基于網絡藥理學研究澤瀉湯治療腦水腫的作用機制

袁莉莉，王 倩

（陜西中醫藥大學基礎醫學院，陜西 咸陽 712046）

腦水腫是腦膠質瘤疾病惡化的關鍵因素之一，也與腦膠質瘤臨床治療效果緊密相關[1-2]。目前臨床針對膠質瘤性腦水腫的治療主要是保守脫水法，現代藥理學研究表明澤瀉湯有較強的利水作用，治療腦部水腫有較好的療效。本研究使用網絡藥理學的方法分析澤瀉湯治療腦水腫的作用機制，為腦水腫的治療及研究提供重要參考價值。

1 材料與方法

1.1 澤瀉湯方劑組成藥物的活性成分篩選 本試驗利用中藥系統藥理學數據庫和分析平臺（TCMSP）（http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php），檢索澤瀉湯方劑組成中各個藥物的所有活性成分[3]。

1.2 閾值篩選 本試驗對澤瀉湯方藥物活性成分檢索結果中澤瀉的46個化學成分和白術的55個化學成分進行篩選，化合物口服生物利用度（OB）篩選閾值均≥30%，化合物類藥性（DL）篩選閾值均≥ 0.18。

1.3 澤瀉湯有效活性成分靶點預測 將篩選出來的有效活性成分輸入到TCMSP（http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）數據庫中進行靶點預測。

1.4 澤瀉湯靶點蛋白—基因轉換 將澤瀉湯方劑預測的靶點蛋白輸入到 UniProt（https：//www.uniprot.org/）轉換為相應的基因，轉換過程中將Organism限定為Homo sapiens（Human）。

1.5 澤瀉湯有效活性成分—靶點 PPI 網絡構建 將澤瀉湯藥物成分虛擬篩選出的7個白術候選化合物、10個澤瀉候選化合物和靶點預測得到的27個靶點基因導入 Cytoscape3. 2. 1 軟件構建澤瀉湯有效活性成分—靶點 PPI 網絡。

1.6 腦水腫疾病靶點PPI網絡構建 通過PharmGkb數據庫檢索出腦水腫相關疾病基因總數為6。導入Cytoscape3.2.1軟件，利用Bisogenet插件在線檢索蛋白質相互作用數據庫，繪制膠質瘤性腦水腫疾病靶點網絡。

1.7 網絡合并 利用Cytoscape3.2.1軟件中Merge插件將澤瀉湯有效活性成分—靶點網絡和腦水腫疾病靶點PPI網絡進行合并，上述兩種網絡合并后存在的交集就可能是澤瀉湯方劑中組成藥物的有效活性成分治療膠質瘤性腦水腫的靶點。

1.8 基因富集分析 利用Cytoscape 3.2.1軟件中ClueGO功能對篩選出的基因進行GO功能和KEGG通路富集分析，更深層次的闡述澤瀉湯有效活性成分的靶點蛋白在基因功能和信號通路中的作用。

2 結果

2.1 澤瀉湯方劑組成藥物的有效活性成分篩選 檢索出藥物活性成分總計101個（澤瀉46個，白術55個）。篩選閾值設定為：OB≥30%，DL≥0.18，共篩選出17個有效活性成分（澤瀉10個，白術7個）。

2.2 澤瀉湯有效活性成分靶點預測 通過TCMSP共檢索出澤瀉湯的14個候選化合物靶點蛋白，其中白術有三個有效活性成分未檢測出相應靶點蛋白，這三個有效活性成分ID分別為：MOL000020/MOL000020/MOL000028，然后通過 Uniprot數據庫（https：//www.uniprot.org/）將預測出的靶點蛋白名轉換為基因名。

2.3 澤瀉湯藥物成分靶點網絡構建 通過Cytoscape3.2.1繪制出的澤瀉湯有效活性成分—靶點網絡（見圖1），黃色為成分節點，粉紫色為靶點節點，成分節點與靶點節點之間的連線代表有效活性成分與靶點之間的關系。

