郭 琴, 王 穎, 王歡歡, 張立石, 柏 冬△
(1.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所, 北京 100700; 2.陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽(yáng) 712046)
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)是指影響因素眾多且病因未明的慢性非特異性腸道炎癥,與克羅恩病(Crohn’s disease, CD)統(tǒng)稱為炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease, IBD),臨床上常表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、里急后重、便血等癥狀。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)[1-3],中藥復(fù)方烏梅丸對(duì)寒熱錯(cuò)雜的UC療效顯著,該方由烏梅、細(xì)辛、干姜、黃連、當(dāng)歸、附子、花椒、桂枝、人參和黃柏10味藥材配伍而成[4],原方為丸劑,服用量較大,臨床中常用該湯劑進(jìn)行加減治療UC[5,6]。然而湯劑使用不便,不利于推廣,若依據(jù)該方直接開(kāi)發(fā)新藥用于UC,方中藥味較多,含有附子、細(xì)辛等有毒中藥,藥效、安全性、質(zhì)量研究、審批風(fēng)險(xiǎn)較大,因此在不影響對(duì)于UC療效的前提下,對(duì)該方的精簡(jiǎn)具有實(shí)際意義。
烏梅丸根據(jù)藥味可分為酸、苦、甘、辛4種,其組方原則主要針對(duì)UC寒熱錯(cuò)雜證病機(jī),酸味藥澀腸止瀉、平肝柔木;苦味藥清熱燥濕止?。恍廖端帨刂猩⒑?,一辛一苦、一散一降、一熱一寒,辛開(kāi)苦降,為開(kāi)通之要藥,寒熱之邪均可開(kāi)瀉;甘味藥益氣補(bǔ)脾,與酸味藥同用則酸甘化陰。方中藥物寒熱并用,補(bǔ)瀉兼施,可實(shí)現(xiàn)原方健脾、理氣、祛濕、澀腸止瀉的目的,適宜治療寒熱錯(cuò)雜、正氣虛弱所引起的腹痛、腹瀉、里急后重之癥。課題組在前期對(duì)烏梅丸治療UC的相關(guān)文章進(jìn)行了整理,通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)總結(jié)所有口服(湯劑)類文獻(xiàn)(包含口服湯劑、聯(lián)合用藥),發(fā)現(xiàn)方中烏梅、黃連、人參、干姜使用頻率較高(>90%),且這4味分別是酸、苦、甘、辛藥味的代表藥物,初步將烏梅丸精簡(jiǎn)為烏梅、人參、黃連和干姜,且由于烏梅丸原方中酸、苦、甘、辛4個(gè)藥味的用量依次是30 g、12 g、12 g、29 g,因此將精簡(jiǎn)方中4個(gè)藥物的用量擬定為原方中4個(gè)藥味的用量。
本研究以2,4,6-三硝基苯磺酸(2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid, TNBS)致UC大鼠為UC模型,通過(guò)結(jié)腸損傷程度、白細(xì)胞介素(interleukin, IL)-1β和環(huán)氧化酶(cyclooxygenase, COX)-2水平評(píng)價(jià)烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方的藥效,從藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)探討烏梅丸精簡(jiǎn)方是否具有替代全方的可能性。而網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)基于藥物和疾病間相互作用的整體性和系統(tǒng)性,能夠在體外虛擬篩選潛在的藥效物質(zhì)、作用靶點(diǎn)和通路,并構(gòu)建“疾病-基因-靶點(diǎn)-藥物”多層次網(wǎng)絡(luò),初步預(yù)測(cè)出疾病與藥物的作用機(jī)制[7]。因此本研究在藥效學(xué)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接的方法,探討烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方作用于UC的機(jī)制,以期望說(shuō)明烏梅丸精簡(jiǎn)方的可行性和合理性。本研究已通過(guò)中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審查,批號(hào)JCS2018012。
