雌素酮、鯊烯、苦杏仁苷、綠原酸和二十烯酸等。

2.2 活性化合物的計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測結(jié)果

通過計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測，從麻黃湯所含的化合物中共篩選出43個(gè)活性化合物，詳見表1。

表1 麻黃湯中的活性化合物Tab 1 The active compounds of Mahuang decoction

2.3 靶點(diǎn)預(yù)測結(jié)果

通過檢索相關(guān)數(shù)據(jù)庫分析得到18個(gè)與麻黃湯藥理學(xué)作用有關(guān)的作用靶點(diǎn)，這些靶點(diǎn)主要與舒張血管作用、腎上腺素樣作用和促進(jìn)平滑肌收縮作用有關(guān)（有的靶點(diǎn)可能會發(fā)揮多重作用），詳見表2（表中，HTR2A：羥色胺受體2A；NOS2：一氧化氮合成酶2型；NOS3：一氧化氮合成酶3型；PTGS1：前列腺素內(nèi)過氧化物合酶1；PTGS2：前列腺素內(nèi)過氧化物合酶2；PDE3A：磷酸二酯酶3A；NR3C1：核受體亞家族3C組成員1；ADRA1A：腎上腺素能受體α1A；ADRA1B：腎上腺素能受體α1B；ADRA1D：腎上腺素能受體α1D；ADRA2A：腎上腺素能受體α2A；ADRA2B：腎上腺素能受體α2B；ADRA2C：腎上腺素能受體α2C；ADRB1：腎上腺素受體β1；ADRB2：腎上腺素受體β2；PLAU：尿激酶型纖溶酶原激活因子；CHRM3：毒蕈堿型膽堿受體M3；PPARG：過氧化物酶體增殖物激活受體γ）。

3 討論

3.1 關(guān)于口服生物利用度預(yù)測和類藥性分析

在藥物研發(fā)的過程中，化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是決定其能否具有藥效的關(guān)鍵因素[12]?？诜撬幬镂者M(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的主要方式，藥物的口服生物利用度由藥物在胃腸道中的化學(xué)穩(wěn)定性、胃腸道的吸收過程和肝代謝等多種因素影響[13]?？诜锢枚仁呛饬克幬锓€(wěn)定性和胃腸道吸收的重要參數(shù)，因此本研究將其作為麻黃湯中的活性化合物篩選的主要指標(biāo)之一。類藥性是指候選化合物中包含的功能基團(tuán)與已知藥物或類藥性化合物的相似程度[14]。在候選化合物篩選時(shí)進(jìn)行類藥性分析能夠提前篩除一些無活性的化合物，從而節(jié)省研究人力和物力。因此，本研究選擇類藥性作為麻黃湯中的活性化合物篩選的第2個(gè)主要指標(biāo)。

表2 麻黃湯中的活性化合物相關(guān)作用靶點(diǎn)Tab 2 Related targets of active compounds of Mahuang decoction

在麻黃湯中，麻黃約含有236個(gè)化合物，其中口服生物利用度＞30%的化合物占62.4%，類藥性＞0.18的化合物占14.2%，口服生物利用度和類藥性兩個(gè)指標(biāo)均符合的化合物有山奈酚、草皮素、槲皮素、桑色素、辣薄荷醇和原矢車菊素等；桂枝約含有115個(gè)化合物，其中口服生物利用度＞30%的化合物占60.1%，類藥性＞0.18的化合物占16.5%，口服生物利用度和類藥性兩個(gè)指標(biāo)均符合的化合物有黃杉素、β-谷甾醇和表兒茶素等，這3個(gè)化合物已被證實(shí)具有良好的生物學(xué)活性[15-17]；甘草約含有287個(gè)化合物，其中口服生物利用度＞30%的化合物占51.0%，類藥性＞0.18的化合物占20.5%，口服生物利用度和類藥性兩個(gè)指標(biāo)均符合的化合物有甘草苷、光甘草定、異甘草素、甘草查爾酮B、菜豆素和新甘草酚等，前4個(gè)已被證實(shí)具有良好的生物學(xué)活性[18-19]；杏仁約含有85個(gè)化合物，其中口服生物利用度＞30%的化合物占40.0%，類藥性＞0.18的化合物占38.5%，口服生物利用度和類藥性兩個(gè)指標(biāo)均符合的化合物有鯊烯、谷甾醇、膽固醇和二十碳二烯酸等。此外，一些未同時(shí)滿足口服生物利用度和類藥性要求的化合物也被歸為活性化合物，主要有兩個(gè)方面的原因：（1）有些化合物如麻黃堿、偽麻黃堿、去甲麻黃堿、去甲偽麻黃堿和甲基麻黃堿等并不滿足類藥性指標(biāo)的要求，但其在麻黃中的含量較大，可達(dá)到2.1%～2.4%，由此可彌補(bǔ)其在類藥性方面的不足[20]。（2）有些化合物雖然口服生物利用度較低，但其代謝產(chǎn)物卻具有較好的生物利用度，如苦杏仁苷的口服生物利用度只有7%，但其水解產(chǎn)物扁桃腈的生物利用度達(dá)47%[21]。因此，通過口服生物利用度和類藥性計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測和篩選，結(jié)合化合物在藥材中的含量及其代謝轉(zhuǎn)化特征，本研究在麻黃湯所含化合物中篩選出43個(gè)活性組分。

