侯旭粲，成思凡，任興德，李夢(mèng)，王耘*

1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，北京 102488；2.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 102488

抑郁癥是一類具有高患病率、高致殘率、高自殺率和高復(fù)發(fā)率等特點(diǎn)的精神障礙疾病。抑郁患者經(jīng)常陷入悲痛欲絕、自卑及悲觀厭世情緒中，嚴(yán)重者可出現(xiàn)幻覺、妄情等精神異常狀況，甚至出現(xiàn)自殺行為；而且，其發(fā)病情況和自殺事件已經(jīng)開始呈現(xiàn)低齡化趨勢(shì)，因此需要密切關(guān)注和研究。抑郁癥不僅使患者承受精神上的痛苦，還有身體上的折磨，經(jīng)常在抑郁人群中觀察到各種軀體化癥狀，最常見的包括食欲下降、入睡困難、胸悶心慌、肢體無力和各種疼痛。有研究表明，抑郁癥患者軀體化癥狀的發(fā)生率為65.0%～98.2%[1]，一些調(diào)查也顯示了抑郁癥與軀體化癥狀的緊密聯(lián)系[2-4]。抑郁癥對(duì)人們的精神世界和身體健康造成了雙重威脅，因此，亟需發(fā)現(xiàn)能夠有效治療抑郁癥的藥物。

解郁丸在逍遙散和甘麥大棗湯的基礎(chǔ)上研制而成，由柴胡、當(dāng)歸、白芍、郁金、茯苓、百合、合歡、甘草、小麥和大棗10味中藥組成，是常用的抗抑郁方劑。目前，已有許多研究成果表明，解郁丸具有良好的抗抑郁功效。施桂蘭等[5]通過實(shí)驗(yàn)觀察解郁丸對(duì)慢性應(yīng)激抑郁大鼠的行為，以及對(duì)下丘腦-垂體-腎上腺軸(hypothalamic-pituitary-adrenal axis，HPA軸)和免疫系統(tǒng)的影響，得到了解郁丸通過降低應(yīng)激導(dǎo)致的過高濃度的皮質(zhì)酮、促腎上腺皮質(zhì)激素、腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素1β來逆轉(zhuǎn)慢性應(yīng)激大鼠HPA軸和免疫功能的紊亂，從而發(fā)揮抗抑郁功效。馬榮等[6]通過小鼠實(shí)驗(yàn)，得出解郁丸具有良好的抗焦慮和催眠效果，及解郁丸可能通過調(diào)節(jié)不同腦區(qū)的5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)、去甲腎上腺素(noradrenaline，NE)等神經(jīng)遞質(zhì)以發(fā)揮抗抑郁作用[7]。宋苗等[8]通過實(shí)驗(yàn)觀察解郁丸對(duì)Wistar-Kyoto(WKY)大鼠抑郁樣行為及腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)表達(dá)的影響，得出了解郁丸能有效減少WKY大鼠的抑郁樣行為，以及通過BDNF這一關(guān)鍵因子發(fā)揮抗抑郁作用的結(jié)論。除此之外，任素華等[9]通過觀察48例輕、中度產(chǎn)后抑郁癥患者經(jīng)解郁丸和氟西汀治療后的臨床療效和不良反應(yīng)，得到了兩者都具有明顯治療效果，但解郁丸不良反應(yīng)明顯較低的結(jié)論。楊靜娟等[10]通過觀察68例抑郁癥患者經(jīng)解郁丸和馬普替林治療后的臨床療效和不良反應(yīng)，得到了兩者療效相當(dāng)，但解郁丸不良反應(yīng)較輕的結(jié)論。綜上可知，解郁丸在實(shí)驗(yàn)和臨床上都具有良好的抗抑郁功效，但由于中藥多成分、多靶點(diǎn)的特性，到目前為止，解郁丸發(fā)揮抗抑郁功效的具體藥理學(xué)機(jī)制尚不明確。