健康雄性SD大鼠,鼠齡2個(gè)月(體質(zhì)量220~240 g),北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,合格證號(hào)SCXK(京)2018-0001。動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境溫度和濕度分別為24 ℃和28%,每籠大鼠5 只,用混合配方飼料,由北京科澳協(xié)力飼料有限公司喂養(yǎng),自由進(jìn)食飲水,每日更換飲水,保持大鼠生活環(huán)境通風(fēng)及清潔衛(wèi)生。
烏梅(Prunusmume,171215)、細(xì)辛(AsarumsieboldiiMiq.,180506)、干姜(Zingiberoj-jicinaleRosc.,180119)、黃連(CoptischinensisFranch.,171123)、當(dāng)歸(Angelicasinensis,180603)、附子(AconitumcarmichaeliDebx.,180512)、花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.,180117)、桂枝(CinnamomumcassiaPresl,171229)、人參(PanaxginsengC.A.Mey.,180228)和黃柏(PhellodendronchinenseSchneid.,180507)均購(gòu)自北京同仁堂藥店,由北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院劉春生教授鑒定為正品。
柳氮磺吡啶腸溶片(Sulfasalazine,上海信誼嘉華藥業(yè)有限公司,國(guó)藥準(zhǔn)字H31020557);TNBS(美國(guó)Sigma公司,P2297);戊巴比妥鈉(美國(guó)Merck公司,P11011);COX-2 Elisa試劑盒(美國(guó)USCN life science公司,SEA699Ra);IL-1β Elisa試劑盒(美國(guó)R&D systems公司,RTA00)。分析天平(AR2130,美國(guó)OHAUS公司);高速低溫離心機(jī)(3K15,美國(guó)Sigma公司);電動(dòng)勻漿器(Pro200,美國(guó)PRO Scientific Inc公司);酶標(biāo)儀(Elx800,美國(guó)BioTek公司);洗板機(jī)(Elx50/8,美國(guó)BioTek公司)。
2.1.1 藥物的制備 全方:烏梅30 g,細(xì)辛3 g,干姜9 g,黃連6 g,當(dāng)歸6 g,附子6 g,花椒5 g,桂枝6 g,人參6 g,黃柏6 g。精簡(jiǎn)方:烏梅30 g,人參12 g,黃連12 g,干姜29 g。分別按上述處方劑量稱取藥材,加8 倍水煎煮1 h,第2次6 倍量水煎煮1 h合并濾液,水浴濃縮至稠膏,70 ℃減壓真空干燥6 h得干浸膏粉,稱重并粉碎過(guò)篩,共煎煮30倍劑量,共獲得干膏624 g,合20.8 g浸膏/劑。
2.1.2 大鼠UC模型的制備[8]大鼠(實(shí)驗(yàn)前禁食不禁水24 h)用戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,按5 % TNBS 0.6 mL加0.25 mL的無(wú)水乙醇比例配制TNBS乙醇灌腸液,取仰臥位,將1根聚乙烯管(直徑約2 mm)經(jīng)肛門(mén)插入腸道,深度8 cm, 將0.3 mL的TNBS乙醇灌腸液注入腸道,保持肛門(mén)高30 s,30 min后有大量糞便排出,再按上述方法經(jīng)肛門(mén)注入TNBS乙醇灌腸液0.85 mL,保持肛門(mén)高位5 min,防止液體流出,另正常對(duì)照組大鼠以等量生理鹽水取代TNBS灌腸液灌腸, 其余過(guò)程相同。
2.1.3 分組、給藥和取材 將腹瀉程度類似的大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型組、全方組、精簡(jiǎn)方組、陽(yáng)性藥柳氮磺嘧啶組(SASP組)。造模后第2天進(jìn)行灌胃治療,正常對(duì)照組和模型組灌服純凈水,全方組、精簡(jiǎn)方組分別灌服烏梅丸全方浸膏和精簡(jiǎn)方浸膏3.6 g/kg(2 倍臨床劑量),給藥量計(jì)算公式:0.018×20.8 g浸膏/劑÷0.2 kg×2=3.6 g/kg,SASP組灌服柳氮磺嘧啶0. 4 g/kg[8]。
治療2 周后,各組麻醉后剖開(kāi)腹腔,截取結(jié)腸約2 cm測(cè)定長(zhǎng)度、稱重,拍照評(píng)價(jià)結(jié)腸損傷程度。鋁箔紙包裹后液氮速凍,-70 ℃冰箱保存。
2.1.4 結(jié)腸黏膜損傷評(píng)分 表1示,取材后根據(jù)所拍攝縱向剖開(kāi)腸組織潰瘍形成及炎癥的情況進(jìn)行評(píng)分,病變范圍每增加1 cm計(jì)分加1。評(píng)分由2 人同時(shí)評(píng)判取平均值。
表1 結(jié)腸組織損傷情況評(píng)分表[9,10]