3.2 關(guān)于靶點(diǎn)預(yù)測

本研究根據(jù)篩選出的麻黃湯中的43個(gè)活性化合物，通過靶點(diǎn)預(yù)測和分析得到與其藥理學(xué)作用有關(guān)的18個(gè)作用靶點(diǎn)，這些靶點(diǎn)均與發(fā)汗、解熱作用相關(guān)。槲皮素、山奈酚和黃杉素為共有成分，其中槲皮素能夠作用于腎上腺素受體，可促進(jìn)汗腺分泌[22]；山奈酚也可促進(jìn)發(fā)汗[23]；黃杉素具有舒張血管、降血壓和發(fā)汗作用[24]。因此，推測這3個(gè)活性化合物在傷寒證的治療中具有十分重要的作用。

通過對相關(guān)作用靶點(diǎn)的分析發(fā)現(xiàn)，麻黃湯治療傷寒證的分子藥理學(xué)機(jī)制主要包括以下幾方面：（1）血管舒張作用。有 7個(gè)預(yù)測靶點(diǎn)（HTR2A、NOS2、NOS3、PTGS2、PDE3A、NR3C1和PTGS1）與該作用相關(guān)，因此推斷麻黃湯可作用于這些靶點(diǎn)促進(jìn)血管舒張而發(fā)揮解熱作用。（2）腎上腺素樣作用。有7個(gè)預(yù)測靶點(diǎn)（ADRA2A、ADRA1B、ADRA1D、ADRB1、ADRB2、ADRA2B和ADRA2C）與該作用相關(guān)，因此推測麻黃湯可作用于這些靶點(diǎn)產(chǎn)生促腎上腺素效應(yīng)而促進(jìn)汗腺分泌，達(dá)到發(fā)汗的目的。（3）促進(jìn)平滑肌收縮作用。有10個(gè)預(yù) 測 靶 點(diǎn)（PTGS2、HTR2A、ADRA1A、ADRA2B、ADRB1、PLAU、NOS3、CHRM3、PPARG 和 ADRB2）與該作用相關(guān)，因此推測麻黃湯可作用于這些靶點(diǎn)促進(jìn)平滑肌收縮，導(dǎo)致機(jī)體發(fā)熱，而產(chǎn)生發(fā)汗作用。

4 結(jié)論

中藥復(fù)方是作為整體發(fā)揮作用的，可系統(tǒng)地治療某種疾病。但中藥復(fù)方多組分多靶點(diǎn)的特性對闡明其分子藥理學(xué)機(jī)制造成了極大困難，使其發(fā)展遇到了瓶頸。本研究結(jié)合了計(jì)算機(jī)口服生物利用度預(yù)測、類藥性分析和靶點(diǎn)預(yù)測等方法對麻黃湯的分子藥理學(xué)機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)性探索，明確了麻黃湯中的活性化合物是通過舒張血管、促腎上腺素效應(yīng)和促平滑肌收縮等作用發(fā)揮治療傷寒證的功效，能夠?yàn)槠渑R床研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

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