-
我国乙肝患病率高,因此重视各类肝病研究和治疗极为重要[1]。肝纤维化作为各类肝脏疾病的前期症状,更应重点关注。肝纤维化是肝脏内弥漫性细胞外基质过度累积,导致肝内纤维结缔组织异常沉积的自我损伤修复反应[2],是多数慢性肝脏疾病向肝硬化进展的必经过程[3],会引发腹水、肝性脑病等并发症,极大地危害了人类的生命健康。因此,在早期就重视肝纤维化,并采取积极有效的治疗措施对于阻止该疾病的进一步发展,甚至逆转肝纤维化具有重要的意义。目前已有大量中医药研究表明,药性以寒性、温性居多,药味以苦味、辛味为多,归经以肝经、脾经、胃经为主的中药对于抗肝纤维化有较为显著的作用[4]。
白芍为毛茛科植物芍药(Paeonia tacti lora Pall)的干燥根,味苦酸甘,性微寒,归肝、脾经,兼具正治、旁治、反治三法而调肝[5]。有研究认为白芍为肝病治疗方面极为重要的一味药,白芍及其复方可用于肝纤维化疾病的治疗,并产生明显的改善作用[6-7],但具体作用机制尚不明确。因此,本研究基于网络药理学“多成分、多靶点、多途径”的方法,分析白芍治疗肝纤维化过程中的活性成分、作用靶点及多种途径,为后续基础研究及临床实验研究提供数据支持及科学依据。
-
在TCMSP数据库中发现85个白芍的化学成分,设置ADME参数为口服生物利用度(OB)<30%、类药性(DL)<0.18后即筛出13个白芍的有效活性成分。将活性成分导入PubChem数据库查找Smiles表达式,其中有4个活性成分(MOL001910、MOL001918、MOL001928、MOL001930)未查询到相应的Smiles表达式。将剩余9个有效活性成分导入Swiss Target Prediction数据库,预测白芍有效活性成分对应的靶点,其中有2个活性成分(MOL001921、MOL000492)无相关作用靶点。因此,共获得符合筛选条件的白芍活性成分6个,见表1。
成分代码 成分名称 中文名称 OB% DL MOL001919 (3S,5R,8R,9R,10S,14S)-3,17-dihydroxy-4,4,8,10,
14-pentamethyl-2,3,5,6,7,9-hexahydro-1H-cyclopenta
[a]phenanthrene-15,16-dione(3S,5R,8R,9R,10S,14S)-3,17-二羟基-4,4,8,10,
14-五甲基-2,3,5,6,7,9-六氢 -1H-环戊
[a]菲 -15,16-二酮43.56 0.53 MOL001924 paeoniflorin 芍药苷 53.87 0.79 MOL000211 Mairin 白桦脂酸 55.38 0.78 MOL000358 beta-sitosterol β-谷甾醇 36.91 0.75 MOL000359 sitosterol 谷甾醇 36.91 0.75 MOL000422 kaempferol 山萘酚 41.88 0.24 -
通过检索GeneCards数据库,共获得7711个肝纤维化疾病靶点,设置“Relevance Score”>10,筛选出靶点773个,再检索OMIM数据库,共得到56个条目,去重后共得到155个靶点。将二数据库所得到的疾病靶点汇总并去重,共得到883个靶点。绘制韦恩图,见图1。通过二者交集部分可知白芍治疗肝纤维化的潜在靶点有49个。
-
利用Cytoscape3.9.0软件构建“白芍-有效成分-交集靶点-肝纤维化”网络图,见图2,根据Degree值区别节点大小,Degree值越大,颜色越深。因此,分析结果表明,白芍治疗肝纤维化的主要活性成分前四位为山奈酚、芍药苷、白桦脂酸及β-谷甾醇。
-
将药物白芍与疾病肝纤维化的共同作用靶点导入String数据库,物种(Organisms)选择人(Homo sapiens),设置为medium confidence(0.400),获得节点数(node)49,边数(edge)328,平均节点度(average node degree)13.4,平均局部聚类系数(avg. local clustering coefficient)0.633,PPI富集P<1×10−16,构建白芍与肝纤维化共同靶点蛋白PPI网络图,见图3。
-
将白芍与肝纤维化共同作用靶点导入Cytoscape3.9.0软件进行网络分析(见图4)。Degree值越大,圆形的直径越大,颜色越红,说明在该网络中的关联度就越高,其中,Degree值排名前5的分别为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、血管内皮生长因子A(VEGFA)、肉瘤基因(SRC)、表皮生长因子受体(EGFR)和基质金属蛋白酶-9(MMP9),他们的Degree值分别为35、33、30、29和28。因此,推测这些靶点在白芍治疗肝纤维化过程中具有较为重要的作用。
-
运用DAVID数据库,将药物与疾病的共同靶点进行GO(BP、CC、MF)分析以及KEGG分析,取P值<0.01,所得富集分析数据导入微生信平台,通过气泡图显示前20个分析结果。BP富集分析结果见图5、CC富集分析结果见图6、MF富集分析结果见图7、KEGG通路富集分析结果见图8。
在GO富集分析中,分别对生物过程(BP)、细胞组成(CC)和分子功能(MF)的前20个条目制作气泡图进行可视化分析。其中,富集条目在纵坐标上表示,富集基因个数在横坐标上表示。图5显示的BP主要涉及血管平滑肌细胞增殖的正向调节、细胞应激反应、磷脂酰肌醇3-激酶信号的正向调节、基因表达的负调控等;图6显示的CC主要涉及细胞外基质、细胞外间隙、高分子复合物、受体复合体、质膜等部位;图7显示的MF主要涉及RNA聚合酶ⅱ转录因子活性、锌离子结合、蛋白酪氨酸激酶活性、跨膜受体蛋白激酶活性等,表明白芍在多种途径上对肝纤维化均产生影响。
KEGG通路富集分析共67条路径,选取前20个条目制作气泡图进行可视化分析,根据图8可知,与肝纤维化相关的分别有癌症通路(21个靶点)、癌症中的蛋白聚糖(14个靶点)、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性(9个靶点)、膀胱癌(8个靶点)、前列腺癌(7个靶点)等。其中涉及到的靶点基因,出现频率较高的为AKT1、EGFR、SRC、VEGFA、MMP3及MMP9。
Mechanism of Radix Paeoniae Alba in the treatment of liver fibrosis based on network pharmacology
doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202208040
- Received Date: 2022-08-08
- Rev Recd Date: 2022-11-14
- Publish Date: 2023-08-25
-
Key words:
- Radix Paeoniae Alba /
- Liver fibrosis /
- Mechanism of action /
- network pharmacology
Abstract:
Citation: | HUANG Qing, SHI Chunyan. Mechanism of Radix Paeoniae Alba in the treatment of liver fibrosis based on network pharmacology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(8): 485-491. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202208040 |