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脂肪性肝病(脂肪肝)是由各种原因引起的以肝细胞弥漫性脂肪变为病理特征的一种临床综合征,多数患者伴有代谢性疾病、心血管疾病与胆道系统疾病。根据流行病学调查研究显示:全球25%的成人患有脂肪肝,我国脂肪肝的患病率高达27%且有逐渐年轻化的趋势[1]。脂肪肝可逐步发展为肝炎、肝硬化甚至肝癌,故而早期干预脂肪肝的发展是保障广大人民健康与减轻国家医疗负担的重要举措。现代医学主要通过调整生活方式、应用抗肝损伤及抗代谢紊乱的药物(如他汀类)进行治疗。目前,中西医结合治疗脂肪肝越来越被当代社会推崇。降脂护肝胶囊是原湖州福音医院中医科老中医赵文敏主任医师多年的经验用方,于20世纪90年代已在该院推广使用,并形成院内协定处方。其由山楂、姜黄、茵陈、葛根和决明子五味中药组成,具有平肝降脂、活血化瘀的作用,将其与西药配合应用对脂肪肝的治疗效果显著[2-3],但其作用机制尚不明确。本文旨在应用网络药理学的方法对降脂护肝胶囊的作用机制进行探究,以期为日后的实验研究与临床应用提供一定的理论依据。
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通过TCMSP数据库检索到决明子活性成分68个,姜黄活性成分52个,葛根活性成分18个,茵陈活性成分53个,通过TCMID数据库检索到山楂活性成分94个,茵陈活性成分58个,姜黄活性成分109个,葛根活性成分51个,决明子活性成分57个。根据OB≥30%与DL≥0.18,筛选出决明子活性成分14个,葛根活性成分4个,茵陈活性成分13个,姜黄活性成分3个,山楂活性成分3个。将山楂中的齐墩果酸、熊果酸、咖啡酸、金丝桃苷、表儿茶素,葛根中的葛根素、黄豆苷元,姜黄中的姜黄素、双去甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、二氢姜黄素与茵陈中的滨蒿内酯,纳入活性成分范围。其中,MOL000358(β-谷甾醇)为茵陈和葛根的共有成分,MOL000953(胆甾烷醇)为姜黄和决明子的共有成分,MOL000449(豆甾醇)为决明子和姜黄的共有成分。按照类别计数符合标准的活性成分共计46个,部分化合物见表1。通过TCMSP数据库获取上述中药活性成分的靶点,除去重复靶点,共获得靶点133个。
表 1 降脂护肝胶囊部分活性成分
化合物编号 化合物名称 口服生物利用度 类药性 MOL000953 胆甾烷醇 37.87 0.68 MOL000493 菜油甾醇 37.58 0.71 MOL005043 (3β,24R)-麦角甾-5-烯-3-醇 37.58 0.71 MOL000354 异鼠李素 49.60 0.31 MOL000358 β-谷甾醇 36.91 0.75 MOL004609 茵陈黄酮 48.96 0.41 MOL005573 芫花素 37.13 0.24 MOL007274 玄参黄酮 30.35 0.30 MOL008039 异茵陈黄酮 57.40 0.41 MOL008040 异泽兰素 46.11 0.33 MOL008041 泽兰素 42.55 0.37 MOL008043 茵陈色原酮 57.56 0.31 MOL008046 去甲氧基茵陈色原酮 52.33 0.25 MOL008047 阿特匹林A 68.32 0.24 MOL000098 槲皮素 46.43 0.28 MOL000392 芒柄花黄素 69.67 0.21 MOL006466 红镰玫素 45.55 0.24 MOL002959 3'-甲氧基大豆黄素 48.57 0.24 MOL003629 大豆苷元 47.27 0.67 MOL002268 大黄酸 47.07 0.28 MOL002281 决明内酯 46.46 0.24 MOL000449 豆甾醇 43.83 0.76 MOL000471 芦荟大黄素 83.38 0.24 -
从GeneCard 与OMIM数据库去除重复基因后,获得与脂肪肝相关的靶点7406个。
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将“2.1”中的133个降脂护肝胶囊活性成分靶点与“2.2”中的7406个脂肪肝靶点,输入Venny2.1软件绘制韦恩图,两者进行交集后,获得疾病-药物成分共同靶点118个,见图1。采用Cytoscape软件构建的活性成分-靶点网络,该网络共包含157个节点(39个化合物节点,118个靶点节点)和327条边,其中,红色节点表示化合物,绿色节点表示药物靶点,连接化合物与靶点的边表示它们之间有作用关系,见图2。表2列出了化合物-靶点网络中的关键节点、类别及其度值。活性成分度值排名前5位的是槲皮素(quercetin)、黄豆苷元(daidzein)、熊果酸(ursolic acid)、葛根素(puerarin)和异鼠李素(isorhamnetin),这5种化合物的节点数分别是71、37、27、25和16。靶点度值排名前5位的是前列腺素过氧化物合酶1(PTGS1)、核受体共激活因子2(NCOA2)、丝氨酸蛋白酶1(PRSS1)、雌激素受体2(ESR2)和雄激素受体(AR),分别能与26、17、13、11和11个化合物发生相互作用,体现了中药多成分、多靶点的特性。