2.1.5 細(xì)胞因子IL-1β和COX-2的測(cè)定 使用液氮研缽將凍存的腸組織研碎成粉末,轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管中,稱重并加入10 倍體積的PBS溶液進(jìn)行勻漿,然后取上清液根據(jù)Elisa試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定腸組織中IL-1β和COX-2水平。
2.3.1 有效成分的篩選 于中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)和分析平臺(tái)(TCMSP,https://tcmspw.com/tcmsp.php)檢索烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方中各個(gè)藥味的化學(xué)成分,以生物利用度(OB)≥30 %和類藥性(DL)≥0.18為條件篩選有效成分,并將《中華人民共和國(guó)藥典》(2015版)[11]中各藥的指標(biāo)性成分作為有效成分。
2.3.2 疾病靶點(diǎn)的收集 借助TTD(Therapeutic Target Database, http://bidd.nus.edu.sg/group/cjttd/)、CTD(Comparative Toxicogenomics Database, http://ctdbase.org/)和Geen Card數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.genecards.org/)檢索疾病“Ulcerative colitis”(潰瘍性結(jié)腸炎)的靶點(diǎn),與2.2.1項(xiàng)下的藥物靶點(diǎn)作交集。
2.3.3 藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建 通過(guò)Cytoscape3.8.0軟件對(duì)2.2.1和2.2.2項(xiàng)下的藥物、有效成分、靶點(diǎn)和疾病進(jìn)行關(guān)聯(lián),構(gòu)建烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方治療潰瘍性結(jié)腸炎的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。
2.3.4 蛋白-蛋白互作網(wǎng)絡(luò)(protein-protein interaction, PPI)的構(gòu)建 將烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方與疾病的交集靶點(diǎn)分別輸入STRING數(shù)據(jù)庫(kù)(http://string-db.org/),構(gòu)建烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方作用于UC的PPI網(wǎng)絡(luò),并將其導(dǎo)入Cytoscape3.8.0軟件進(jìn)行拓?fù)浞治觥?/p>
2.3.5 基因本體論 (gene ontology,GO)和京都基因與基因組百科全書(shū)(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析 基于DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)(https://david.ncifcrf.gov/)對(duì)烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方與UC相關(guān)的靶點(diǎn)分別進(jìn)行GO和KEGG分析,并對(duì)富集交結(jié)果進(jìn)行可視化處理。
2.3.6 分子對(duì)接驗(yàn)證 根據(jù)拓?fù)浞治鼋Y(jié)果,以核心成分為配體、核心靶點(diǎn)為受體進(jìn)行分子對(duì)接。在RCSB PDB數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.rcsb.org/)檢索核心靶點(diǎn)的3D結(jié)構(gòu),去除水分子和其原配體并加極性氫。從PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)下載配體的3D文件,優(yōu)化構(gòu)象。使用Auto Dock Vina軟件(美國(guó)Scripps研究所Olson實(shí)驗(yàn)室)對(duì)受體和配體進(jìn)行分子對(duì)接,設(shè)置能量范圍(energy range)為10、精度(exhaustiveness )為20,迭代次數(shù)(num modes)為100,通過(guò)比較結(jié)合自由能的高低評(píng)價(jià)受體和配體的結(jié)合情況,使用Pymol軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化。
