基于網絡藥理學預測四妙勇安湯干預心力衰竭的作用機制研究*

任瑩璐，張惠敏，柳金英，蘇聰平，王 青，王 偉，郭淑貞

（北京中醫藥大學中醫學院，北京 100029）

四妙勇安湯是中醫學中主要治療熱毒型脫疽的一代良方，具有清熱解毒，活血通絡，瀉火養陰的功效[1]。清代著名醫家鮑相墩將其收載于《驗方新編·卷二》中，金銀花重用為君藥，其甘寒入心，善于清熱解毒；玄參清熱涼血，瀉火解毒為臣藥；當歸活血祛瘀止痛為佐藥，甘草加強金銀花清熱解毒之力，調和諸藥為使。近代有關四妙勇安湯在心血管中的應用報道日漸增多，四妙勇安湯也逐漸運用到抗動脈粥樣硬化、急性心肌梗死，心絞痛等疾病當中[2-6]。

慢性心力衰竭指由任何初始心肌損傷引起心臟結構或功能變化,導致心室泵血和（或）充盈功能低下的一種復雜的臨床綜合征,是一種臨床常見病，是眾多心血管疾病的最終歸宿。臨床中，周凌云等[5]觀察加味四妙勇安湯對氣滯血瘀型慢性心力衰竭患者的臨床療效，得出結論：四妙勇安湯加味對氣滯血瘀型慢性心力衰竭臨床療效顯著。由于中藥復方化學成分的復雜性和功能主治的多樣性,使得四妙勇安湯干預心力衰竭的作用機制并不明確,因此借助網絡藥理學的方法挖掘四妙勇安湯主要活性成分的作用靶點與其疾病間的關聯性,對于從系統生物學角度整體闡釋四妙勇安湯干預心力衰竭的作用機制具有重要意義[7]。

1 材料與方法

1.1 靶點及其對應有效成分的預測 挖掘BATMAN-TCM數據庫中四妙勇安湯中干預心力衰竭的潛在靶點,并登陸BATMAN-TCM服務器(http://bionet.ncpsb.org/batman-tcm),分別上傳四妙勇安湯主要靶點，得到各個靶點對應的有效成分篩選結果,將兩部分數據進行整合[8]。BATMAN-TCM系統可以分析疾病靶點富集度的顯著性水平并對有效成分與目標靶點相關性進行評分（score）。通過統計分析,選擇合適的計算方法計算預測傳統中藥治療疾病的顯著性P值。最終選擇有統計學意義的四妙勇安湯治療疾病。以P＜0.05作為“藥物-通路”網絡構建的基準。以score cut off=20為篩選線，導出四妙勇安湯治療心衰的顯著性分析，及所對應的靶點和有效成分。

1.2 網絡的構建及分析 根據上述預測結果,使用Cytoscape軟件中的關聯功能（Merge）將篩選出的活性成分、潛在靶點以及與靶點對應的疾病信息構建一個藥物-靶點-疾病網絡。在生成的網絡中,節點代表化合物、蛋白質或疾病，邊代表化合物-靶點以及靶點-疾病相互作用。

1.3 金銀花與玄參靶點分析 四妙勇安湯重用金銀花、玄參各90 g，使用BATMAN-TCM數據庫，分析金銀花、玄參治療心力衰竭的靶點。利用韋恩圖（Venn diagram）進一步研究金銀花與玄參治療心衰機制的共同點與不同點。

2 結果

2.1 四妙勇安湯干預心衰的靶點篩選 檢索BATMAN-TCM數據庫發現，四妙勇安湯治療心力衰竭的靶點共15個，如表1所示為四妙勇安湯治療心力衰竭對應靶點，與心力衰竭經典通路基本吻合（P＜0.05）。

表1 四妙勇安湯治療心力衰竭對應靶點（score cut off=20）

2.2 四妙勇安湯的活性成分篩選 通過BATMANTCM數據庫中整理出四妙勇安湯中共307個化合物，手動篩選四妙勇安湯干預心衰的靶點對應的成分共89個。如表2所示，其中若一個靶點對應超過3個靶成分下表只則列出前3個成分，其中主要涉及了生物堿、木質素、皂苷、萜類等（P＜0.05）。

2.3 網絡構建及分析 使用Cytoscape軟件構建在心力衰竭方向四妙勇安湯活性成分-作用靶點的網絡模型,如圖1所示。從圖中可以看出,89個活性成分的15個潛在靶點對比到心力衰竭上，且不同的活性成分可作用于相同的靶點，也可作用于不同的靶點，充分體現了四妙勇安湯多成分、多靶點的作用機制。

表2 四妙勇安湯治療心力衰竭靶點對應成分（score cut off=20）

2.4 金銀花與玄參靶點分析 利用韋恩圖（Venny 2.1）進一步研究四妙勇安湯中的金銀花與玄參治療心衰機制的關系。結果顯示，金銀花與玄參共有的心衰靶點數量為3，分別占兩種藥物總的靶點數的30%；金銀花獨有的靶點數為6，占總數的60%；玄參獨有的靶點數為1，占總數的10%。

圖1 四妙勇安湯治療心力衰竭的靶點-成分網絡關系圖

圖2 金銀花與玄參共有及特有的治療心力衰竭靶點分析圖

3 討論

目前中藥類研究主要采取傳統的提取分離法，分離其有效部位及有效成分，通過在體或離體等方式進行活性檢測，統一篩選治療某一疾病的有效成分群，組合活性部位進行中藥新藥再開發[9]。這些方法雖然已取得一些成效，但因為耗時耗力，進展緩慢，而且中藥多成分多靶點的特點導致其成分-疾病-靶點的對應性不高，所以這種傳統方法不能完全代表中藥的功效[10]。網絡藥理學與中醫藥學的結合研究，在中藥中已知的化學成分，疾病中已知靶點的基礎上，充分利用已有的研究成果，用在線構建網絡的方法研究中藥中化學成分的多靶標、多途徑協同作用，并用網絡的形式直觀呈現這種復雜作用，這種研究方法可以大大的輔助中藥新藥的二次開發[11]。

本文以四妙勇安湯為例，采用網絡藥理學的方法考察四妙勇安湯治療疾病的分布情況，并將其與相關靶點進行對接，根據疾病與靶點相關性推測四妙勇安湯治療上心力衰竭可能的機制，并進一步篩選了四妙勇安湯中金銀花、玄參治療心衰的靶點。計算結果表明，四妙勇安湯治療慢性心力衰竭的作用機制靶點包括血管緊張素轉化酶、α2型腎上腺素受體、1型血管緊張素II受體等。眾所周知，使AngⅡ降低，抑制RAS活性、調節交感神經系統干預心力衰竭的重要作用環節[12～14]。進一步分析金銀花與玄參的靶點發現，金銀花可能為四妙勇安湯中治療心力衰竭的主要貢獻者。有文獻提示，金銀花作為清熱解毒藥，可對心力衰竭的治療有獨特的貢獻，與金銀花配伍可能有提高藥效的心血管藥理學作用[15]。

四妙勇安湯化學成分與相關靶標的相互作用研究能初步揭示中藥分子基礎及復雜的作用機理，從分子水平和網絡水平分析了中醫藥治療疾病的復雜水平，為現代中藥的開發奠定基礎。網絡藥理學基于“疾病-基因-靶點-藥物”相互作用網絡系統綜合觀察藥物對疾病網絡的干預與影響，可提示中藥相關藥理作用靶點、篩選中藥有效靶成分，大大減少實驗工作量，降低重要新藥開發及研究的風險，有助于中藥現代化發展及創新藥物發現[16-18]。