陳晶，邵先明，侯志濤

基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的黃芪-山藥藥對(duì)治療2型糖尿病作用機(jī)制研究

陳晶，邵先明，侯志濤

黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040

采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探討黃芪-山藥藥對(duì)治療2型糖尿病的作用機(jī)制。使用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)（TCMSP）篩選黃芪-山藥藥對(duì)活性成分，通過(guò)Uniprot數(shù)據(jù)庫(kù)獲得活性成分可能作用靶點(diǎn)，利用CTD數(shù)據(jù)庫(kù)獲得2型糖尿病作用靶點(diǎn)，通過(guò)基因注釋工具M(jìn)atescape分析黃芪-山藥藥對(duì)治療2型糖尿病的分子機(jī)制。篩選出黃芪-山藥藥對(duì)活性成分26個(gè)，預(yù)測(cè)獲得與2型糖尿病相關(guān)靶點(diǎn)223個(gè)，蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)篩選出關(guān)鍵靶點(diǎn)41個(gè)。黃芪-山藥藥對(duì)治療2型糖尿病的關(guān)鍵靶點(diǎn)MAPK1、PTGS2、NCOA2、PTGS1主要與細(xì)胞增殖、分化、凋亡、炎癥等生物學(xué)過(guò)程有關(guān)，可以作用于糖尿病并發(fā)癥中AGE-RAGE信號(hào)通路、內(nèi)分泌耐藥性、IL-17信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路中的關(guān)鍵靶點(diǎn)。黃芪-山藥藥對(duì)通過(guò)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、炎癥機(jī)制對(duì)2型糖尿病起到直接或間接治療作用。

黃芪-山藥；2型糖尿?。痪W(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)；作用機(jī)制

黃芪為豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根，味甘，性微溫，歸肺、脾經(jīng)，具有益氣升陽(yáng)、固表止汗、利水消腫、托毒排膿功效，臨床常用于治療氣虛乏力、表虛自汗、氣虛水腫、內(nèi)熱消渴等[1]302。山藥為薯蕷科植物薯蕷的干燥根莖，味甘，性平，歸肺、脾、腎經(jīng)，功效補(bǔ)脾益胃、益肺生津、固腎澀精，臨床常用于脾虛食少、肺虛咳嗽、腎虛遺精、虛熱消渴等[1]28。2型糖尿?。═2DM）是臨床常見代謝性疾病，屬中醫(yī)學(xué)“消渴”范疇。黃芪補(bǔ)氣，山藥養(yǎng)陰，二者合用氣陰雙補(bǔ)?！夺t(yī)學(xué)衷中參西錄》玉液湯以黃芪、山藥為君治療消渴，適用于口渴引飲、困倦氣短、脈虛細(xì)無(wú)力等證。黃芪-山藥藥對(duì)廣泛用于臨床治療T2DM，但其有效成分和作用機(jī)制尚不明確。

中醫(yī)藥治療疾病具有多組分、多靶點(diǎn)、多通路、多生物學(xué)過(guò)程、協(xié)同調(diào)控的特點(diǎn)，這也是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)藥理學(xué)研究面臨的難題。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)作為中藥研究的學(xué)科前沿，能夠從整體探求中藥與疾病的關(guān)聯(lián)，通過(guò)藥物活性成分-靶點(diǎn)-疾病相互作用網(wǎng)絡(luò)，反映中藥多成分-多靶點(diǎn)的作用關(guān)系，符合中醫(yī)整體觀念。為深入探討黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的作用機(jī)制，本研究運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法對(duì)黃芪-山藥主要活性成分進(jìn)行篩選，并對(duì)活性成分作用的靶點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析關(guān)鍵靶點(diǎn)及通路，為黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM基礎(chǔ)研究提供生物信息分析基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 藥物活性成分收集及靶點(diǎn)預(yù)測(cè)