表 2 化合物-靶点网络的关键节点及其度值
名称 类别 度值 名称 类别 度值 槲皮素 化合物 71 芦荟大黄素 化合物 12 黄豆苷元 化合物 37 β-谷甾醇 化合物 12 熊果酸 化合物 27 芒柄花黄素 化合物 11 PTGS1 基因 26 ESR2 基因 11 葛根素 化合物 25 AR 基因 11 NCOA2 基因 17 ESR1 基因 11 异鼠李素 化合物 16 GSK3B 基因 10 PRSS1 基因 13 PPARG 基因 10 -
应用String软件构建PPI网络(图3),在此网络图中包含103个节点、474条边,同时得到网络中关键靶点的频次 (图4)。根据“度值>均值”筛选出关键节点38个,包括:CCND1、ESR1、EGFR、RELA、FOS、NCOA1、MAPK8、APOB、IL6、NCOA2、PRKCA、RB1、AR、ATF2、RHOA、CASP3、CASP8、CCNB1、ERBB2、PCNA、VEGFA、CYP1A1、GSK3B、MYC、PPARG、CDKN1B、CTSD、HIF1A、P4HB、PSMD3、BARD1、BCL2、CHRM2、ESR2、IGFBP3、NOS3、PGR、PTPN6。度值最高的是CCND1,度值为17;其次为ESR1,度值为16;EGFR、RELA的度值为15,FOS、NCOA1度值为14。度值大的靶点提示在网络调控中起关键作用,且很可能是降脂护肝胶囊治疗脂肪肝的关键靶点。
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GO富集条目(图5)主要包括:DNA结合转录因子结合、RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合、核受体活性、配体激活转录因子活性、DNA结合转录激活活性、RNA聚合酶Ⅱ特异性、DNA结合转录激活活性、类固醇激素受体、类固醇结合、整合素结合、核受体结合等。KEGG富集信号通路(图6)主要包括:PI3K-Akt信号通路、人巨细胞病毒感染、癌症中的微小RNA、乙型肝炎、EB病毒感染等。其中,PI3K-Akt信号通路的靶点主要包括:GF、RTK、CK、CKR、GPCR、PKC、NOS、Raf、GSK3、Myc、CCND1、p27、Cyclin、p27Kip1、Bcl-2、CASP9、CREB、Mcl-1、NF-ĸB。乙型肝炎的靶点主要包括:Fas、JNK、c-Myc、SAPK、NF-ĸB、IĸB、Bcl2、CASP8、CASP3、CASP9、pRb、PKC、Survivin、ATF2、CREB、PCNA、Raf、AP-1、ELK-1、IL6(图7、图8)。
Mechanism of Jiangzhihugan capsule in treatment of fatty liver based on network pharmacology
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摘要:
目的 应用网络药理学方法,探讨降脂护肝胶囊(JZHG)治疗脂肪肝(FL)的可能机制,为其临床用药提供理论指导。 方法 利用TCMSP与TCMID检索JZHG的活性成分和靶点,通过GeneCard与OMIM数据库检索FL的相关靶点,并采用交集法筛选出二者的共同靶点,运用Cytoscape构建“活性成分-靶点”网络,利用STRING软件构建PPI网络。通过 Bioconductor 数据库以及R软件进行GO和KEGG富集分析。 结果 根据口服生物利用度和类药性筛选出46种活性成分,从GeneCard与OMIM数据库中筛选靶点7406个。成分靶点与疾病靶点取交集,获得118个共同靶点。这些靶点主要参与氧化应激、细胞凋亡、炎症反应、激素抵抗等生物学过程。其作用机制与PI3K-Akt信号通路,人巨细胞病毒感染和癌症中的微小RNA等信号通路有关。 结论 JZHG中的活性化合物干预脂肪肝的机制可能是通过抗氧化应激和抗炎等作用改善脂代谢,降低肝脏脂肪堆积实现的。 Abstract:Objective To explore the potential mechanism of Jiangzhihugan capsule (JZHG) for fatty liver (FL), and to provide a theoretical guideline for the clinical application of JZHG. Methods TCMSP and TCMID databases were used to search for the active components and targets of JZHG. GeneCards and OMIM database were used to search the FL