王雅芝,張建永,段燦燦
(1.遵義醫(yī)科大學藥學院,貴州遵義 563000;2.遵義醫(yī)科大學基礎(chǔ)藥理教育部重點實驗室暨特色民族藥教育部國際合作聯(lián)合實驗室,貴州遵義 563000)
肝臟是人體內(nèi)最大的腺體,在人的代謝、膽汁生成、解毒、免疫等過程中均起著非常重要的作用,是人體內(nèi)的一個巨大“化工廠”。隨著我國人民飲食結(jié)構(gòu)和生活環(huán)境的改變,飲酒逐漸增多,酒精性肝?。ˋlcoholic liver disease,ALD)等肝病的患病率正在迅速增加[1]。目前,西藥在治療ALD 等肝病具有一定作用,但仍存在一定的毒副反應(yīng)[2],中藥方劑在治療肝病上有悠久的歷史,具有多成分、多靶點、多環(huán)節(jié)綜合作用的特點,且安全性較高。因此,從復(fù)方中藥,特別是藥食兩用中藥中挖掘治療ALD 等肝病的藥物稱為當下的熱點。
益肝草涼茶是貴州省貴定縣非物質(zhì)文化遺產(chǎn)飲品,其主要成分由梔子、甘草、枸杞子、大棗、葛根、苦丁茶、魚腥草、覆盆子、蒲公英組成,具有解酒保肝的作用,尤其可以明顯緩解酒后常見的胃腸不適、口干、惡心、頭痛等癥狀?,F(xiàn)代藥理學研究發(fā)現(xiàn)益肝草涼茶能夠提高小鼠乙醇脫氫酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶的活性,清除自由基、降低小鼠血清中乙醇、乙醛的含量,達到解酒保肝的效果[3]。然而益肝草涼茶中化學成分復(fù)雜,其解酒保肝的有效成分及相應(yīng)的作用機制尚不清楚。
網(wǎng)絡(luò)藥理學(Network pharmacology)是以系統(tǒng)生物學和生物信息學為基礎(chǔ),其可通過藥物改善或恢復(fù)生物網(wǎng)絡(luò)平衡的角度來認識藥物與機體間的作用關(guān)系?,F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)藥理學的研究策略與復(fù)方中藥從整體和系統(tǒng)方面治療疾病的的特點具有相通性,為傳統(tǒng)復(fù)方,如半夏瀉心湯、清熱利膽湯等中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機制研究提供了新的手段[4-7]。因此本研究擬采用網(wǎng)絡(luò)藥理學的方法,從靶點預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)分析及分子對接深入揭示了益肝草涼茶解酒保肝作用的藥理機制,如圖1 所示。
中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫和分析平臺(TCMSP);中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫(TCMID);中藥分子機制生物信息學分析工具(BATMAN-TCM);PubChem 數(shù)據(jù)庫;SwissTargetPrediction 數(shù)據(jù)庫;TargetNet 數(shù)據(jù)庫;UniProt 數(shù)據(jù)庫;比較毒理基因組學數(shù)據(jù)庫(CTD);功能關(guān)聯(lián)蛋白網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(STRING);生物學信息注釋數(shù)據(jù)庫(DAVID);RCSBPDB 數(shù)據(jù)庫;Cytoscape 3.7.1 軟件;AutoDock 軟件。
1.2.1 化學成分收集與篩選 本研究運用中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫和分析平臺(TCMSP,http://ibts.hkbu.edu.hk/LSP/tcmsp.php),以甘草、枸杞子、大棗、梔子、苦丁茶、魚腥草、覆盆子、葛根為關(guān)鍵詞,檢索8 味中藥的全部化學成分;運用中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫(TCMID,http://www.megabionet.org/tcmid/)、中藥分子機制生物信息學分析工具(BATMAN-TCM,http://bionet.ncpsb.org/batman-tcm/)結(jié)合文獻報道[8-9]查找蒲公英中的化學成分。以化合物口服生物利用度(OB)≥30%、類藥性(DL)≥0.18 作為活性成分的篩選條件,篩選出9 味中藥的活性成分。
