劉鐵鋼 白辰 鄭子安 萬(wàn)宇翔 徐競(jìng)男 于河 谷曉紅

摘要：目的? 基于腦腸軸與免疫、炎癥、發(fā)熱的關(guān)系，運(yùn)用多源數(shù)據(jù)庫(kù)信息整合法探討銀萊湯干預(yù)腦腸軸相關(guān)靶點(diǎn)的作用機(jī)制，為實(shí)驗(yàn)研究提供靶向性指導(dǎo)。方法? 檢索中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)（TCMSP）及PubChem、David數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建銀萊湯靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索SCI文獻(xiàn)以建立腦腸軸靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)銀萊湯靶標(biāo)和腦腸軸靶標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，獲得銀萊湯干預(yù)腦腸軸潛在靶標(biāo)。結(jié)果? 發(fā)現(xiàn)銀萊湯藥物化學(xué)成分429個(gè)，銀萊湯的作用靶標(biāo)689個(gè)，腦腸軸相關(guān)靶標(biāo)99個(gè)，銀萊湯干預(yù)腦腸軸的潛在靶標(biāo)35個(gè)。結(jié)論? 銀萊湯干預(yù)腦腸軸的靶標(biāo)主要集中在與腦腸肽相關(guān)的酶，主要功能為免疫、炎癥、能量代謝，可參與人體的免疫應(yīng)答、氧化損傷等。

關(guān)鍵詞：溫病學(xué);銀萊湯;小兒肺炎;腦腸軸

中圖分類(lèi)號(hào)：R285.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1005-5304（2020）04-0086-06

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.201903238

Discussion on Mechanism of Yinlai Decoction Intervening Brain-gut Axis Based on Multi-source Database Integration

LIU Tiegang， BAI Chen， ZHENG Zian， WAN Yuxiang， XU Jingnan， YU He， GU Xiaohong

Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China

Abstract： Objective To explore the mechanism of Yinlai Decoction intervening brain-gut axis related targets by using multi-source database information integration method based on the relationship between brain-gut axis and immunity， inflammation and fever; To provide targeted guidance for experimental research. Methods TCMSP， HIT， PubChem， and David database were searched to construct Yinlai Decoction target database. SCI literature was searched to establish brain-gut axis target database. Yinlai Decoction target and brain-gut axis target were compared to obtain potential targets of Yinlai Decoction intervention in brain-gut axis. Results There were 429 chemical constituents in Yinlai Decoction， 689 targets of Yinlai Decoction， 99 targets related to brain-gut axis， and 35 potential targets of Yinlai Decoction in intervening brain-gut axis. Conclusion The targets of Yinlai Decoction intervening brain-gut axis mainly concentrates on the enzymes related to brain-gut peptide. Its main functions are immunity， inflammation and energy metabolism， which can participate in the immune response and oxidative damage of human body.

Keywords： epidemic febrile diseases; Yinlai Decoction; pediatric pneumonia; brain-gut axis

肺炎是兒童呼吸系統(tǒng)常見(jiàn)病，為我國(guó)重點(diǎn)防治的小兒疾病。中醫(yī)治療小兒肺炎可縮短病程、改善癥狀及減少不良反應(yīng)。銀萊湯以肺與胃腸同治法組方，由金銀花、萊菔子、連翹、黃芩、魚(yú)腥草、前胡、瓜蔞組成，治療小兒肺炎療效確切[1]。

研究發(fā)現(xiàn)，銀萊湯可調(diào)控機(jī)體血清炎癥因子表達(dá)[2]，提高肺組織分泌型免疫球蛋白A含量，調(diào)節(jié)機(jī)體干擾素-γ、白細(xì)胞介素-4及TH1/TH2水平[3]。銀萊湯能降低發(fā)熱大鼠下丘腦中5-羥色胺（5-HT）含量，升高下丘腦中胃饑餓素（Ghrelin）含量[4]，5-HT與Ghrelin是腦腸軸的重要介質(zhì)。腦腸軸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)與胃腸道功能之間相互作用的雙向調(diào)節(jié)軸，可連接成神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)，與免疫、炎癥、發(fā)熱關(guān)系密切[5]。手太陰肺經(jīng)屬肺絡(luò)大腸，手陽(yáng)明大腸經(jīng)屬大腸絡(luò)肺，肺與大腸互為表里，生理相連，病理相關(guān)。因此，肺炎與腦腸軸之間可能存在關(guān)系。基于前期研究，本課題運(yùn)用多源數(shù)據(jù)庫(kù)信息整合法，探討銀萊湯干預(yù)腦腸軸的作用靶標(biāo)，闡述銀萊湯的作用機(jī)制。

1? 資料與方法

1.1? 建立銀萊湯作用靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)