本研究基于實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的“TCM語法系統(tǒng)”(traditional Chinese medicine，TCM)[11-12]平臺(tái)和實(shí)體語法系統(tǒng)(entity grammar system，EGS)，結(jié)合蛋白質(zhì)表達(dá)、細(xì)胞類型及其組織和器官的定位數(shù)據(jù)，獲得了化學(xué)成分可以作用的抑郁癥相關(guān)基因、細(xì)胞、組織和器官，得到了解郁丸抗抑郁的藥理學(xué)機(jī)制及其化學(xué)成分的作用范圍。與上述文獻(xiàn)中的機(jī)制研究相比，本研究得到的結(jié)果更加明確，提供了解郁丸發(fā)揮抗抑郁效果的成分群和具體途徑，這些分析為解郁丸的現(xiàn)代化應(yīng)用提供了基礎(chǔ)[13]。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

數(shù)據(jù)來源于課題組建立的多功能平臺(tái)“TCM語法系統(tǒng)”，它是以實(shí)體語法系統(tǒng)為工具，綜合各大數(shù)據(jù)庫和文獻(xiàn)構(gòu)建的多功能平臺(tái)，具體數(shù)據(jù)庫包括：包含中藥化學(xué)成分信息的中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺(tái)(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform，TCMSP)[14]、中藥信息數(shù)據(jù)[15](Traditional Chinese Medicine Information Database，TCM-ID)等數(shù)據(jù)庫；包含化學(xué)成分靶點(diǎn)信息的DrugBank[16]、Stitch[17]等數(shù)據(jù)庫；包含蛋白質(zhì)相互作用信息的String[18]、蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫[19](Database of Interacting Proteins，DIP)等數(shù)據(jù)庫；包含疾病相關(guān)基因信息的在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)[20](Online Mendelian Inheritance in Man，OMIM)、治療靶點(diǎn)數(shù)據(jù)[21](Therapeutic Target Database，TTD)等數(shù)據(jù)庫。

蛋白質(zhì)的表達(dá)及其表達(dá)量的數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[22]和人類蛋白質(zhì)圖譜(The Human Protein Atlas，HPA)數(shù)據(jù)庫[23]。文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)是哺乳動(dòng)物基因組的功能注釋5(functional annotation of the mammalian genome，F(xiàn)ANTOM5)項(xiàng)目的一部分。此項(xiàng)目專注于哺乳動(dòng)物基因組的功能注釋和轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的表征，對(duì)人體主要器官、多種原代細(xì)胞類型、超過200種癌細(xì)胞系、30種細(xì)胞分化過程和小鼠發(fā)育時(shí)間過程的RNA樣品使用基因表達(dá)的帽分析(cap analysis of gene expression，CAGE)方法測序，為進(jìn)一步分析提供了方便。HPA數(shù)據(jù)庫旨在使用各種組學(xué)技術(shù)的整合來繪制細(xì)胞、組織和器官中的所有人類蛋白質(zhì)，包括基于抗體的成像，基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)等技術(shù)。2個(gè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)完備，并且基本包含本研究所涉及蛋白質(zhì)的表達(dá)數(shù)據(jù)，所以使用這2種數(shù)據(jù)源互相補(bǔ)充完善，以獲得可以表達(dá)抑郁癥相關(guān)基因的細(xì)胞。

細(xì)胞所在組織和器官的數(shù)據(jù)來源于HPA數(shù)據(jù)庫，用來表征上一部分中所涉及的細(xì)胞在組織和器官層面的定位。

1.2 方法

1.2.1獲得解郁丸化學(xué)成分作用的抑郁癥相關(guān)基因 解郁丸包括10味中藥，每味中藥都含有眾多化學(xué)成分，但有些成分進(jìn)入體內(nèi)后不能被有效地吸收利用，也有些成分不適合被開發(fā)為藥物。因此，本研究根據(jù)Lipinski規(guī)則和口服生物利用度(oral bioavailability，OB)對(duì)解郁丸的化學(xué)成分進(jìn)行初步篩選。具體篩選規(guī)則為：分子量<500；氫鍵供體數(shù)目<5；氫鍵受體數(shù)目<10；脂水分配系數(shù)<5；OB值≥30%。