通過(guò)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）檢索黃芪、山藥相關(guān)的活性成分。類藥性（DL）被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)藥物先導(dǎo)化合物能否成藥；口服藥物的吸收主要通過(guò)小腸上皮細(xì)胞，小腸上皮細(xì)胞藥物滲透性（Caco-2）是口服生物利用度（OB）的重要影響因素。采用文獻(xiàn)[2]建立的OBioavail1.1、PrecaCO2模型和基于最小二乘判別法的BBB計(jì)算及預(yù)測(cè)模型，計(jì)算所得化學(xué)成分的OB、Caco-2、DL，選取同時(shí)滿足OB≥30%、Caco-2≥-0.4、DL≥0.18并去除無(wú)明確作用靶點(diǎn)的成分作為活性成分。將活性成分對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)靶點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)niprot數(shù)據(jù)庫(kù)（https://www.uniprot.org/），獲取人源基因。

1.2 疾病相關(guān)靶點(diǎn)蛋白搜集

CTD（http://ctdbase.org/）是一個(gè)強(qiáng)大的提供關(guān)于化學(xué)成分-基因/蛋白質(zhì)相互作用、化學(xué)成分-疾病和基因-疾病關(guān)系的人工管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。以“diabetes mellitus”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，選取“Diabetes Mellitus，Type 2”后搜集與T2DM相關(guān)的蛋白。

1.3 疾病治療靶點(diǎn)預(yù)測(cè)

通過(guò)Venny2.1.0在線軟件（http://bioinfogp.cnb. csic.es/tools/venny/index.html）獲得藥物活性成分作用靶點(diǎn)與疾病相關(guān)靶點(diǎn)的交集，交集靶點(diǎn)可能是黃芪-山藥治療T2DM潛在作用靶點(diǎn)。通過(guò)Cytoscape3.7.1構(gòu)建藥物活性成分-潛在靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，更為系統(tǒng)地分析黃芪-山藥治療T2DM的潛在靶點(diǎn)。

1.4 蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

將交集靶點(diǎn)蛋白輸入String11.0數(shù)據(jù)庫(kù)（https://string-db.org/）進(jìn)行檢索，設(shè)置選取最高置信度0.90的蛋白相互作用（PPI）關(guān)系數(shù)據(jù)，將其導(dǎo)入Cytoscape3.7.1，構(gòu)建黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的PPI網(wǎng)絡(luò)圖。

1.5 生物通路富集分析

為說(shuō)明黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的潛在靶點(diǎn)在信號(hào)通路中的作用，采用基因注釋工具M(jìn)etascape（http://metascape.org）對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)篩選出的關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行生物通路富集分析。分析主要生物通路，探討黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM可能的作用機(jī)制。

2 結(jié)果

2.1 黃芪-山藥活性成分、潛在靶點(diǎn)及活性成分-預(yù)測(cè)靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

檢索獲得158個(gè)化合物，其中黃芪87個(gè)、山藥71個(gè)，按OB≥30%、Caco-2≥-0.4、DL≥0.18篩選，并去除數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有預(yù)測(cè)靶點(diǎn)的活性成分，共獲得活性成分26個(gè)，其中黃芪14個(gè)、山藥12個(gè)，見表1。

2.2 2型糖尿病相關(guān)靶點(diǎn)蛋白及黃芪-山藥活性成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