采用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)（TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）[6]，在“HERB”中檢索獲得銀萊湯各組成藥物（金銀花、萊菔子、連翹、黃芩、魚(yú)腥草、前胡、瓜蔞）的化學(xué)成分?；谒幬锏捏w內(nèi)ADME過(guò)程，以口服生物利用度（OB）≥30%、藥物相似度（DL）≥0.18和小腸上皮吸收率（Caco-2）>-0.4，對(duì)獲得的化合物進(jìn)行活性成分的篩選和預(yù)測(cè)。

通過(guò)PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//www.ncbi.nlm.nih. gov/pccompound）[7]檢索各化學(xué)成分的CID號(hào)，通過(guò)CID號(hào)在“Pubchem Tool”下的“Chemical Structure Search”，點(diǎn)擊“identity similarity”下的“CID，SMILES，INCHI”檢索各藥物的活性成分。然后，依次通過(guò)“Renfine your results”下的“BioActivity Experiments”和“Action on your results”下的“BioActivity Analysis”對(duì)活性成分進(jìn)行靶點(diǎn)分析。在靶點(diǎn)分析結(jié)果的Sequence GI used in assays中整理GI號(hào)，通過(guò)David數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//david.abcc.ncifcrf.gov/summary.jsp）[8]，檢索獲得銀萊湯的作用靶標(biāo)。

將TCMSP、PubChem、David數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的銀萊湯靶標(biāo)數(shù)據(jù)合并，建立銀萊湯靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2? 建立腦腸軸作用靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)

腦腸軸是在神經(jīng)胃腸病學(xué)發(fā)展的背景下興起的研究熱點(diǎn)，針對(duì)腦腸軸靶標(biāo)的研究未成系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)及Pubmed數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)主要為一些常見(jiàn)的腦腸軸靶標(biāo)重復(fù)驗(yàn)證的報(bào)道?；诖?，腦腸軸靶標(biāo)檢索選用SCI文獻(xiàn)。

檢索SCI數(shù)據(jù)庫(kù)（Web of Science，http：//www. isiknowledge.com），檢索式為“TS=（brain-gut axis OR brain-gut peptide）”“TS=（intestine AND neuroendocrine）”“TS=（brain AND neuroendocrine）”，對(duì)獲得的文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀分析，采用雙人錄入，通過(guò)大范圍初篩和精細(xì)化二輪篩選，采集以蛋白類(lèi)、神經(jīng)遞質(zhì)類(lèi)和酶類(lèi)為主的文獻(xiàn)，記錄文獻(xiàn)中與腦腸軸有關(guān)（腦、腸共表達(dá)）的靶標(biāo)，建立腦腸軸靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.3? 數(shù)據(jù)庫(kù)匹配

通過(guò)對(duì)銀萊湯靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)與腦腸軸靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，獲得銀萊湯干預(yù)腦腸軸的潛在靶標(biāo)。運(yùn)用Cytoscape3.6.2構(gòu)建銀萊湯藥物與腦腸軸靶標(biāo)相互作用關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖。

2? 結(jié)果

共獲得銀萊湯7味藥物的429個(gè)化學(xué)成分，689個(gè)相關(guān)靶標(biāo)。SCI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索得到文獻(xiàn)3710篇，腦腸軸相關(guān)靶標(biāo)99個(gè)。通過(guò)對(duì)銀萊湯作用靶標(biāo)與腦腸軸相關(guān)靶標(biāo)進(jìn)行匹配分析，獲得銀萊湯干預(yù)腦腸軸的潛在靶點(diǎn)35個(gè)，其中前胡26個(gè)、連翹23個(gè)、金銀花21個(gè)、魚(yú)腥草20個(gè)、瓜蔞16個(gè)、黃芩8個(gè)、萊菔子4個(gè)。根據(jù)Uniprot數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.uniprot.org/）得到35個(gè)靶點(diǎn)的功能。結(jié)果見(jiàn)圖1、表1、表2。

3? 討論

小兒肺炎屬中醫(yī)學(xué)“風(fēng)溫肺熱病”，肺經(jīng)熱邪可“逆?zhèn)餍陌毙纬晌Ｖ匕Y，也可順傳胃經(jīng)和大腸經(jīng)[9]。小兒胃腸薄弱，加之飲食不知節(jié)制，易攝入高熱量食物形成胃腸積熱，加重小兒肺炎的發(fā)生發(fā)展[10]。根據(jù)小兒肺炎的傳變規(guī)律，結(jié)合小兒體質(zhì)特點(diǎn)，在小兒肺炎肺熱證階段應(yīng)肺與胃腸同治。銀萊湯以金銀花、萊菔子為君，在上清宣太陰肺經(jīng)熱邪，在下清泄陽(yáng)明胃腸積熱;黃芩、連翹、魚(yú)腥草、前胡為臣，清肺瀉火、降氣止咳;瓜蔞為佐使，清降肺胃之火、潤(rùn)腸通便。諸藥相伍，共奏肺與胃腸同治之功。