所用方法為實(shí)體語法系統(tǒng)，實(shí)體語法系統(tǒng)是適用于絕大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)建模的一種形式語法系統(tǒng)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用和驗(yàn)證[24-26]。實(shí)體語法系統(tǒng)用五元組G=(VN，VT，F(xiàn)，P，S) 表示，其中VN和VT指系統(tǒng)中的基本元素，分別代表非末端字符集和末端字符集，V=VN∪VT；F代表基本元素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；P代表一種推理規(guī)則，即從已知實(shí)體推理出新實(shí)體的規(guī)則；S代表推理的起點(diǎn)，即系統(tǒng)的初始狀態(tài)。如果不區(qū)分VN和VT，則G=(V，F(xiàn)，P，S)。

V代表網(wǎng)絡(luò)中各種類型的節(jié)點(diǎn)，即中藥名稱、中藥的化學(xué)成分和抑郁癥相關(guān)基因等；F指網(wǎng)絡(luò)中的各種節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，即include或interaction；P為基于上述實(shí)體推斷解郁丸成分與抑郁癥相關(guān)基因的作用關(guān)系的推理規(guī)則，類似于基本的推理公式；S為系統(tǒng)的初始狀態(tài)，即解郁丸包含的中藥、每味中藥包含的化學(xué)成分、化學(xué)成分的靶點(diǎn)、蛋白相互作用信息以及抑郁癥相關(guān)基因。具體可用下列公式表示：

V=V1∪V2∪V3∪V4∪V5

(1)

V1是解郁丸中所有中藥的集合，V2是每味中藥包含的所有化學(xué)成分的集合，V3是所有化學(xué)成分的靶點(diǎn)的集合，V4是蛋白質(zhì)的集合，V5是抑郁癥相關(guān)基因的集合。其中V3?V4，V5?V4，V3和V5之間有交集。這是因?yàn)榛瘜W(xué)成分的靶點(diǎn)和抑郁癥的相關(guān)基因都是蛋白質(zhì)，且存在某些化學(xué)成分直接作用于抑郁癥相關(guān)基因。

F={ include1 (A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，I，J)，
include2 (K，L，T)，link1 (L，M，T)，
link2(M，N，T，O)，dis-target (P，Q，T，R)，
min-distance (L，Q，T，R) }

(2)

在F的集合中，A～J代表解郁丸中的10味中藥，A～J∈V1；K代表10味中藥中的任意一味，L代表中藥K包含的所有成分，L∈V2；T∈{include，interaction }；M代表中藥成分的靶點(diǎn)，N代表與M有相互作用關(guān)系的蛋白質(zhì)，M∈V3，N∈V4；O代表M經(jīng)過O步數(shù)作用于N，R的含義與之相同；Q代表抑郁癥相關(guān)基因，P代表與Q有相互作用關(guān)系的蛋白質(zhì)，P∈V4，Q∈V5；min-distance (L，Q，T，R) 代表從中藥成分到疾病基因所需的最小步數(shù)。

P=P1∪P2∪P3∪P4，

P1={ include2 (K，L，T)，link1 (L，M，T) ? draw(L，M，T，2) }，

P2={ draw(L，M，T，S)，link2 (M，N，T，O)，O=S+1 ? draw(L，N，T，O) }，

P3={ draw(L，N，T，O)，dis-target (P，Q，T，R)，R=O+1 ? draw(L，Q，T，R) }，

P4={ #min{ F：distance(L，Q，T，X)}=Y，distance(L，Q，T，Y) ? min-distance(L，Q，T，Y) }

(3)