通過(guò)CTD數(shù)據(jù)庫(kù)檢索出T2DM相關(guān)靶點(diǎn)26 705個(gè)，與藥物活性成分靶點(diǎn)取交集后得到黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM預(yù)測(cè)靶點(diǎn)223個(gè)。黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM活性成分-潛在靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)見圖1。該網(wǎng)絡(luò)中包含250個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中活性成分節(jié)點(diǎn)26個(gè)，靶點(diǎn)蛋白節(jié)點(diǎn)224個(gè)，成分與靶點(diǎn)之間存在583條相互作用連線。深入分析該網(wǎng)絡(luò)，活性成分平均節(jié)點(diǎn)度為22.5，大于平均節(jié)點(diǎn)度的活性成分有8個(gè)，分別為來(lái)自黃芪的檞皮素（quercetin）、山柰酚（kaempferol）、7-O-甲基異戊醇（7-O-methyl isomucronulatol）、芒柄花黃素（formononetin）、異鼠李素（isorhamnetin）、3,9-di-O-美迪紫檀素（3,9-di-O-methylnissolin）和來(lái)自山藥的豆甾醇（Stigmasterol）、海風(fēng)藤酮（Kadsurenone）。靶點(diǎn)蛋白平均節(jié)點(diǎn)度為4.642 857 143，大于平均節(jié)點(diǎn)度的靶點(diǎn)蛋白有37個(gè)，分別為PTGS2、NCOA2、PTGS1、HSP90AB1、PRSS1、CAM、RXRA、PGR、NOS2、CHRM1、SCN5A、DPP4、ADRA1B、GABRA1、PPARG、F2、ADRB2、AR、ESR2、PDE3A、NOS3、CHRM3、PRKACA、ACHE、ESR1、NCOA1、TOP2、CDK2、CHEK1、CHRM2、GSK3B、PIM1、CCNA2、F7、MAOB、ADRA1D、F10，見表2。提示以上成分及靶點(diǎn)在黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

表1 黃芪-山藥藥對(duì)活性成分基本信息

分子編號(hào)化合物OB/%Caco-2DL度值來(lái)源 MOL000098檞皮素（quercetin）46.430.050.28149黃芪 MOL000422山柰酚（kaempferol）41.880.260.24 62黃芪 MOL0003787-O-甲基異戊醇（7-O-methylisomucronulatol）74.691.080.30 45黃芪 MOL000392芒柄花黃素（formononetin）69.670.780.21 38黃芪 MOL000354異鼠李素（isorhamnetin）49.600.310.31 36黃芪 MOL000449豆甾醇（Stigmasterol）43.831.440.76 31山藥 MOL000322海風(fēng)藤酮（Kadsurenone）54.720.820.38 27山藥 MOL0003713,9-di-O-美迪紫檀素（3,9-di-O-methylnissolin）53.741.180.48 23黃芪 MOL000296常春藤皂苷元（hederagenin）36.911.320.75 22黃芪 MOL000417毛蕊異黃酮（Calycosin）47.750.520.24 22黃芪 MOL000380(6aR,11aR)-9,10-二甲氧基-6a,11a-二氫-6H-苯基呋喃[3,2-c]鉻-3-ol （(6aR,11aR)-9,10-dimethoxy-6a,11a-dihydro-6H-benzofurano[3,2-c]chromen-3-ol）64.260.930.42 22黃芪 MOL005430山蒟酮C（hancinone C）59.050.740.39 22山藥 MOL000546薯蕷皂苷元（diosgenin）80.880.820.81 16山藥 MOL000239梔子醇（Jaranol）50.830.610.29 13黃芪 MOL005465AIDS18090745.330.730.77 13山藥 MOL001559蓽茇明寧堿（piperlonguminine）30.710.950.18 11山藥 MOL005440異巖藻甾醇（Isofucosterol）43.781.360.76 9山藥 MOL000387聯(lián)苯雙酯（Bifendate）31.100.150.67 7黃芪 MOL0004421,7-二羥基-3,9-二甲氧基紫檀烯（1,7-Dihydroxy-3,9-dimethoxy pterocarpene）39.050.890.48 4黃芪 MOL001736(-)-花旗松素（(-)-taxifolin）60.51-0.240.27 4山藥 MOL000953CLR37.871.430.68 3山藥 MOL005458地塞米松C_qt（Dioscoreside C_qt）36.380.390.87 2山藥 MOL000033(3S,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-10,13-二甲基-17-[(2R,5S)-5-丙烷-2-yloctan-2-yl]- 2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-十二氫-1H-環(huán)戊烯[a]菲-3-ol （(3S,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-10,13-dimethyl-17-[(2R,5S)-5-propan-2-yloctan-2- yl]-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-3-ol）36.231.450.78 1黃芪 MOL000211丁子香萜（Mairin）55.380.730.78 1黃芪 MOL00543524-甲基膽堿-5-烯-3belta-O-吡喃葡糖苷_qt （24-Methylcholest-5-enyl-3belta-O-glucopyranoside_qt）37.581.330.72 1山藥 MOL005438油菜甾醇（campesterol）37.581.340.71 1山藥