3.1.1 結(jié)腸組織損傷情況 表2示,模型組大鼠的結(jié)腸組織明顯變粗,結(jié)腸質(zhì)量長(zhǎng)度比顯著升高(P<0.01),各組動(dòng)物經(jīng)藥物治療后腸管增厚程度均有所減輕,結(jié)腸損傷指數(shù)、質(zhì)量長(zhǎng)度比均有所下降(P<0.05),且各治療組之間無(wú)顯著性差異。
表2 各組大鼠結(jié)腸損傷情況比較
3.1.2 細(xì)胞因子IL-1β和COX-2水平 表3示,模型大鼠結(jié)腸組織中IL-1β、COX-2均顯著增高(P<0.01),各組動(dòng)物經(jīng)藥物治療后IL-1β、COX-2水平均有所下降(P<0.05),但三者之間無(wú)顯著性差異。
表3 各組大鼠結(jié)腸中IL-1β和COX-2水平比較
3.2.1 烏梅丸精簡(jiǎn)方和全方有效成分及其靶點(diǎn)、疾病靶點(diǎn)的收集結(jié)果 圖1示,通過(guò)TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)得到烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方的有效成分為73和41個(gè),有效成分的靶點(diǎn)有120和113 個(gè)?;赥TD數(shù)據(jù)庫(kù)、CTD數(shù)據(jù)庫(kù)和Geen Card數(shù)據(jù)庫(kù)共檢索到17 018 個(gè)疾病靶點(diǎn)。將疾病靶點(diǎn)與烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方有效成分的靶點(diǎn)取交集得到的韋恩圖,全方、精簡(jiǎn)方與UC共同調(diào)控的靶點(diǎn)分別有117和105 個(gè),與精簡(jiǎn)方比較全方多調(diào)控了12 個(gè)靶點(diǎn)。
圖1 UC與烏梅丸全方、精簡(jiǎn)方韋恩圖
3.2.2 藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建結(jié)果 圖2示,將烏梅丸全方、精簡(jiǎn)方的有效成分及其靶點(diǎn)與疾病靶點(diǎn)導(dǎo)入Cytoscape 3.8.0軟件后,構(gòu)建藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò),其中綠色部分代表有效成分,綠色三角形代表重復(fù)性成分,紫色箭形代表全方、精簡(jiǎn)方與UC共同調(diào)控的靶點(diǎn),淺粉色箭形代表全方與UC共同調(diào)控的靶點(diǎn),淺黃色箭形為非交集靶點(diǎn)。從圖中可以看出,烏梅丸全方、精簡(jiǎn)方有效成分和UC共同調(diào)控的靶點(diǎn)共有105 個(gè),對(duì)于UC靶點(diǎn)的調(diào)控,烏梅丸全方比精簡(jiǎn)方僅多了12 個(gè)靶點(diǎn),說(shuō)明從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的分子角度來(lái)看,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方對(duì)于UC疾病具有較強(qiáng)的調(diào)控作用,且全方和精簡(jiǎn)方對(duì)于UC調(diào)控的靶點(diǎn)重復(fù)性很高。
圖2 藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)圖
3.2.3 PPI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和拓?fù)浞治鼋Y(jié)果 圖3示,利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建了蛋白-蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖,全方的PPI網(wǎng)絡(luò)由115 個(gè)節(jié)點(diǎn)和1056 條邊構(gòu)成,精簡(jiǎn)方的PPI網(wǎng)絡(luò)由103 個(gè)節(jié)點(diǎn)和888 條邊構(gòu)成,將其導(dǎo)入Cytoscape 3.8.0軟件?;贑ytoHubba插件以度(Degree)值為條件進(jìn)行拓?fù)浞治?,篩選出全方和精簡(jiǎn)方排名前10的核心靶點(diǎn),與有效成分進(jìn)行關(guān)聯(lián),得到的核心靶點(diǎn)-核心成分網(wǎng)絡(luò)圖,全方和精簡(jiǎn)方有9 個(gè)相同的核心靶點(diǎn)。