規(guī)則P1指從成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中匹配到解郁丸中的所有化學(xué)成分的靶點(diǎn)，并將推理步數(shù)記為2；規(guī)則P2指獲得與P1中得到的化學(xué)成分靶點(diǎn)具有相互作用關(guān)系的蛋白質(zhì)，并將推理步數(shù)加1；規(guī)則P3指通過多步推理，最終得到作用于抑郁癥相關(guān)基因的化學(xué)成分，并將推理步數(shù)加1；規(guī)則P4指獲得從成分到抑郁癥相關(guān)基因的最小推理步數(shù)。

S=S1∪S2，

S1={ include1 (A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，I，J)，include2 (K，L)，link1 (L，M)，link2 (M，N，O) }，

S2={ dis-target (P，Q，T) }

(4)

S1是用于推理的初始信息，包括解郁丸的10味中藥、每味中藥的化學(xué)成分、化學(xué)成分的靶點(diǎn)和蛋白相互作用信息。S2是推理的終點(diǎn)，即抑郁癥相關(guān)基因。通過系統(tǒng)構(gòu)建及推理，可以得到解郁丸化學(xué)成分作用的抑郁癥相關(guān)基因，最終使用Cytoscape_v 3.7.0軟件將解析結(jié)果以網(wǎng)絡(luò)的形式可視化。

1.2.2分析抑郁癥相關(guān)基因在細(xì)胞中的表達(dá)情況 在生物體的發(fā)育過程中，細(xì)胞通過分化形成了形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細(xì)胞，而細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。同一種基因可能在不同類型的細(xì)胞中表達(dá)，因此不同的細(xì)胞會(huì)具有相同類型的蛋白質(zhì)，這種情況在生物體中普遍存在。獲得了解郁丸的化學(xué)成分作用的抑郁癥相關(guān)基因后，本研究從FANTOM5項(xiàng)目和HPA數(shù)據(jù)庫中收集了這些基因在不同類型細(xì)胞中的表達(dá)情況，隨后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選，篩選標(biāo)準(zhǔn)為：基因表達(dá)程度為中等表達(dá)水平及以上。

1.2.3分析篩選出的細(xì)胞的組織和器官定位 細(xì)胞是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，不同類型的細(xì)胞行使不同的功能，形態(tài)相似、功能相同的細(xì)胞聚集在一起，并與細(xì)胞間質(zhì)共同構(gòu)成組織，組織是處于細(xì)胞和器官之間的結(jié)構(gòu)，它不一定具備某種特定的功能。幾種不同類型的組織經(jīng)過發(fā)育分化并相互結(jié)合后，可以構(gòu)成具有一定形態(tài)和特定功能的結(jié)構(gòu)，即器官。雖然組織和器官處于不同層面，但本研究對(duì)細(xì)胞歸類時(shí)既涉及組織又涉及器官。這是因?yàn)殡m然器官具有某種特定的功能，更加適合研究和分析，但對(duì)于某些細(xì)胞來說，分類到組織層次更合適。例如脂肪細(xì)胞和肌肉細(xì)胞，它們?cè)跈C(jī)體中普遍存在，分別被劃分到脂肪組織和肌肉組織會(huì)比劃分到某個(gè)具體的器官更能體現(xiàn)其功能特性。本研究的分類標(biāo)準(zhǔn)主要參考HPA數(shù)據(jù)庫對(duì)人體組織和器官的分類。

2 結(jié)果與討論

2.1 解郁丸化學(xué)成分作用的抑郁癥相關(guān)基因

在“TCM語法系統(tǒng)”中檢索到的解郁丸成分共有1293個(gè)，其中白芍77個(gè)、百合84個(gè)、柴胡288個(gè)、大棗126個(gè)、當(dāng)歸125個(gè)、茯苓34個(gè)、甘草20個(gè)、郁金222個(gè)、合歡20個(gè)、小麥37個(gè)。檢索到的抑郁癥相關(guān)基因共有34個(gè)。