銀萊湯的肺與胃腸同治，以胃腸疾病與肺系疾病相關(guān)性為基礎(chǔ)，消化、呼吸系統(tǒng)疾病均與腦腸軸關(guān)系密切。腦腸軸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)與胃腸道功能之間相互作用的雙向調(diào)節(jié)軸。腸道神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量比脊髓還多，與大腦的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)，腸與腦之間通過(guò)腦腸軸雙向互通[5]。腦腸軸可以通過(guò)神經(jīng)傳導(dǎo)進(jìn)行連接，由中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)和自主神經(jīng)系統(tǒng)共同支配，神經(jīng)傳導(dǎo)通過(guò)這3個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)。腦腸軸的另一個(gè)重要連接是神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞受神經(jīng)遞質(zhì)或激素等物質(zhì)調(diào)節(jié)，維持腦腸軸的正常功能。研究表明，腦腸軸作用通路包括內(nèi)臟刺激神經(jīng)傳導(dǎo)通路、腦腸肽、神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫調(diào)節(jié)通路、神經(jīng)-情感通路[11]。腦腸軸各通路的作用均依賴(lài)于腦腸軸靶標(biāo)作為物質(zhì)基礎(chǔ)，而目前缺乏針對(duì)腦腸軸靶標(biāo)的全面深入研究。

本研究通過(guò)文獻(xiàn)挖掘發(fā)現(xiàn)，腦腸軸的主要靶標(biāo)包括腦腸肽，如Vasoactive intestinal peptide（VIP）、Neuropeptide Y（NPY）、Serotonin （5-HT）、Calcitonin gene related peptide （CGRP）、Angiotensin Ⅱ、Somatostatin、Ghrelin、Cholecystokinin octapeptide（CCK-8）等，還有相關(guān)的酶，如Amylase、Amylin、Glutathione peroxidase、Non-neuronal enolase等，以及神經(jīng)遞質(zhì)和受體，如Gastrin、Dopamine D1 receptor、Dopamine receptor、Somatostatin receptors（SSTR）、GH secretagogue receptor （GHSR）等。腦腸肽是一類(lèi)在腦和胃腸道具有雙重分布的小分子物質(zhì)，具有激素和神經(jīng)遞質(zhì)的雙重作用，參與胃腸道功能的調(diào)節(jié)[12]。腦腸肽是腦腸軸的重要作用靶點(diǎn)，是研究腦腸軸靶點(diǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)探索腦腸軸的臨床指導(dǎo)意義具有重大價(jià)值。有研究表明，血管活性腸肽（VIP）、胃泌素（Gastrin）等腦腸軸靶標(biāo)與肺炎關(guān)系密切，哮喘等疾病發(fā)生時(shí)，肺組織中VIP含量明顯降低，氣道上皮及局部炎癥細(xì)胞的VIP受體表達(dá)增多[13]。重癥肺炎患兒血漿Gastrin水平高于對(duì)照組及普通肺炎患兒，且隨著病情的好轉(zhuǎn)其濃度降低[14]。

銀萊湯干預(yù)腦腸軸的潛在靶標(biāo)并不是以腦腸肽為主，而主要是與腦腸肽相關(guān)的酶，如Nitric oxide synthase、Nitric oxide synthase、Neutrophil collagenase、Catalase Pancreatic alpha-amylase、Beta-amylase、Peroxidase/catalase T、Superoxide dismutase、Maltase glucoamylase、Glutathione S-transferase P、Glutathione S-transferase Mu 1、Glutathione S-transferase Mu 2、Glutathione S-transferase 1等;其次是相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)受體，如Sodium-dependent dopamine transporter、Dopamine D1 receptor、Vascular endothelial growth factor receptor 2、Sodium-dependent serotonin transporter、Dopamine receptor、Calcitonin receptor等;而干預(yù)的腦腸肽主要涉及Cholecystokinin、Peptide YY、Proenkephalin-A、Pro-opiomelanocortin （POMC-C）等，相對(duì)較少。銀萊湯干預(yù)腦腸軸靶標(biāo)的主要藥物是金銀花、連翹、前胡，這3味藥物的干預(yù)靶標(biāo)占所有作用靶標(biāo)的82.9%，主要涉及腦腸肽相關(guān)酶和神經(jīng)遞質(zhì)受體。銀萊湯干預(yù)腦腸軸靶標(biāo)的主要功能為炎癥、免疫、能量代謝等，可以參與人體的血糖調(diào)節(jié)、氧化損傷、免疫應(yīng)答等，而靶標(biāo)相關(guān)的疾病有消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)等。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的公共信息數(shù)據(jù)庫(kù)影響力日益擴(kuò)大，且不同類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)的涵蓋范圍已產(chǎn)生交叉、重疊。因而，交叉引用數(shù)據(jù)庫(kù)之間的相關(guān)信息進(jìn)行跨學(xué)科研究已成為一種可能。將多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息資源進(jìn)行整合，不僅能夠在實(shí)驗(yàn)研究之前鎖定實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，提高研究的靶向性，而且能夠充分利用已有資源，減少重復(fù)研究。