圖3 核心靶點(diǎn)-核心成分網(wǎng)絡(luò)圖
3.2.4 GO和KEGG富集結(jié)果 GO分析:圖4示,其中橙色柱代表分子功能(molecular function),綠色柱代表生物過(guò)程(biological process),藍(lán)色柱代表細(xì)胞組成(cellular component)。在分子功能方面,全方和精簡(jiǎn)方主要對(duì)酶結(jié)合、轉(zhuǎn)錄因子活性和序列特異性DNA結(jié)合、類固醇激素受體等分子功能進(jìn)行調(diào)節(jié),且全方還對(duì)藥物結(jié)合結(jié)合和RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄因子活性、配體激活的序列特異性DNA結(jié)合等分子功能顯著調(diào)節(jié);在生物過(guò)程方面,全方和精簡(jiǎn)方主要調(diào)節(jié)RNA聚合酶II啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控、轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控和等生物過(guò)程,且精簡(jiǎn)方還對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)和凋亡過(guò)程負(fù)調(diào)控的生物過(guò)程具有重要調(diào)節(jié)作用;在細(xì)胞組成方面,全方和精簡(jiǎn)方都對(duì)胞質(zhì)溶膠和核質(zhì)具有調(diào)節(jié)作用,從以上可以看出,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方主要通過(guò)調(diào)控酶結(jié)合、信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞凋亡、轉(zhuǎn)錄等生物功能來(lái)治療UC。
圖4 GO富集分析圖
KEGG分析:圖5示,該氣泡圖中靶點(diǎn)富集到通路中的數(shù)目越多則氣泡越大,從綠色至黃色,再至紅色的顏色過(guò)渡中,表示P值越來(lái)越大。全方和精簡(jiǎn)方顯著調(diào)節(jié)的前20 條通路相同,其中與UC有關(guān)的通路主要有腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)信號(hào)通路、缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF)-1信號(hào)通路和腫瘤抑制基因(tumor suppressor gene,p53)信號(hào)通路等,圖6示,對(duì)富集得到的一些主要通路進(jìn)行整合,其中胱天蛋白酶(caspase,CASP)3、原癌基因(proto-oncogene c-fos,F(xiàn)OS)、IL-6和表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)4個(gè)核心靶點(diǎn)出現(xiàn)在這幾條主要通路中,說(shuō)明烏梅丸主要通過(guò)CASP3、FOS、IL6和EGFR等核心靶點(diǎn)作用于TNF信號(hào)通路、結(jié)直腸癌信號(hào)通路和p53信號(hào)通路等通路來(lái)治療UC。
圖5 KEGG富集分析圖
圖6 烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方作用于UC的主要通路圖
3.2.5 分子對(duì)接驗(yàn)證結(jié)果 圖4、5示,綜合拓?fù)浞治龊屯犯患Y(jié)果,由于FOS的晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯適合對(duì)接的口袋位置,因此最終選擇IL6、CASP3和EGFR作為受體,25 個(gè)核心成分作為配體進(jìn)行分子對(duì)接,對(duì)接盒子的參數(shù)設(shè)置,受體和配體對(duì)接的最低結(jié)合自由能的絕對(duì)值越大,說(shuō)明二者結(jié)合的親和力越高。一般認(rèn)為,絕對(duì)值在6~7.5之間表示受體和配體有一定的結(jié)合活性,7.5~9之間表示有較好的結(jié)合活性,大于9表示有強(qiáng)烈的結(jié)合活性。圖7示,根據(jù)對(duì)接結(jié)果,22 個(gè)核心成分與3 個(gè)靶點(diǎn)都有較強(qiáng)的親和力,對(duì)受體和配體最低結(jié)合自由能絕對(duì)值大于9的進(jìn)行可視化。
表4 3個(gè)靶點(diǎn)對(duì)接盒子參數(shù)比較