通過使用實(shí)體語法系統(tǒng)解析解郁丸化學(xué)成分所作用的抑郁癥相關(guān)基因，得到共有181個(gè)化學(xué)成分可以直接作用于與抑郁癥相關(guān)的9個(gè)基因，分別為5-羥色胺受體2A(HTR2A)、鈉依賴性去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SLC6A2)、毒蕈堿乙酰膽堿受體M2(CHRM2)、β-2腎上腺素能受體(ADRB2)、胺氧化酶[含黃素]A(MAOA)、鈉依賴性5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SLC6A4)、甘氨酸受體亞基α-1(GLRA1)、D(2)多巴胺受體(DRD2)和瞬時(shí)受體電位陽離子通道亞家族V成員1(TRPV1)。另外，還有116個(gè)化學(xué)成分通過多個(gè)步驟間接作用于11個(gè)抑郁癥相關(guān)基因，分別為腺苷受體A2a(ADORA2A)、離子型的谷氨酸受體、紅藻氨酸4(GRIK4)、傷害感受肽受體(OPRL1)、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子受體1(CRHR1)、腺苷受體A3(ADORA3)、Ⅰ型神經(jīng)降壓素受體(NTSR1)、神經(jīng)介素-K受體(TACR3)、物質(zhì)K受體(TACR2)、環(huán)AMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白1(CREB1)、溶質(zhì)載體家族52-核黃素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-成員2(SLC52A2)、神經(jīng)元PAS結(jié)構(gòu)域蛋白2(NPAS2)。由于中藥多成分的特性，某些成分可能存在于多味中藥，并在進(jìn)入體內(nèi)后發(fā)揮協(xié)同作用。例如α-cubebol同時(shí)存在于郁金和甘草中，進(jìn)入體內(nèi)后以效果疊加的形式共同發(fā)揮作用。所識(shí)別到的297個(gè)解郁丸成分共同發(fā)揮抗抑郁作用。本研究用圖1直觀地體現(xiàn)了10味中藥、中藥的化學(xué)成分以及抑郁癥相關(guān)基因之間的關(guān)系。

該網(wǎng)絡(luò)圖直觀地顯示了解郁丸的化學(xué)成分可以作用的抑郁癥相關(guān)基因及作用關(guān)系，解釋了解郁丸抗抑郁的藥理學(xué)作用機(jī)制。

關(guān)于解郁丸的化學(xué)成分靶向的20個(gè)抑郁癥相關(guān)基因，UniProt數(shù)據(jù)庫[27]和GeneCards數(shù)據(jù)庫[28]對(duì)它們的功能做出了詳盡的解釋。HTR2A是5-HT(血清素)的G蛋白偶聯(lián)受體，能夠影響神經(jīng)活動(dòng)、感知、認(rèn)知和情緒，在行為調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。SLC6A2能夠通過其高親和力的鈉依賴性再攝取進(jìn)入突觸前末梢終止去甲腎上腺素的作用。CHRM2能夠介導(dǎo)各種細(xì)胞反應(yīng)，包括腺苷酸環(huán)化酶的抑制、磷酸肌醇的分解和通過G蛋白的作用調(diào)節(jié)鉀離子通道。ADRB2能以較高的親和力與腎上腺素結(jié)合。MAOA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織中的神經(jīng)活性和血管活性胺的代謝中具有重要功能，可以優(yōu)先氧化生物胺，例如5-HT、NE和腎上腺素。SLC6A4可以將5-HT分子從突觸間隙轉(zhuǎn)運(yùn)回突觸前終端以重新利用，從而調(diào)節(jié)5-HT能信號(hào)傳導(dǎo)，能夠終止5-HT的作用并以鈉依賴性方式回收它。GLRA1的異戊二烯通道被甘氨酸激活后，在神經(jīng)元興奮性的下調(diào)中起重要作用，