1.2.2 靶點的預(yù)測與構(gòu)建 通過PubChem 數(shù)據(jù)庫下載活性成分的化學結(jié)構(gòu),其中PubChem 數(shù)據(jù)庫未收錄的成分,運用ChemDraw 軟件進行畫圖,將所有活性成分保存為SDF 格式文件,并上傳SwissTarget Prediction(http://www.swisstargetprediction.ch/)數(shù)據(jù)庫獲取每個成分對應(yīng)的SMILES 號,然后上傳TargetNet(http://targetnet.scbdd.com/calcnet/index/)數(shù)據(jù)庫進行靶點預(yù)測,以AUC≥0.7、預(yù)測概率(Prob)>0.9 作為篩選條件,預(yù)測得到益肝草活性成分的相關(guān)靶點。采用Cytoscape3.7.1 軟件構(gòu)建“中藥-成分-靶點”網(wǎng)絡(luò),進一步采用Networkanalysis 插件對網(wǎng)絡(luò)特征指標度(degree)和介數(shù)(Betweenness)進行分析,篩選出益肝草涼茶的關(guān)鍵活性成分。
1.2.3 疾病靶點的篩選與構(gòu)建 通過UniProt(https://www.uniprot.org/)數(shù)據(jù)庫,限定物種為“Homo sapiens”,校正靶點為標準基因名,得到益肝草涼茶作用于人源的有效靶點。將有效靶點導(dǎo)入CTD 數(shù)據(jù)庫(https://ctdbase.org/tools/batchQuery.go)中進行相關(guān)疾病的深入分析,篩選出與肝病相關(guān)的疾病靶點。
1.2.4 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析 基于STRING 平臺將所獲取的疾病靶點導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫,獲取蛋白間的相互作用關(guān)系,將結(jié)果保存成TSV 格式并導(dǎo)入Cytoscape 3.7.1 軟件繪制相互作用網(wǎng)路,刪除重復(fù)和孤立邊,以節(jié)點(node)大小和顏色設(shè)置用于反映網(wǎng)絡(luò)連接度(degree)的大小,邊(edge)的粗細設(shè)置用于反映結(jié)合分數(shù)的大小,獲得益肝草涼茶作用靶點蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖。
1.2.5 靶點蛋白的基因功能與通路分析 為進一步分析靶點蛋白的基因功能及其參與的主要信號通路,利用DAVID(https://david.ncifcrf.gov)在線數(shù)據(jù)庫對PPI 網(wǎng)絡(luò)中的作用靶點進行基因功能及信號通路富集分析,Select Identifier 設(shè)置為OFFICIALGENESYMBOL,List Type 設(shè)置為Gene List,限定物種為Homo Sapiens,獲取作用靶點參與的主要信號通路,并使用ImageGP 在線平臺對富集分析結(jié)果進行可視化分析,從而進一步了解益肝草涼茶的保肝作用機制。
1.2.6 整合核心網(wǎng)絡(luò)分析 將上述的活性成分、作用靶點和靶點所富集的主要信號通路等信息整合到Excel 表格中,分別導(dǎo)入Cytoscape3.7.1 軟件中,運用Merge 功能,將其合并得到中藥-活性成分-作用靶點-主要通路的分析網(wǎng)絡(luò),從而進一步探討益肝草涼茶解酒保肝作用的整體藥理機制。