UC主要以直腸和結(jié)腸黏膜及黏膜下層的炎癥改變?yōu)橹饕±硖卣?,結(jié)腸黏膜損傷現(xiàn)象包括水腫、充血、潰瘍以及大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)等[12]。因此,在藥效實(shí)驗(yàn)時(shí)需要對(duì)大鼠的結(jié)腸損傷情況進(jìn)行評(píng)價(jià);IL-1β作為一種能夠激活多種免疫和炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子,主要由單核細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等分泌產(chǎn)生[13],UC患者血清、糞便和結(jié)腸組織中IL-1β水平明顯高于正常機(jī)體[14,15];COX-2是一種與炎癥密切相關(guān)、可將花生四烯酸代謝成前列腺素的誘導(dǎo)型環(huán)氧化酶,在正常腸黏膜的表達(dá)較低,而在UC患者的腸黏膜表達(dá)明顯升高[16]。本研究發(fā)現(xiàn),與正常組大鼠比較,模型組大鼠的結(jié)腸組織明顯變粗,結(jié)腸質(zhì)量長(zhǎng)度比顯著升高,結(jié)腸組織中IL-1β和COX-2水平顯著升高,烏梅丸丸全方組、精簡(jiǎn)方組和陽(yáng)性藥物組大鼠的腸組織損傷情況均有所改善,結(jié)腸質(zhì)量長(zhǎng)度比下降,IL-1β和COX-2水平降低,且給藥的3個(gè)組并無(wú)顯著差異,說(shuō)明烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方都對(duì)TNBS誘導(dǎo)的UC大鼠有治療作用,雖然全方組大鼠結(jié)腸損傷的改善情況較好,但二者差別細(xì)微。因此從藥效實(shí)驗(yàn)可認(rèn)為,烏梅丸精簡(jiǎn)方能夠替代全方治療UC,對(duì)于精簡(jiǎn)方是否具有可行性及其內(nèi)在機(jī)制,則可借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接進(jìn)行更深層次的探討分析。
表5 核心成分與3個(gè)靶點(diǎn)對(duì)接的最低結(jié)合自由能(kcal/mol)
中藥復(fù)方治療疾病有多成分、多靶點(diǎn)的特點(diǎn),內(nèi)在機(jī)制和作用過(guò)程極其復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)使研究人員從“一藥一靶點(diǎn)”的傳統(tǒng)觀念轉(zhuǎn)向“藥物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)”模式[17]。該模式符合中醫(yī)的整體觀念,因此本研究使用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對(duì)烏梅丸精簡(jiǎn)方的可行性進(jìn)行分析。本研究發(fā)現(xiàn),烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方的核心靶點(diǎn)基本類似,主要有IL-6、CASP3和EGFR等。GO富集發(fā)現(xiàn),全方和精簡(jiǎn)方主要調(diào)節(jié)酶結(jié)合、信號(hào)傳導(dǎo)、凋亡過(guò)程和轉(zhuǎn)錄等生物功能。KEGG富集發(fā)現(xiàn),全方和精簡(jiǎn)方作用的UC有關(guān)的通路主要有細(xì)胞凋亡、TNF信號(hào)通路、HIF-1信號(hào)通路、大腸癌和p53信號(hào)通路等,在通路中,IL-6、CASP3、FOS和EGFR等靶點(diǎn)也起到了核心作用。
IL-6是一種多功能細(xì)胞因子,在機(jī)體免疫應(yīng)答、炎癥等過(guò)程中具有調(diào)節(jié)作用,在UC的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中,其表達(dá)水平與UC嚴(yán)重程度密切相關(guān)且呈正相關(guān)[18,19]。CASP3是一種蛋白酶,其家族在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用,UC發(fā)生時(shí),腸道黏膜屏障的完整性破壞,存在上皮細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象[20],CASP3表達(dá)明顯增加[21]。GO和KEGG結(jié)果顯示,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方作用于細(xì)胞凋亡這條通路,因此調(diào)控CASP3的表達(dá)對(duì)控制UC和細(xì)胞凋亡具有重要意義。