注：方形節(jié)點(diǎn)代表解郁丸中的10味中藥；橢圓節(jié)點(diǎn)代表中藥的化學(xué)成分；V形節(jié)點(diǎn)代表抑郁癥相關(guān)基因；黃色的邊代表2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的相互作用關(guān)系；紅色的邊表示2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的包含關(guān)系。圖1 中藥-成分-抑郁癥相關(guān)基因的關(guān)系

有助于產(chǎn)生抑制性突觸后電流。DRD2為多巴胺受體D2，多巴胺的不足與抑郁癥有著密切的聯(lián)系。TRPV1作為離子型內(nèi)源性大麻素受體時(shí)具有中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)作用，通過影響AMPA受體的內(nèi)吞作用，觸發(fā)海馬和伏隔核中內(nèi)源性大麻素介導(dǎo)的一種長期抑郁癥。ADORA2A在許多生物功能中起重要作用，如心律和循環(huán)、免疫功能、疼痛調(diào)節(jié)和睡眠。GRIK4參與L-谷氨酸介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮。OPRL1在調(diào)節(jié)傷害感受和疼痛感覺中發(fā)揮作用，對(duì)外界應(yīng)激做出反應(yīng)。CRHR1在對(duì)刺激引起的焦慮的反應(yīng)中發(fā)揮作用。ADORA3參與多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑和生理功能，與神經(jīng)保護(hù)功能相關(guān)。NTSR1可以介導(dǎo)神經(jīng)降壓素的多種功能，如低血壓、高血糖、體溫過低、抗傷害作用和分泌的調(diào)節(jié)。TACR3可以參與多巴胺代謝過程的調(diào)節(jié)。TACR2參與乙酰膽堿分泌和神經(jīng)傳遞的正調(diào)節(jié)。CREB1與晝夜節(jié)律的同步和脂肪細(xì)胞的分化有關(guān)。SLC52A2可作為4-羥基丁酸的受體，而4-羥基丁酸是一種神經(jīng)藥物，可用于治療抑郁癥。NPAS2是一種轉(zhuǎn)錄激活因子，是形成生物鐘的核心組成部分，也是各種生理功能的重要調(diào)節(jié)因子，包括新陳代謝、睡眠、體溫、血壓、內(nèi)分泌和免疫等。

上述20個(gè)基因，都與抑郁癥有著密切聯(lián)系，它們大多與神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)，如5-羥色胺、去甲腎上腺素、乙酰膽堿、多巴胺、甘氨酸和谷氨酸。有的與腎上腺素、生物節(jié)律和對(duì)外界應(yīng)激的反應(yīng)相關(guān)。這些都在抑郁癥的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，解郁丸的化學(xué)成分可以通過作用于這些基因綜合調(diào)節(jié)它們介導(dǎo)的生物過程，體現(xiàn)了中藥方劑治療疾病的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和中醫(yī)遣方用藥的整體性思維。

2.2 抑郁癥相關(guān)基因在細(xì)胞中的表達(dá)情況

本研究一共分析了18個(gè)抑郁癥相關(guān)基因，缺少靶基因甘氨酸受體亞基α-1(GLRA1)和瞬時(shí)受體電位陽離子通道亞家族V成員1(TRPV1)的數(shù)據(jù)。這是因?yàn)镚LRA1在HPA數(shù)據(jù)庫中沒有檢測到表達(dá)量，而在FANTOM5項(xiàng)目的數(shù)據(jù)源中檢測到在小腦、胰腺和視網(wǎng)膜中有相對(duì)較大的表達(dá)量，但是可靠性還未驗(yàn)證，因此本研究不予考慮；TRPV1在mRNA水平上檢測到有表達(dá)，但2個(gè)數(shù)據(jù)源中均沒有其在蛋白水平表達(dá)的數(shù)據(jù)，這種情況是比較常見的，因?yàn)閺幕虻降鞍滓?jīng)歷轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后修飾等過程，在這些過程中會(huì)有很多因素導(dǎo)致蛋白不能表達(dá)出來，而且基因檢測和蛋白檢測所用方法不同，靈敏度有差異，也會(huì)導(dǎo)致上述情況的出現(xiàn)。因此本研究最后分析了18個(gè)抑郁癥相關(guān)基因。