1.2.7 分子對接 采用AutoDock 軟件對“中藥-活性成分-作用靶點-主要通路”網(wǎng)絡(luò)中度值前4 的靶點蛋白與關(guān)鍵成分進行分子對接驗證,并用已上市的抗炎保肝藥物[10]熊去氧膽酸膠囊(Ursodeoxycholic Acid Capules)、雙環(huán)醇片(Bicyclol Tablets)進行對照分析。首先通過RCSBPDB(http://www.rcsb.org/)數(shù)據(jù)庫獲取靶點蛋白晶體結(jié)構(gòu),篩選條件如下:a.通過X-晶體衍射獲得蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu);b.蛋白質(zhì)的晶體分辨率小于3.5 μ;c.優(yōu)先選擇文獻中報道與靶點蛋白相關(guān)的結(jié)構(gòu);d.該生物體為Homo sapiens。再利用AutoDock 對接軟件將篩選出來的蛋白晶體結(jié)構(gòu)去水加氫、對分子結(jié)構(gòu)進行能量優(yōu)化,分別保存為PDBQT 文件;運用OpenBabel 軟件將關(guān)鍵成分及熊去氧膽酸膠囊、雙環(huán)醇片的化學結(jié)構(gòu)SDF 格式轉(zhuǎn)化為PDB 格式。使用其插件AutoGrid 得到對接活性位點并計算格點能量,最后運用Pymol 軟件對對接結(jié)果進行可視化分析。
本研究共收集到益肝草涼茶中化合物共1043 個。以O(shè)B≥30%和DL≥0.18 為篩選條件,化合物分子中有214 個符合條件,其中包括來自甘草93 個,來自枸杞子45 個,來自大棗15 個,來自梔子15 個,來自苦丁茶9 個,來自魚腥草7 個,來自覆盆子7 個,來自蒲公英5 個,來自葛根4 個。經(jīng)去除重復(fù)值得到186 個化合物,以C1-C186 命名,將其作為活性化合物。運用TargetNet 數(shù)據(jù)庫進行靶點預(yù)測,選取得分在0.9 以上的靶點,共得到298 個靶基因。利用Cytoscape3.7.1 軟件,將益肝草涼茶的9 味中藥、186 個活性成分和298 個相關(guān)靶點建立可視網(wǎng)絡(luò)拓撲圖,如圖2 所示。通過網(wǎng)絡(luò)圖中可以看出甘草和枸杞子中的活性成分較多,可能是益甘草涼茶中關(guān)鍵藥味。度(degree)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中心性指標,節(jié)點度值越大表明節(jié)點的中心性越高。運用Network analysis 插件對網(wǎng)絡(luò)特征指標進行分析,根據(jù)degree 值將排名前30 的活性化合物進行分析,如表1所示。其中degree 排名前10 的活性成分鞣花酸、沒食子酸、槲皮素、油酸乙酯、二十碳五烯酸、香豆素、番紅花酸、山柰酚、5-羥基-7-甲氧基-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)色原酮和熊竹素作為益肝草涼茶中可能發(fā)揮作用的關(guān)鍵成分。根據(jù)degree 值對靶點的大小進行設(shè)置,靶點越大表明degree 值越大,其中degree 排名前10 的靶點主要是前列腺素G/H 合酶1(PTGS1)、多酚氧化酶2(PPO2)、花生四烯酸15 脂氧合酶(ALOX15)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(NOS2)、碳酸酐酶6(CA6)、巨噬細胞移動抑制因子(MIF)、Toll 樣受體9(TLR9)、雌激素受體α(ESR1)、雌激素受體β(ESR2)和芳香化酶(CYP19A1)。上述靶點具有較多的作用配體,且Betweenness Centrality 相對較高,進一步說明這些靶點在益肝草涼茶保肝解酒網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)中的重要性。
表1 中藥-活性成分-靶點網(wǎng)絡(luò)中度值排名前30 的化合物信息Table 1 Information of the top 30 compounds in the traditional Chinese medicine-active ingredient-target network
圖2 中藥-活性成分-靶點網(wǎng)絡(luò)圖Fig.2 Network diagram of traditional Chinese medicine-active ingredient-target
