徐湛翔 王孝錦 李 爽 李 姝 李 麗

(1 牡丹江醫(yī)學院 黑龍江 牡丹江 157000 2 牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院 黑龍江 牡丹江 157000)

心血管疾病一直是威脅人類健康的重大疾病之一，研究顯示，我國人群慢性病導致的死亡約占總死亡人數(shù)的88.7%，其中心血管疾病約占42.6%，且患病率、死亡率逐年上升[1]。心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury,MIRI)是指冠狀動脈部分或者是完全急性梗阻之后，在一定時間內又重新獲得再通時，缺血的心肌雖然得以恢復正常的灌注，但是它的組織損傷反而會呈進行性加重的一個病理過程。目前，對于MIRI的治療主要是藥物治療，包括兩個方面，一是中藥治療，二是現(xiàn)代藥物治療，中藥治療由于其針對性強，療效持久穩(wěn)定，毒副作用低受到了臨床的青睞，近年來網絡藥理學的發(fā)展為心血管病的藥物治療提供了新思路。

網絡藥理學(Network Pharmacology)將藥物作用網絡與生物網絡相整合，分析出藥物成分與其作用靶點之間的關系[2]，進而探索藥物與疾病之間的關聯(lián)，預測藥物的作用機制，從而為新藥機制的研發(fā)提供了新思路。

本研究利用網絡藥理學對川芎的成分和作用靶點以及MIRI蛋白靶點進行數(shù)據(jù)分析，構建藥物成分-靶點-疾病網絡圖，并進一步對靶點蛋白基因進行GO富集分析及KEGG通路分析，從而對川芎抗MIRI的作用機制進行研究，進一步為MIRI的治療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 藥物成分和疾病靶點獲取 利用中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫與分析平臺(TCMSP，http://tcmspw.com/tcmsp.php)，以口服生物利用度(oral bioavailability，OB)≥30%和類藥性(drug-likeness，DL)≥0.18為篩選條件得到川芎的化學藥物成分，收集藥物化學成分的作用靶點，構建藥物活性成分-作用靶點數(shù)據(jù)集。通過 Genecards 和OMIM數(shù)據(jù)庫篩選出缺血再灌注損傷相關靶點，建立疾病-靶點數(shù)據(jù)集。

1.2 藥物化學成分-靶點-疾病網絡構建 將川芎的化學成分、成分作用靶點、MIRI治療靶點進行統(tǒng)計和整合，利用Cytoscape軟件構建川芎藥對治療MIRI的“藥物化學成分-靶點-疾病”網絡圖。

1.3 GO功能富集分析和KEGG通路富集分析 利用R包對得到的蛋白靶點進行GO功能富集分析，從而得到川芎對治療MIRI病的潛在靶點。對蛋白靶點進行KEGG通路富集分析，進一步研究川芎治療MIRI的作用機制。

2 結果

2.1 川芎的藥物化學成分、作用靶點及MIRI蛋白靶點 通過TCMSP篩選得到與川芎相關的化學成分7個、作用靶點13個。通過 Genecards 和OMIM數(shù)據(jù)庫篩選出及與MIRI相關靶蛋白1075個，應用R包將得到的藥物活性成分蛋白靶點與疾病蛋白靶點的交集，得到川芎藥對治療MIRI靶點共7個(如圖1)。

圖1 物活性成分蛋白靶點與疾病蛋白靶點交集

2.2 藥物化學成分-靶點-疾病網絡構建 川芎藥對治療MIRI的成分-靶點-疾病網絡見圖2，包括川芎的活性成分7個，藥物與疾病交互作用靶點7個，可得出藥物化學成分與疾病蛋白靶點之間的網絡關系。

注：紫色三角代表活性成分，綠色圓形代表作用靶點圖2 川芎藥治療MIRI的藥物化學成分-靶點-疾病網絡

2.3 GO富集分析結果 對川芎藥治療MIRI涉及的7個靶點蛋白進行GO分析，按P值排序的前20個結果見圖3?？梢钥闯?，靶點蛋白涉及的基因功能包括核受體活性、配體激活轉錄因子活性、RNA聚合酶Ⅱ特異性結合轉錄因子等方面。

圖3 川芎藥治療MIRI的GO富集分析

2.4 KEGG通路分析結果 對川芎藥治療MIRI涉及的7個靶點蛋白進行KEGG信號通路分析，可以得到川芎藥對治療MIRI的信號通路主要包括以下幾方面：參與催乳素信號通路，甲狀腺激素信號通路，脂質與動脈粥樣硬化通路等(圖4)。

圖4 川芎藥治療MIRI的KEGG富集分析

3 討論

冠心病在全世界都是引起死亡的主要原因，經皮冠狀動脈介入治療可以用于及時恢復冠狀動脈血流，但再灌注也同時激活了一系列細胞損傷，有時這些損傷比心肌急性缺血引起的損傷更為嚴重[3]。研究表明，中藥主要通過影響心肌細胞脂質代謝、抗血小板凝集等途徑改善心肌功能從而起到保護心肌的作用。川芎能有效減小MIRI的程度[4]，但是其作用機制還未完全闡明，因此，本研究利用網絡藥理學方法分析川芎治療MIRI的藥物作用靶點，為MIRI的治療提供新思路。

本研究利用Cytoscape 軟件構建“藥物成分-靶點-疾病”網絡模型，分析共得到川芎的活性成分包含川芎嗪、苯酞類、生物堿等類化合物。川芎嗪具有擴張血管，增加冠脈流量，抗血小板聚集和改善血液循環(huán)的作用。朱可夫等[5]研究表明，川芎嗪能夠通過抗氧化、維持線粒體能量代謝減少心肌梗死面積，有效減輕MIRI，可能和UCP3相關的信號通路相關；苯酞類化合物具有擴張血管、平喘、抗血小板聚集、鎮(zhèn)痛、抗血栓形成和抗增殖作用，實驗表明，川芎莖葉醇提物中的苯酞類成分能夠顯著降低大鼠胸主動脈環(huán)的張力[6]；生物堿能擴張冠狀血管，增加冠脈血流量，改善心肌缺氧狀況[7]，綜上可知川芎的這些活性成分多具有擴張血管、抗炎以及心肌保護等作用，這可能是川芎發(fā)揮抗MIRI的關鍵成分。

通過GO富集分析結果可知，川芎對抗MIRI涉及多個生物學過程，主要集中于類固醇代謝、脂質轉運、炎癥反應過程等；通過KEGG富集分析，可以得到川芎抗MIRI的信號通路主要涉及催乳素信號通路、甲狀腺激素信號通路、脂質與動脈粥樣硬化通路等，這些信號通路可能會通過介導細胞的能量代謝、炎性反應、內皮細胞再生能力等促進細胞的生存與修復，抑制細胞的損傷和凋亡，從而起到保護心肌的作用[8]。

4 小結與展望

川芎治療MIRI涉及多個有效成分、作用靶點以及信號轉導通路，在臨床中川芎也常與其他中藥配伍來治療心腦血管疾病，本研究為中醫(yī)藥治療MIRI提供了新的參考和方向，但是其具體作用機制還需進一步探究。