圖1 澤瀉湯有效活性成分—靶點網絡

2.4 膠質瘤性腦水腫疾病—靶點網絡構建 通過PharmGkb數據庫檢索出腦水腫疾病的相關基因。輸入Cytoscape3.2.1軟件中，利用Bisogenet插件在線檢索蛋白質相互作用數據庫，并繪制出膠質瘤性腦水腫疾病靶點網絡（見圖2）。

圖2 神經膠質瘤疾病—靶點網絡

2.5 網絡合并 利用Cytoscape3.2.1軟件中的Merge插件，將澤瀉湯有效活性成分—靶點網絡和膠質瘤性腦水腫疾病—靶點網絡合并，形成澤瀉湯—靶點—膠質瘤性腦水腫網絡（見圖3）。

圖3 澤瀉湯—靶點—膠質瘤性腦水腫網絡

2.6 GO富集分析 利用Cytoscape3.2.1軟件中的ClueGO插件對澤瀉湯—靶點—膠質瘤性腦水腫網絡所涉及的103個蛋白的功能進行富集分析，分析結果分別為平滑肌細胞遷移、細胞周期過渡的正向調節、DNA損傷檢查點、DNA損傷反應、p53類介質的信號轉導造成細胞周期停滯、轉錄起始的調控、應激反應中起始轉錄的調控、轉錄因子進入細胞核的調控、核內蛋白質的正向調節、核質轉運的正向調節。表明澤瀉湯可能是通過以上機制達到治療腦水腫的目的。各個作用機制占比（見圖4）。

圖4 作用機制占比圖

2.7 KEGG通路富集分析 利用Cytoscape3.2.1軟件中的ClueGO功能對篩選出的基因進行KEGG富集分析，分析結果（見圖5）。根據FDR篩選出3條通路，分別為表皮生長因子受體酪氨酸激酶家族（ErbB）信號通路、血管內皮細胞生長因子（VEGF）信號通路、瞬時受體電位（TRP）通道的炎癥介質調控。表明澤瀉湯通過這些通路達到治療膠質瘤性腦水腫的目的。各通路作用占比（見圖6）。

圖5 KEGG富集

3 討論

中醫認為腦膠質瘤是因痰邪濕邪積聚在腦部導致腦部氣滯血凝，毒邪凝結成瘤。西醫治療腦膠質瘤的總原則是手術、化療、放療[4-5]，但療效不佳。

圖6 通路作用占比圖

澤瀉湯出自《金匱要略》，澤瀉、白術兩味藥物組成，澤瀉甘淡性寒，得水之陰氣而利水滲濕，領水之陰氣以下行，使濕從小便出，為君藥。白術甘苦性溫，防水氣下而復上，兼制澤瀉之寒，為臣藥[6]，二者合用通利一身之水，緩解腦水腫，但其作用機制尚不清楚。

本試驗運用網絡藥理學知識分析澤瀉湯治療腦水腫的作用機制，試驗結果分析出，澤瀉湯的有效活性成分治療神經膠質瘤與VEGF、ErbB、P53基因等通路相關[7-15]。澤瀉湯治療腦水腫的可能是通過上調P53基因表達率，阻斷ErbB/VEGF信號通路，ErbB受體家族，ErbB受體家族激活相應通路并作用于VEGF，使VEGF的表達量上調。VEGF的過量表達會誘導大量的新生血管，為腦膠質瘤細胞的生長提供肥沃的土壤。澤瀉湯作用于ErbB受體家族，抑制ErbB受體家族的表達，阻斷ErbB/VEGF信號通路，阻斷新生血管的形成，抑制腦膠質瘤的發生發展，緩解膠質瘤性腦水腫癥狀。

因腦水腫是腦膠質瘤非常嚴重的并發癥，反復發作，加重病情，難以根治。因此，研究膠質瘤性腦水腫的發病機制及治療手段是緩解腦膠質瘤有效的方法。本文從網絡藥理學角度探討了澤瀉湯腦水腫的機制，為腦水腫的治療提供思路。