注：紅色表示黃芪活性成分，綠色表示山藥活性成分，黃色表示預(yù)測(cè)靶點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)大小與度值成正比

表2 與T2DM相關(guān)的黃芪-山藥藥對(duì)活性成分潛在靶點(diǎn)

基因名稱蛋白名稱度值 Prostaglandin G/H synthase 2前列腺素G/H合成酶2（PTGS2）18 Nuclear receptor coactivator 2核受體輔激活劑2（NCOA2）16 Prostaglandin G/H synthase 1前列腺素G/H合成酶1（PTGS1）14 Heat shock protein HSP 90熱休克蛋白HSP 90（HSP90AB1）13 Trypsin-1胰蛋白酶-1（PRSS1）12 Retinoic acid receptor RXR-alpha維甲酸受體Rxr-α（RXRA）11 Calmodulin鈣調(diào)蛋白（CAM）11 Progesterone receptor孕激素受體（PGR）10 Muscarinic acetylcholine receptor M1毒蕈堿乙酰膽堿受體M1（CHRM1）10 Nitric oxide synthase，inducible一氧化氮合酶-2型（NOS2）10 Gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-1γ-氨基丁酸受體亞基α-1（GABRA1） 9 Beta-2 adrenergic receptorβ-2腎上腺素能受體（ADRB2） 9 Sodium channel protein type 5 subunit alpha鈉通道蛋白5型亞基α（SCN5A） 9 Thrombin凝血酶（F2） 9 Dipeptidyl peptidase Ⅳ二肽基肽酶Ⅳ（DPP4） 9 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARG） 9 Alpha-1B adrenergic receptorα-1b腎上腺素能受體（ADRA1B） 9 Nitric-oxide synthase，endothelial一氧化氮合酶-3型（NOS3） 8 Androgen receptor雄激素受體（AR） 8 CGMP-inhibited 3',5'-cyclic phosphodiesterase ACGMP抑制3’,5’-環(huán)磷酸二酯酶A（PDE3A） 8 Estrogen receptor beta雌激素受體β（ESR2） 8 mRNA of PKA Catalytic Subunit C-alphaPKA催化亞基c-α的mRNA（PRKACA） 7 Acetylcholinesterase乙酰膽堿酯酶（ACHE） 7 Muscarinic acetylcholine receptor M3毒蕈堿乙酰膽堿受體M3（CHRM3） 7 DNA topoisomerase 2-alphaDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶2-α（TOP2） 6 Nuclear receptor coactivator 1核受體輔活化子1（NCOA1） 6 Estrogen receptor雌激素受體（ESR1） 6 Amine oxidase [flavin-containing] B胺氧化酶[含黃素]B（MAOB） 5 Coagulation factor Xa凝血因子Xa（F10） 5 Coagulation factor Ⅶ凝血因子Ⅶ（F7） 5 Muscarinic acetylcholine receptor M2毒蕈堿乙酰膽堿受體M2（CHRM2） 5 Glycogen synthase kinase-3 beta糖原合酶激酶-3β（GSK3B） 5 Proto-oncogene serine/threonine-protein kinase Pim-1原癌基因絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶PIM-1（PIM1） 5 Cyclin-A2細(xì)胞周期蛋白-A2（CCNA2） 5 Cell division protein kinase 2細(xì)胞分裂蛋白激酶2（CDK2） 5 Serine/threonine-protein kinase Chk1絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶CHK1（CHEK1） 5 Alpha-1D adrenergic receptorα-1D腎上腺素能受體（ADRA1D） 5