EGFR是一種受體酪氨酸激酶,與配體結(jié)合參與細(xì)胞發(fā)育中的許多重要活動(dòng),如細(xì)胞增殖、分裂和凋亡等[22]。EGFR的過(guò)量表達(dá)在UC及其相關(guān)癌變中起重要作用,對(duì)EGFR的研究有助于預(yù)防、診斷和治療UC[23]。因此文獻(xiàn)表明,IL6、CASP3、FOS和EGFR等核心靶點(diǎn)在UC的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中具有重要意義,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方主要通過(guò)作用于這些靶點(diǎn)來(lái)治愈UC。
圖7示,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方主要通過(guò)細(xì)胞凋亡、TNF信號(hào)通路、HIF-1信號(hào)通路、結(jié)直腸癌信號(hào)通路和p53信號(hào)通路等來(lái)改善UC。烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方主要通過(guò)激活核因子κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)和IκB激酶(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase, IKKB)靶點(diǎn)調(diào)控TNF信號(hào)通路,在調(diào)控該信號(hào)通路的同時(shí)也作用于磷脂酰肌醇-3-羥激酶(PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信號(hào)通路,進(jìn)一步調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、信號(hào)傳導(dǎo)等生物過(guò)程,改善黏膜損傷。TNF-α作為促炎和調(diào)節(jié)因子,能促進(jìn)促炎因子的釋放,可與干擾素一起改變腸上皮細(xì)胞的屏障功能,增強(qiáng)腸黏膜和血管壁的通透性,破壞腸黏膜的完整性并形成潰瘍[24]。HIF是體內(nèi)氧穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子, 嚴(yán)格監(jiān)管人體內(nèi)氧氣水平[25],在HIF-1信號(hào)通路中起關(guān)鍵性作用。UC最嚴(yán)重并發(fā)癥之一就是UC-CRC,KEGG富集結(jié)果顯示,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方還作用于結(jié)直腸信號(hào)通路,說(shuō)明烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方可能具有預(yù)防UC發(fā)生癌變的潛在作用。p53是一種重要的腫瘤抑制因子,其介導(dǎo)的信號(hào)通路參與信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞凋亡和增殖等過(guò)程。Kobayashi等[26]認(rèn)為,p53的表達(dá)與UC的病理機(jī)制密切相關(guān),其表達(dá)可能是UC與相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生早期的良好生物標(biāo)志物和診斷工具。
對(duì)靶點(diǎn)和成分拓?fù)浞治霭l(fā)現(xiàn),烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方的核心成分相似性極高,主要有黃酮類(槲皮素、山奈酚)、生物堿類(小檗堿、吳茱萸次堿、黃連堿、甲基黃連堿)、木脂素類(芝麻素)和三萜類(人參皂苷rh2)等成分,陳大朋等[27]篩選具有靶向抑制JAK受體的天然單體化合物,發(fā)現(xiàn)以上這些成分對(duì)炎性腸病有治療作用,而分子對(duì)接結(jié)果也顯示,以黃酮類為代表的核心成分與UC關(guān)鍵靶點(diǎn)(IL-6、CASP3和EGFR等)具有較高的結(jié)合活性。
綜上所述,從藥效學(xué)角度來(lái)看,烏梅丸全方對(duì)TNBS誘導(dǎo)的UC大鼠治療作用雖比精簡(jiǎn)方略好,但無(wú)顯著性差異;從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)角度來(lái)看,烏梅丸全方和精簡(jiǎn)方作用于UC的核心靶點(diǎn)、核心成分和通路呈高度相似性。雖然烏梅丸全方比精簡(jiǎn)方對(duì)于UC的效果更好,但差異不大,在一定條件下對(duì)于UC的治療,烏梅丸精簡(jiǎn)方更具有可行性。