通過UniProt 數(shù)據(jù)庫,校正靶點為標準基因名,得到益肝草涼茶中作用于人源的有效靶點有238 個。將篩選出來的有效靶點運用CTD 進行疾病相關(guān)分析,篩選條件P-Vaule≤0.01,篩選出與肝病相關(guān)的疾病有15 種,涉及78 個疾病靶點,如表2 所示。然后將上述靶點和益肝草涼茶中所含的每味中藥進行歸屬,獲得每味中藥對應(yīng)的靶點信息,采用TBtools 軟件繪制Upset Plot[11-12],如圖3 所示。從圖中左側(cè)的條形圖可以看出甘草的疾病靶點個數(shù)最高(Set size=65),再次證實甘草可能是益肝草涼茶中的關(guān)鍵藥味。通過分析右側(cè)點陣部分和上部分條形圖發(fā)現(xiàn),益肝草涼茶中9 味中藥共有的疾病靶點有23 個,甘草特有的疾病靶點有6 個,苦丁茶和覆盆子特有的疾病靶點各1 個,并且各味中藥之間均具不同數(shù)量的共同靶點,表明藥味之間存在相互協(xié)同。
圖3 疾病靶點在益肝草涼茶中9 味中藥的分布圖Fig.3 Distribution map of 9 traditional Chinese medicines in Yigancao herbal tea
表2 有效靶點作用于肝病的信息Table 2 Information of effective targets acting on liver disease
將上述78 個疾病靶點導(dǎo)入STRING 蛋白互作數(shù)據(jù)庫,限定來源為Homo sapiens,選擇high confidence(0.9),獲取靶點之間相互作用關(guān)系,保存其TSV 格式文件并導(dǎo)入Cytoscape3.7.1 軟件進行互作網(wǎng)絡(luò)的拓撲學分析,共涉及48 個節(jié)點,84 條邊,如圖4 所示。其中節(jié)點表示蛋白,每條邊表示蛋白與蛋白之間的相互作用關(guān)系。以節(jié)點顏色深淺表示度值的大小,顏色越深代表該節(jié)點度值越大,表明該節(jié)點越關(guān)鍵。其中度值最高的兩個靶點分別是淀粉樣β 前體蛋白(APP,degree=11)和α-2B 腎上腺素能受體(ADRA2B,degree=8),說明這兩個靶點是益肝草涼茶保護肝臟的關(guān)鍵靶點。
圖4 靶蛋白PPI 網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Target protein PPI network
利用DAVID 在線數(shù)據(jù)庫對益肝草涼茶的PPI網(wǎng)絡(luò)中涉及的48 個作用靶點進行GO 功能和KEGG 通路富集分析,以GeneRatio、P 值以及調(diào)控通路上的基因個數(shù)來衡量GO 和KEGG 富集程度,其中GeneRatio 代表基因的富集程度,P 值代表基因富集在每個條目的顯著性差異。結(jié)果顯示生物過程(BP)共得到175 個Go-terms,主要涉及氧化還原過程、血壓負調(diào)節(jié)、磷脂酶C 活性的正調(diào)控、外源性藥物分解代謝過程、對脂多糖的反應(yīng)、胞漿鈣離子濃度的正調(diào)節(jié)等相關(guān)生物進程;分子功能(MF)共捕獲59 個Go-terms,主要涉及與酶結(jié)合、血紅素結(jié)合、氧化還原酶活性、鐵離子結(jié)合、蛋白激酶結(jié)合等方面;細胞成分(CC)共富集得到24 個Go-terms,主要涉及質(zhì)膜、質(zhì)膜的組成部分、胞漿、細胞內(nèi)膜結(jié)合細胞器等方面。分別將BP、MF 和CC 根據(jù)P≤0.01 進行排序,各篩選出前10 個Go-terms 繪制氣泡圖,如圖5A、5B、5C 所示。KEGG 分析共得到51 條信號通路,以P≤0.01 進行篩選,得到22 條富集程度較高的信號通路。包括癌癥的途徑(Pathways in cancer)、鈣信號通路(Calcium signaling pathway)、神經(jīng)活性配體-受體相互作用(Neuroactive ligandreceptor interaction)、5-羥色胺能突觸(Serotonergic synapse)、cGMP-PKG 信號通路(cGMP-PKG signaling pathway)、鞘脂信號通路(Sphingolipid signaling pathway)等,如圖5D 所示。
圖5 活性成分相關(guān)靶點功能及通路注釋分析Fig.5 Analysis of target function and pathway annotation of active components