2.3 黃芪-山藥治療2型糖尿病蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)

運(yùn)用String11.0數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的PPI關(guān)系后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Cytoscape3.7.1，繪制黃芪-山藥藥對(duì)治療2型糖尿病PPI網(wǎng)絡(luò)圖，結(jié)果見圖2。該網(wǎng)絡(luò)圖包括198個(gè)節(jié)點(diǎn)與891條相互作用關(guān)系連線，節(jié)點(diǎn)大小與靶點(diǎn)蛋白的度值呈正相關(guān)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，PPI網(wǎng)絡(luò)圖中大于平均節(jié)點(diǎn)度（9）、介數(shù)中心性（0.010 713）的關(guān)鍵靶點(diǎn)蛋白有41個(gè)，其中，靶點(diǎn)蛋白MAPK1的度值（41）和介數(shù)中心性（0.146）均最大。由此推測(cè)，MAPK1在黃芪-山藥藥對(duì)治療2型糖尿病的PPI網(wǎng)絡(luò)中作用較大，是最為關(guān)鍵的靶點(diǎn)蛋白。

圖2 黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM相關(guān)PPI網(wǎng)絡(luò)

2.4 黃芪-山藥治療2型糖尿病生物通路

對(duì)黃芪-山藥治療T2DM相關(guān)PPI網(wǎng)絡(luò)中篩選出的41個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行富集分析，獲得關(guān)鍵靶點(diǎn)參與的生物學(xué)過(guò)程及通路，見圖3。黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的關(guān)鍵靶點(diǎn)主要參與癌癥通路（Pathways in cancer）、乙型肝炎（Hepatitis B）、糖尿病并發(fā)癥中的AGE-RAGE信號(hào)通路（AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications）、內(nèi)分泌耐藥性（Endocrine resistance）。此外，還有已知的常見通路如細(xì)胞凋亡（Apoptosis）、IL-17信號(hào)通路（IL-17 signaling pathway）等，進(jìn)一步表明黃芪-山藥治療T2DM存在復(fù)雜的機(jī)制和過(guò)程。

圖3 黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM生物通路熱圖

3 討論

流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)18歲及以上人群糖尿病患病率為10.4%[3]，且以T2DM為主。黃芪的主要藥理作用包括抗衰老、抗腫瘤、調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)[4]及調(diào)節(jié)血糖[5]等。山藥的主要藥理作用包括提高免疫功能、降血糖、降血脂、抗氧化、延緩衰老、抗腫瘤[6]等。黃芪-山藥配伍的現(xiàn)代研究表明，二者配伍可以治療消渴、胃痛、咳嗽、泄瀉等[7]，且可對(duì)腎臟起到一定的保護(hù)作用[8]。

臨床治療T2DM多采用益腎養(yǎng)陰、調(diào)補(bǔ)脾腎治法。吳嘉瑞等[9]以國(guó)家級(jí)名老中醫(yī)專科專病叢書《糖尿病驗(yàn)案良方（2版）》和CNKI檢索“糖尿病”及“處方”為依據(jù)，納入處方1330首，對(duì)用藥頻次進(jìn)行分析，結(jié)果黃芪和山藥在處方中出現(xiàn)頻次分別居第1、4位。國(guó)醫(yī)大師周仲瑛治療糖尿病時(shí)將黃芪和山藥作為常用藥，且對(duì)糖尿病肺脾腎氣虛證尤為重視，常使用黃芪、人參、黨參、山藥、白術(shù)等配伍補(bǔ)益肺脾腎之氣，在治療糖尿病陰虛燥熱，見口干口渴，兼有肝腎不足、精虛血少等證時(shí)用山藥配伍山萸肉[10]。名老中醫(yī)李可認(rèn)為，糖尿病“病在三陰，統(tǒng)于太陰”，一切以脾胃之氣為重，選藥多用人參、白術(shù)、山藥、黃芪等健運(yùn)太陰[11]。可見，黃芪和山藥在糖尿病臨床治療中具有重要意義。本研究對(duì)黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的作用機(jī)制進(jìn)行深入分析，旨在為臨床應(yīng)用黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM提供基礎(chǔ)生物學(xué)信息支撐。