根據(jù)方法中設(shè)置的篩選條件，如表1所示，得到了可以在中等及中等以上水平表達(dá)抑郁癥相關(guān)基因的細(xì)胞。這意味著解郁丸成分進(jìn)入體內(nèi)后可以通過靶向抑郁癥相關(guān)基因而作用于表達(dá)這些基因的所有細(xì)胞。此部分的研究結(jié)果表明，解郁丸中的化學(xué)成分可以通過作用于多種類型的細(xì)胞，系統(tǒng)地調(diào)節(jié)抑郁癥患者的機(jī)體狀態(tài)。這種治療方式更加體現(xiàn)了中醫(yī)藥在治療疾病時(shí)的整體性思維。

表1 部分抑郁癥相關(guān)基因在細(xì)胞中的表達(dá)情況

2.3 細(xì)胞的組織和器官定位

如表2所示，根據(jù)方法中設(shè)置的分類標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)胞中抑郁相關(guān)基因的表達(dá)情況，以及細(xì)胞的組織和器官的定位，可以獲得在每個(gè)組織或器官中表達(dá)的抑郁相關(guān)基因。

解郁丸成分通過作用于抑郁癥相關(guān)基因而發(fā)揮抗抑郁作用，而靶基因作為蛋白質(zhì)是可以在多種細(xì)胞中表達(dá)的，因此，解郁丸成分進(jìn)入體內(nèi)后會(huì)作用于表達(dá)這些基因的細(xì)胞，作用效果因靶基因涉及的生化反應(yīng)及細(xì)胞所在的組織和器官的功能的不同而不同。從表2中可以看出，解郁丸成分更多地作用于免疫組織、脂肪組織、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)(包括大腦、小腦、神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞)。

表2 組織和器官中表達(dá)的抑郁癥相關(guān)基因

以抑郁癥患者的免疫情況為例,抑郁癥常被描述為應(yīng)激相關(guān)疾病，而應(yīng)激反應(yīng)主要是以HPA軸的持續(xù)激活為核心的心理和生理反應(yīng)。HPA軸的持續(xù)激活會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)循環(huán)糖皮質(zhì)激素水平升高，而其濃度過高時(shí)會(huì)造成腦和其他器官的損傷，使突觸數(shù)量減少，而且糖皮質(zhì)激素通常被認(rèn)為是免疫抑制劑，它能夠抑制細(xì)胞免疫。另外，壓力應(yīng)激實(shí)驗(yàn)表明，腎上腺素的血漿濃度與淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞的特異性免疫功能呈負(fù)相關(guān)[29]。據(jù)研究，遭受慢性心理應(yīng)激的人群和抑郁癥患者體內(nèi)的前炎性細(xì)胞因子表達(dá)水平增加[30-32]，而抗炎性細(xì)胞因子表達(dá)水平降低[30-33]，過度表達(dá)的前炎性細(xì)胞因子與5-HT損耗、HPA軸的功能失調(diào)有關(guān)，并且可以通過調(diào)節(jié)P38基因和核轉(zhuǎn)錄因子-κB(Nuclear factor-kappaB，NFκ-B)信號(hào)通路引起神經(jīng)元的損傷，其濃度變化還會(huì)被腦部認(rèn)為是壓力源，從而強(qiáng)化對(duì)HPA軸的激活，形成惡性循環(huán)。