將益肝草涼茶的活性成分、作用靶點和靶點所富集的主要信號通路等信息導(dǎo)入Cytoscape3.7.1 軟件中,整合構(gòu)建“中藥-活性成分-靶點-通路”網(wǎng)絡(luò),直觀地呈現(xiàn)出9 味藥材、186 個活性成分、48 個作用靶點及8 條主要信號通路之間的關(guān)系,具體見如圖6所示。該網(wǎng)絡(luò)由247 個節(jié)點,1630 條邊組成,從中可以看出甘草中的活性成分最多(degree=92),枸杞子次之(degree=45),可能是益肝草涼茶中的關(guān)鍵藥味。進一步通過網(wǎng)絡(luò)分析得知:有73 個活性成分可作用于10 個以上的靶點(degree≥10),說明它們在益肝草涼茶解酒保肝療效中具有重要作用;在靶點中,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(NOS2)、前列腺素G/H 合酶1(PTGS1)、雌激素受體α(ESR1)、芳香酶(CYP19A1)的度值最高,分別是115、109、103、102;在信號通路中,Pathways in cancer、Calcium signaling pathway、Neuroactive ligand-receptor interaction、Serotonergic synapse 這 4 條通路 的degree 排名靠前,可能是益肝草涼茶發(fā)揮解酒保肝作用的重要通路。所以說,益肝草涼茶的活性成分可作用于多個靶點,同時參與到多條信號通路中,構(gòu)成了一個具有多成分、多靶點、多通路的整合網(wǎng)絡(luò)。
圖6 中藥-活性成分-作用靶點-主要通路網(wǎng)絡(luò)圖Fig.6 Network diagram of traditional Chinese medicine-active ingredient-action target-main pathway
為了進一步驗證上述得到的關(guān)鍵成分和重要靶點的準確性,運用AutoDock 軟件將“中藥-活性成分-作用靶點-主要通路”網(wǎng)絡(luò)中度值前4 的NOS2、PTGS1、ESR1、CYP19A1 分別與“活性成分-靶點”網(wǎng)絡(luò)中篩選出來的10 個關(guān)鍵成分進行分子對接,選取熊去氧膽酸膠囊、雙環(huán)醇片作為對照藥,以自由結(jié)合能(binding energy)作為篩選條件,結(jié)合能越小表示對接結(jié)果越好,比較關(guān)鍵成分與對照藥自由結(jié)合能的高低,判斷其療效。對于多構(gòu)象的對接結(jié)果,篩選出結(jié)合能最低的對接構(gòu)象,如表3 所示。通過表3分析得知,在PTGS1、ESR1、CYP19A1 中與關(guān)鍵成分的對接結(jié)果均強于兩種陽性對照藥,其中關(guān)鍵成分香豆素、番紅花酸的對接結(jié)果最好。運用Pymol 軟件,根據(jù)結(jié)合能的大小選出每個靶點蛋白對接最好的前2 位化合物進行可視化分析,結(jié)果如圖7 所示。其中香豆素與NOS2、PTGS1、CYP19A1 均可以形成氫鍵,氫鍵鍵長分別是1.9、2.1/3.4、2.3/2.2/2.3,與靶點ESR1 未形成氫鍵;CYP19A1 與鞣花酸對接可以形成三個氨基酸殘基,分別是SER-90、GLY-117、LYS-376,并且其結(jié)合能力高于對照藥,表明它們是潛在的作用靶點。因此,根據(jù)分子對接技術(shù)對益肝草涼茶的關(guān)鍵成分與靶點蛋白結(jié)合能力分析,表明益肝草涼茶對肝臟具有保護作用,而且為其進一步研究提供理論依據(jù)。
圖7 NOS2、PTGS1、ESR1、CYP19A1 與結(jié)合能排序最低的前2 位化合物的最佳對接構(gòu)象Fig.7 The best docking conformation of NOS2,PTGS1,ESR1,CYP19A1 and the first two compounds with the lowest binding energy
表3 關(guān)鍵成分及對照藥與NOS2、PTGS1、ESR1、CYP19A1 的結(jié)合能Table 3 Binding energy of key components and control drugs with NOS2,PTGS1,ESR1 and CYP19A1