通過(guò)TCMSP初步檢索得到黃芪-山藥藥對(duì)158個(gè)化合物，根據(jù)參數(shù)設(shè)置進(jìn)一步篩選獲得26個(gè)活性成分，挖掘出225個(gè)預(yù)測(cè)靶點(diǎn)，與已知的26 705個(gè)T2DM相關(guān)靶點(diǎn)取交集，最終獲得黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM的224個(gè)靶點(diǎn)、583個(gè)可能存在的相互作用關(guān)系。研究結(jié)果表明，黃芪-山藥藥對(duì)的關(guān)鍵作用靶點(diǎn)包括MAPK1、PTGS2、NCOA2、PTGS1、HSP90AB1等，關(guān)鍵靶點(diǎn)與多個(gè)活性成分存在關(guān)系。

絲裂原激活蛋白激酶通路信號(hào)通路與多種疾病有關(guān)，包括癌癥、炎癥、糖尿病、高血壓等，絲裂原激活蛋白激酶通過(guò)胞漿磷酸化也可進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子及酶類[12]，參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡、炎癥反應(yīng)等過(guò)程并發(fā)揮重要作用。前列腺素G/H合酶是一種兼職蛋白，它既是過(guò)氧化物酶又是環(huán)氧合酶。有研究通過(guò)骨形態(tài)發(fā)生蛋白4（Bone Morphogenic Protein 4）誘導(dǎo)T2DM小鼠環(huán)氧合酶2（COX2）和血管黏附蛋白1表達(dá)，COX2被BMP4上調(diào)，揭示了BMP4通過(guò)COX2介導(dǎo)的炎癥通路激活，促進(jìn)T2DM血管內(nèi)皮功能恢復(fù)[13]。COX2基因在3′-非翻譯區(qū)（3′-Untranslated Region）中的rs5275變異可能調(diào)節(jié)T2DM危險(xiǎn)或與T2DM的病因有關(guān)[14]。Verma等[15]對(duì)印度北部地區(qū)的T2DM人群PTGS1表達(dá)進(jìn)行初步研究，結(jié)果顯示T2DM患者PTGS1表達(dá)增加但并不顯著，同時(shí)，多種因素和基因的差異都會(huì)影響PTGS1的表達(dá)途徑，建立PTGS1表達(dá)與T2DM之間的相關(guān)性還需更多樣本進(jìn)行研究。黃芪-山藥各活性成分之間也存在著密切的協(xié)同關(guān)系，其主要靶點(diǎn)在治療T2DM過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