綜上可知，抑郁癥患者常伴隨著免疫功能低下和前炎性細(xì)胞因子表達(dá)增加，而這又反過來使抑郁情況加重。鑒于抑郁癥的復(fù)雜性，單純進(jìn)行抗抑郁治療很難達(dá)到理想的效果，因此需要在抗抑郁的同時(shí)提高機(jī)體的免疫水平。解郁丸的化學(xué)成分不僅可以作用于神經(jīng)系統(tǒng)中的抑郁癥相關(guān)基因，還有很大一部分作用于機(jī)體的免疫組織，通過同時(shí)調(diào)整抑郁狀態(tài)和機(jī)體免疫功能協(xié)同改善抑郁癥狀，體現(xiàn)了中藥方劑治療復(fù)雜性疾病時(shí)的獨(dú)特功效和強(qiáng)大功能。解郁丸成分對(duì)其他組織的作用也提示其具有治療抑郁癥與其他疾病的合并癥的潛能，例如，抑郁癥與肥胖的共病[34-36]，抑郁癥與心臟病的共病[37-39]等。

由于從抑郁癥相關(guān)基因到細(xì)胞定位再到組織和器官定位的過程比較復(fù)雜，為了方便查看，該研究通過圖的形式可視化三者之間的關(guān)系(見圖2)，并提取子網(wǎng)(見圖3)作為簡要描述。

注：V形節(jié)點(diǎn)代表與抑郁癥相關(guān)的基因；橢圓形節(jié)點(diǎn)代表可以表達(dá)這些基因并滿足篩選標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞；三角形節(jié)點(diǎn)代表這些細(xì)胞所在的組織或器官；橙色的邊表示2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的表達(dá)關(guān)系；紫色的邊表示2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的定位關(guān)系；下同。圖2 靶基因-細(xì)胞-組織/器官的關(guān)系

圖3 靶基因-細(xì)胞-組織/器官關(guān)系圖的子網(wǎng)絡(luò)

圖3直觀地說明了基因可以同時(shí)在多個(gè)細(xì)胞中表達(dá)的情況，并且存在多個(gè)功能相似的細(xì)胞屬于同一組織或器官的情況。子網(wǎng)清楚地體現(xiàn)了解郁丸的化學(xué)成分可以作用的基因、細(xì)胞、組織和器官，明確了它們?cè)谌梭w中的作用范圍。

3 總結(jié)與展望

本研究以實(shí)體語法系統(tǒng)為框架，綜合利用信息學(xué)、中藥學(xué)和生物學(xué)數(shù)據(jù)及工具，通過推理得到了可以靶向抑郁癥相關(guān)基因的297個(gè)解郁丸成分，并得出了解郁丸抗抑郁的藥理學(xué)機(jī)制，即這些化學(xué)成分可以直接或間接地作用于抑郁癥相關(guān)基因。隨后根據(jù)蛋白表達(dá)數(shù)據(jù)篩選了可以表達(dá)上述抑郁癥相關(guān)基因的細(xì)胞，最后得到這些細(xì)胞的組織和器官定位，從而明確了解郁丸化學(xué)成分在人體中的作用范圍。根據(jù)解郁丸成分影響的組織和器官，提出了解郁丸在抗抑郁的同時(shí)也能夠調(diào)整機(jī)體的免疫功能，并且具有治療一些抑郁癥與其他疾病的合并癥的潛能，為解郁丸的進(jìn)一步研究提供了方向。

今后的研究可以從本研究中提供的作用于抑郁癥相關(guān)基因的化學(xué)成分入手，通過對(duì)成分各方面性質(zhì)的評(píng)價(jià)，篩選出可以作為抗抑郁新藥的先導(dǎo)化合物的成分。另外，根據(jù)解郁丸成分作用的組織和器官，可以為一些抑郁癥與其他疾病共病的特殊人群開發(fā)個(gè)性化治療藥物，例如，可以篩選出同時(shí)作用于脂肪組織和抑郁癥相關(guān)基因的解郁丸成分，從而獲得治療抑郁合并肥胖疾病的成分群，然后可以針對(duì)這些成分進(jìn)行后續(xù)的篩選和藥物設(shè)計(jì)?？傊?，本研究結(jié)果為解郁丸的應(yīng)用和之后藥物開發(fā)提供了依據(jù)。