天然藥物作為我國的傳統(tǒng)醫(yī)藥,歷史悠久、資源豐富。中醫(yī)古籍以及中醫(yī)藥現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)許多單味藥材和復(fù)方具有肝臟保護作用,如清熱解毒利濕類的茵梔黃注射液、復(fù)方夏枯草、龍膽瀉肝湯等;疏肝理氣類的柴胡疏肝散、芍藥甘草湯、逍遙散等;補腎健脾益氣養(yǎng)血類的復(fù)方五仁醇膠囊、養(yǎng)陰軟肝顆粒等;活血化瘀類的血府逐瘀湯、活絡(luò)舒肝膠囊、赤芍、丹參、地龍等[13]。現(xiàn)代藥理研究表明很多天然藥物也能有效治療或改善肝損傷疾病,如枸杞多糖[14];蒲公英甾醇[15];熊果酸[16]。益肝草涼茶共由9 味中藥組成,具有清熱解毒,補脾益氣,護肝利膽,利尿,緩瀉,退黃疸等功效,已在市場銷售和使用。目前國內(nèi)外學者對其單味藥材的研究甚多,但9 味藥材聯(lián)合發(fā)揮作用的活性成分及作用機制尚不清楚,為了使益肝草涼茶能夠合理應(yīng)用及推廣,讓更多的消費者從中受益,對其深入研究具有重要意義。
本研究共發(fā)現(xiàn)了益肝草涼茶186 種活性成分,篩選出10 種可能發(fā)揮作用的關(guān)鍵活性成分,包括鞣花酸、沒食子酸、槲皮素、油酸乙酯、二十碳五烯酸、香豆素等。鞣花酸具有明顯的抗炎作用和抑制氧化應(yīng)激的作用,可以用于治療丙烯酰胺(ACR)引起的肝毒性,還可以通過降低了肝組織中NF-κB,TNF-α,IL-6 和COX-2 的表達對絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT)基因起到治療作用[17-18]。同時鞣花酸和槲皮素可改善肝組織氧化還原狀態(tài),抑制肝臟纖維化相關(guān)基因的表達水平[19];沒食子酸能夠有效地恢復(fù)細胞活力,減少乙醇刺激肝細胞釋放天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和乳酸脫氫酶,尤其沒食子酸還可以限制乙醇刺激下的肝細胞壞死,減少不同壞死信號受體相互作用蛋白1(RIP1)和RIP3 的表達,高遷移率族盒蛋白1 的釋放[20]。槲皮素可以通過下調(diào)RNA 依賴性蛋白激酶樣ER 激酶(PERK)起到保護肝細胞免受乙醇中毒的作用,降低飲酒后ALT、AST 的升高[21]。香豆素可通過激活Nrf2 信號通路從而保護ALD,并降低酒精性脂肪肝向肝癌的轉(zhuǎn)化風險[22],進一步驗證了上述成分是益肝草涼茶發(fā)揮作用的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。為了確證益肝草涼茶解酒保肝作用的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),本研究采用分子對接技術(shù)對益肝草涼茶的關(guān)鍵成分與“中藥-活性成分-作用靶點-主要通路”網(wǎng)絡(luò)圖的度值排名前四的靶點進行對接驗證,以已上市的熊去氧膽酸膠囊、雙環(huán)醇片作為對照藥。結(jié)果顯示,益肝草涼茶中的關(guān)鍵活性成分香豆素、番紅花酸、鞣花酸等6 種對接后結(jié)合能優(yōu)于對照藥,再一次證實了益肝草涼茶對肝臟的保護作用,為治療ALD 提供了科學依據(jù)。
通過進一步研究發(fā)現(xiàn),上述活性成分可通過作用于前列腺素G/H 合酶1(PTGS1)、多酚氧化酶2(PPO2)、花生四烯酸15 脂氧合酶(ALOX15)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(NOS2)、碳酸酐酶6(CA6)、巨噬細胞移動抑制因子(MIF)、Toll 樣受體9(TLR9)、雌激素受體α(ESR1)、雌激素受體β(ESR2)和芳香化酶(CYP19A1)等靶點發(fā)揮解酒保肝的作用。Zhang 等[23]發(fā)現(xiàn)ALOX15 基因敲除可通過減少氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、脂質(zhì)代謝紊亂和細胞死亡信號來預(yù)防ALD。MIF 是一種多功能細胞因子,參與機體對損傷后的炎癥反應(yīng)。研究表明發(fā)現(xiàn)抑制MIF 產(chǎn)生有助于治療過度飲酒引起的肝損傷[24]。