通過(guò)黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM相關(guān)PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與生物通路富集分析發(fā)現(xiàn)，糖尿病并發(fā)癥中的AGE-RAGE信號(hào)通路、內(nèi)分泌耐藥性、IL-17信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路是網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵靶點(diǎn)的主要富集通路。AGE/RAGE信號(hào)通路可以激活多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路，包括NADPH氧化酶、蛋白激酶C和MAPKs，進(jìn)而激活核因子-κB（NF-κB）活性。正常生理狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi)RAGE呈低水平表達(dá)，在糖尿病狀態(tài)下出現(xiàn)異常高表達(dá)，激活下游NF-κB，使白細(xì)胞介素（IL）-1、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等炎癥因子的表達(dá)，從而參與糖尿病及多種并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。研究表明，通過(guò)抑制AGEs/RAGE/NF-κB信號(hào)通路，可以降低氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)，減輕組織損傷[16]，改善糖尿病皮膚組織微環(huán)境[17]。內(nèi)分泌耐藥性的機(jī)制包括雌激素受體（ER）-α表達(dá)喪失、ER-磷酸化、Notch信號(hào)通路、凋亡機(jī)制的調(diào)控等。其中Notch通路可能誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞再分化[18]，參與腎臟的發(fā)育、腎小球病變、腎小管間質(zhì)纖維化以及微血管病變，進(jìn)而影響糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展[19]。IL-17家族在急、慢性炎癥反應(yīng)中起重要作用，通過(guò)其相應(yīng)的受體發(fā)出信號(hào)，并激活包括NF-κB、MAPKs和C/EBPs在內(nèi)的下游通路。研究表明，抑制IL-17A/IL-17RA/NF-κB信號(hào)通路中TNF-α、IL-6的表達(dá)可以改善胰島β細(xì)胞功能、減輕胰島素抵抗，從而達(dá)到改善癥狀，治療糖尿病的目的[20]。雌激素是一種類固醇激素，調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物多種生理過(guò)程，包括生殖、心血管保護(hù)、骨完整性、細(xì)胞內(nèi)環(huán)境平衡等，雌激素通過(guò)MER受體激活Ca2+信號(hào)通路，影響下游轉(zhuǎn)錄因子一氧化氮合酶3（NOS3）。趙春霞等[21]研究發(fā)現(xiàn)，NOS3表達(dá)降低會(huì)使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)作用減弱，降低機(jī)體胰島素敏感性，可能誘導(dǎo)胰島素抵抗形成。同時(shí)有分析顯示，雌激素替代治療可以在一定程度上改善絕經(jīng)后女性T2DM患者糖代謝情況[22]。分析發(fā)現(xiàn)NOS3同時(shí)參與鈣信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路、糖尿病并發(fā)癥中的AGE-RAGE信號(hào)通路，說(shuō)明了治療T2DM作用機(jī)制的復(fù)雜性，也表明本研究存在一定局限性，應(yīng)進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，本研究通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法對(duì)黃芪-山藥藥對(duì)治療T2DM多成分、多靶點(diǎn)、多通路的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其主要活性成分不僅可以直接對(duì)T2DM起到治療作用，還可以通過(guò)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、炎癥機(jī)制等間接發(fā)揮療效，為黃芪-山藥治療T2DM作用機(jī)制提供了理論依據(jù)，也為中藥復(fù)方機(jī)制生物信息分析提供了基礎(chǔ)。

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Study on Mechanism of Astragali Radix-Dioscoreae Rhizoma in Treatment of Type 2 Diabetes Mellitus Based on Network Pharmacology

CHEN Jing, SHAO Xianming, HOU Zhitao

To investigate the mechanism of Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma in the treatment of type 2 diabetes mellitus based on network pharmacology.Active components from Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma were selected from pharmacological database of TCMSP. Potential targets of active components were obtained by Uniprot database. Targets of type 2 diabetes mellitus were obtained from CTD database. Molecular mechanism of Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma in the treatment of type 2 diabetes mellitus was analyzed by gene annotation tool (Matescape).Totally 26 active components of Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma were selected. 223 targets related to type 2 diabetes mellitus were obtained, and 41 key targets were selected by protein-protein interaction network. Matescape analysis showed that MAPK1, PTGS2, NCOA2, and PTGS1, the key targets of Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma, were mainly related to cell proliferation, differentiation, apoptosis, inflammation and other biological processes, and acted on AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications, endocrine resistance, IL-17 signaling pathway, and estrogen signaling pathway.Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma can directly or indirectly treats type 2 diabetes mellitus through mechanism of cell proliferation, differentiation, apoptosis, and inflammatory.

Astragali Radix - Dioscoreae Rhizoma; type 2 diabetes mellitus; network pharmacology; mechanism

R259.871；R285

A

1005-5304(2020)06-0089-07

10.3969/j.issn.1005-5304.201904077

黑龍江省自然科學(xué)基金（H201485）；黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)校級(jí)基金面上項(xiàng)目（201838）

侯志濤，E-mail：18745020244@139.com

（2019-04-05）

（2019-05-20；編輯：陳靜）