本研究運(yùn)用多源數(shù)據(jù)庫(kù)信息整合方法建立銀萊湯靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)文獻(xiàn)檢索構(gòu)建腦腸軸靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，將二者進(jìn)行對(duì)比互參，獲得銀萊湯干預(yù)腦腸軸的潛在作用靶標(biāo)，從數(shù)據(jù)挖掘?qū)用嫣接戙y萊湯調(diào)控腦腸軸的作用機(jī)理。本研究所構(gòu)建的腦腸軸靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)的腦腸軸研究提供了重要的數(shù)據(jù)支持;構(gòu)建的銀萊湯干預(yù)腦腸軸靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，為銀萊湯的機(jī)制研究提供了靶向性參考，對(duì)于挖掘中醫(yī)藥寶庫(kù)具有重要的指導(dǎo)意義，也為中藥復(fù)方的現(xiàn)代化研究提供了新的方向和途徑。

本研究建立的數(shù)據(jù)庫(kù)基于目前已發(fā)表的研究文獻(xiàn)，隨著研究的不斷深入，不排除繼續(xù)發(fā)現(xiàn)大量靶標(biāo)的可能性，而且本研究?jī)H限于藥物可能的干預(yù)靶標(biāo)，具體的調(diào)控機(jī)制仍需實(shí)驗(yàn)研究加以探索和證實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] BAI C， XU J N， MA K Y， et al. Yinlai decoction alleviates lipopolysaccharide-induced pneumonia by changing the immune status of juvenile rats：A study based on network pharmacology[J]. Journal of Traditional Chinese Medical Sciences，2019，6（1）：44-58.

[2] 劉鐵鋼，于河，張望，等.銀萊湯對(duì)食積復(fù)合流感病毒感染小鼠腸黏膜sIgA、TNF-α、IL-10的作用[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，37（2）：86-89.

[3] 劉鐵鋼，于河，張望，等.銀萊湯對(duì)食積肺炎小鼠腸黏膜機(jī)械屏障的作用及機(jī)制[J].中華中醫(yī)藥雜志，2014，29（8）：2472-2475.

[4] 萬(wàn)宇翔.銀萊湯對(duì)干酵母致熱大鼠的解熱機(jī)制研究[D].北京：北京中醫(yī)藥大學(xué)，2017.

[5] BONAZ B L， BERNSTEIN C N. Brain-gut interactions in inflammatory bowel disease[J]. Gastroenterology，2013，144（1）：36-49.

[6] RU J， PENG L， WANG J， et al. TCMSP：a database of systems pharmacology for drug discovery from herbal medicines[J]. J Cheminform，2014，6（1）：13.

[7] WANG Y L， XIAO J W， SUZEK T O， et al. PubChem's BioAssay Database[J]. Nucleic Acids Research，2012，40：D400-D412.

[8] HUANG D W， SHERMAN， B T， LEMPICKI R A. Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources：expanded annotation database and novel algorithms to better extract biology from large gene lists[J]. Nucleic Acids Res，2008， 35：W169-W175.

[9] 谷曉紅，馮全生.溫病學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2016：131-132.

[10] DONG F， YU H， MA J， et al. Exploring association between gastrointestinal heat retention syndrome and recurrent respiratory tract infections in children：a prospective cohort study[J]. BMC Complementary & Alternative Medicine，2016，16（1）：1-8.

[11] STASI C， ROSSELLI M， BELLINI M， et al. Altered neuroendocrine- immune pathways in the irritable bowel syndrome：the top-down and the bottom-up model[J]. J gastroenterology，2012，47（11）：1177- 1185.

[12] 孫藝璇，邵莉.腦腸肽與胰島素分泌[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）， 2014，35（3）：133-136.

[13] BURIAN B， STORKA A， MARZLUF B A， et al. Vasoactive intestinal peptide （VIP） receptor expression in monocyte-derived macrophages fromn COPD patients[J]. Peptides，2010，31（4）：603- 608.

[14] 王鳳枝，廣飛.兒童重癥肺炎血促胃液素、胃動(dòng)素及胰島素樣生長(zhǎng)因子-1水平變化臨床意義[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2014，41（2）：230-232.

（收稿日期：2019-03-19）

（修回日期：2019-04-28;編輯：陳靜）

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（81403328）;北京市科技專(zhuān)項(xiàng)（Z181100006218083）

通訊作者：谷曉紅，E-mail：qaliu76@126.com