結(jié)合分子對接驗證發(fā)現(xiàn),PTGS1、NOS2、ESR1 和CYP19A1是潛在的作用靶點。NOS2 合成的NO 可以通過熱休克蛋白70 家族(HSP70 家族)和血紅素加氧酶1(Hmox1)的誘導(dǎo)提高肝細胞活力[25]。Khristi 等[26-27]發(fā)現(xiàn)ESR1 是肝臟的主要受體,ESR1 的丟失增加了雌性大鼠的體重增加和肥胖,并且ESR1 基因敲除(ESR1-/-)雄性大鼠的代謝紊亂與ESR1 在肝臟中轉(zhuǎn)錄調(diào)控的喪失有關(guān)。綜上可知,益肝草涼茶正是通過“多成分-多靶點-協(xié)同作用”,實現(xiàn)其解酒保肝的功效。
基于STRING 交互作用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建益肝草涼茶保肝作用靶點網(wǎng)絡(luò)分析,結(jié)果顯示其活性成分靶點蛋白間存在相互關(guān)系,是一個復(fù)雜交互的網(wǎng)絡(luò)而并非單獨起作用。GO 分析結(jié)果表明,益肝草涼茶活性成分作用的靶點主要富集在氧化還原過程、血壓負調(diào)節(jié)、磷脂酶C 活性的正調(diào)控、外源性藥物分解代謝過程、脂多糖介導(dǎo)的信號通路和胞漿鈣離子濃度的正調(diào)節(jié)等生物學過程,涉及蛋白激酶、氧化還原酶、血紅素、質(zhì)膜、細胞內(nèi)膜結(jié)合細胞器等多種物質(zhì)的參與,是一個復(fù)雜的生物學過程。細胞膜受損是肝細胞受損的最基本表現(xiàn),影響細胞正常生理功能;當細胞膜結(jié)構(gòu)斷裂時,大量的Ca2+內(nèi)流,造成細胞腫脹,最終導(dǎo)致肝細胞死亡[11]。通路富集分析顯示癌癥的途徑、鈣信號通路、神經(jīng)活性配體-受體相互作用、5-羥色胺能突觸以及cGMP-PKG 信號通路等是益肝草涼茶作用的主要途徑。在癌癥途徑中,共涉及靶點14 個,劉素彤等人[28]研究發(fā)現(xiàn)肝臟內(nèi)有大量的免疫細胞,巨噬細胞可以通過介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)分泌TNFα 促進NASH 惡性轉(zhuǎn)化,主要原因是巨噬細胞的免疫M2 表型,M2 極化巨噬細胞常常存在于腫瘤微環(huán)境中,這與腫瘤進展密切相關(guān)。在鈣信號通路中,共涉及11 個相關(guān)靶點,其靶點主要來自甘草中的活性成分,有文獻報道鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)失調(diào)可導(dǎo)致ROS 形成增加,線粒體去極化,最終導(dǎo)致肝細胞凋亡[29-30];進一步研究發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠或脂肪變性肝細胞中受損的鈣信號顯著加重肝臟脂肪變性[31]。中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)是影響肝細胞色素P450(CYP)功能的重要因素,與重要靶點CYP19A1 密切相關(guān),研究發(fā)現(xiàn)去甲腎上腺素能和5-羥色胺能系統(tǒng)也參與了肝臟CYP 的調(diào)節(jié),同時多種神經(jīng)遞質(zhì)(乙酰膽堿、腎上腺素、多巴胺、5-羥色胺)對肝功能的影響及肝細胞色素氧化酶活性的生理調(diào)節(jié)也尤為重要[32]。以上研究表明,益肝草涼茶可通過上述成分、靶點、通路發(fā)揮解酒保肝的作用。
綜上所述,本研究基于多成分、多靶點、多通路的研究思路,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學技術(shù),分析益肝草涼茶保肝作用靶點,構(gòu)建益肝草涼茶保肝作用靶點的交互作用網(wǎng)絡(luò),通過分子對接技術(shù)驗證網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點,富集保肝作用相關(guān)的生物過程和通路,闡述并驗證益肝草涼茶解酒保肝作用機制,為益肝草涼茶應(yīng)用于臨床應(yīng)用提供科學可靠依據(jù),同時也為研究其他復(fù)方中藥提供了思路和方法。