related targets. The intersection method was used to identify the common targets of JZHG and FL. Cytoscape software was applied for the construction of active compounds-targets network map. Protein-protein interaction network was constructed by STRING software. Gene ontology functional enrichment analysis and KEGG pathway enrichment analysis were conducted with Bioconductor database and R software. Results 46 potential active components were screened out from JZHG. 7406 targets were retrieved through GeneCard and OMIM database. 118 genes were obtained from the intersection of component-target and disease-target. These genes were mainly involved with the response to oxidative stress, apoptosis, inflammatory response, hormone resistance and other biological processes. The mechanism was related to PI3K-Akt signaling pathway, human cytomegalovirus infection, microRNAs in cancer, etc. Conclusion The mechanism of active ingredients for FL in JZHG may be due to improving lipid metabolism and reducing liver fat accumulation through anti-oxidative stress and anti-inflammatory effects. -
Key words:
- Jiangzhihugan capsule /
- fatty liver /
- network pharmacology
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表 1 降脂护肝胶囊部分活性成分
化合物编号 化合物名称 口服生物利用度 类药性 MOL000953 胆甾烷醇 37.87 0.68 MOL000493 菜油甾醇 37.58 0.71 MOL005043 (3β,24R)-麦角甾-5-烯-3-醇 37.58 0.71 MOL000354 异鼠李素 49.60 0.31 MOL000358 β-谷甾醇 36.91 0.75 MOL004609 茵陈黄酮 48.96 0.41 MOL005573 芫花素 37.13 0.24 MOL007274 玄参黄酮 30.35 0.30 MOL008039 异茵陈黄酮 57.40 0.41 MOL008040 异泽兰素 46.11 0.33 MOL008041 泽兰素 42.55 0.37 MOL008043 茵陈色原酮 57.56 0.31 MOL008046 去甲氧基茵陈色原酮 52.33 0.25 MOL008047 阿特匹林A 68.32 0.24 MOL000098 槲皮素 46.43 0.28 MOL000392 芒柄花黄素 69.67 0.21 MOL006466 红镰玫素 45.55 0.24 MOL002959 3'-甲氧基大豆黄素 48.57 0.24 MOL003629 大豆苷元 47.27 0.67 MOL002268 大黄酸 47.07 0.28 MOL002281 决明内酯 46.46 0.24 MOL000449 豆甾醇 43.83 0.76 MOL000471 芦荟大黄素 83.38 0.24 表 2 化合物-靶点网络的关键节点及其度值
名称 类别 度值 名称 类别 度值 槲皮素 化合物 71 芦荟大黄素 化合物 12 黄豆苷元 化合物 37 β-谷甾醇 化合物 12 熊果酸 化合物 27 芒柄花黄素 化合物 11 PTGS1 基因 26 ESR2 基因 11 葛根素 化合物 25 AR 基因 11 NCOA2 基因 17 ESR1 基因 11 异鼠李素 化合物 16 GSK3B 基因 10 PRSS1 基因 13 PPARG 基因 10 -
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