基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討黃芪-當歸藥對治療老年中風機制

魏燕飛

中風又稱腦卒中，包括西醫(yī)學(xué)的腦溢血、腦梗死等腦血管意外所出現(xiàn)的以猝然昏仆、不省人事、半身不遂、口眼歪斜、言語不利為主癥的病證。中醫(yī)認為，該病是由于氣血逆亂，產(chǎn)生風火痰瘀上犯于腦，導(dǎo)致腦脈痹阻或迫使血液溢于脈外而致。該病發(fā)病率、死亡率均高，給患者及其家庭帶來沉重的精神和經(jīng)濟負擔。因此，積極有效的治療極為重要。中醫(yī)藥治療中風具有豐富的經(jīng)驗及完善的治療體系，歷代醫(yī)家對本病的治療提供了寶貴的思路和方法。李毓秋等[1]通過收集名家醫(yī)案中有效治療中風的醫(yī)案資料，系統(tǒng)總結(jié)中醫(yī)治療中風核心中藥的用藥規(guī)律及藥物配伍，發(fā)現(xiàn)黃芪-當歸藥對出現(xiàn)的頻次較高，使用尤為廣泛。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)能夠描述藥物與器官、靶點、疾病等生物系統(tǒng)之間復(fù)雜的相互作用[2]。本研究基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，篩選黃芪-當歸藥對的活性成分，以闡釋黃芪-當歸藥對治療中風的重要作用靶點和生物過程，從生物復(fù)雜系統(tǒng)的角度探討其治療中風的潛在機制。

1 資料與方法

1.1 黃芪-當歸活性成分的挖掘與篩選采用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform，TCMSP)[3]檢索出黃芪-當歸藥對的活性成分。根據(jù)吸收分布代謝排泄(absorption distribution metabolism excretion，ADME)的關(guān)鍵參數(shù)：口服生物利用度(OB) ≥30%、類藥性(DL) ≥ 0.18篩選黃芪-當歸藥對中有效的活性成分。

1.2 黃芪-當歸藥對活性成分作用靶點的預(yù)測利用 TCMSP 數(shù)據(jù)庫獲取黃芪-當歸藥對中篩選出的每個活性成分對應(yīng)的潛在靶點信息，并除去沒有靶點的成分。借 助 Uniprot (http://www. uniprot. org) 數(shù)據(jù)庫中的 UniprotKB 搜索功能和NCBI中g(shù)ene查詢功能，將靶點名稱設(shè)定物種為人，將所得到的靶點全部校正為基因名，以解決藥物靶點存在的名稱不規(guī)范等問題。

1.3 黃芪-當歸的GO分析和KEGG信號通路富集分析利用DAVID 6.8數(shù)據(jù)庫(https://david. ncifcrf. gov/)對黃芪-當歸藥對靶點蛋白進行GO分析和KEGG信號通路富集分析。在DAVID的基因列表中粘貼目標基因，并標示為“official gene symbol”，物種為“Homo Sapiens”，背景也為“official gene symbol”，進行分析后得到最終結(jié)果。

2 結(jié)果

2.1 黃芪-當歸藥對活性成分以O(shè)B ≥30%、DL≥ 0.18為篩選標準，共篩選出25個活性成分，其中黃芪20個，當歸5個，另外有4種化學(xué)成分，雖然DL≤ 0.18，在已有文獻中報道其藥理學(xué)活性較好，因此將其列為候選化合物。見表1。

表1 黃芪-當歸藥對活性成分

2.2 黃芪-當歸藥對活性成分的靶點預(yù)測借助 TCMSP、Uniprot 數(shù)據(jù)庫，共得到黃芪-當歸藥對活性成分對應(yīng)的靶點141個，通過Cytoscape 3. 6 軟件構(gòu)建活性成分靶點相互作用網(wǎng)絡(luò)，列出節(jié)度點≥3的靶點，即3個及以上化合物對應(yīng)的靶點共58個。見表2。

表2 黃芪-當歸藥對中活性成分的靶點

續(xù)表2

2.3 黃芪-當歸藥對治療中風 GO 分析使用 DAVID 數(shù)據(jù)庫對黃芪-當歸藥對靶蛋白進行 GO 分析，得到了多個重要生物學(xué)過程，表3中列出10個及以上靶蛋白富集的生物學(xué)過程，包括細胞外泌體、線粒體、衰老、應(yīng)對低氧、損傷修復(fù)、血管收縮調(diào)節(jié)、一氧化氮生物合成過程的正向調(diào)節(jié)、凋亡過程調(diào)節(jié)等。

表3 黃芪-當歸藥對治療中風的生物學(xué)過程

2.4 黃芪-當歸藥對治療中風KEGG 信號通路富集分析使用 DAVID 數(shù)據(jù)庫對黃芪-當歸藥對靶蛋白進行KEGG 信號通路富集分析，得到如下表所示重要生物信號通路，包括神經(jīng)活性配體-受體相互作用、鈣信號通路、膽堿能突觸、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)信號通路、神經(jīng)營養(yǎng)因子信號通路、肌動蛋白細胞骨架調(diào)節(jié)、缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1信號通路等。見表4。

表4 黃芪-當歸藥對治療中風的KEGG通路富集分析

3 討論

中風病名及病因病機首見于《黃帝內(nèi)經(jīng)》，為“內(nèi)虛邪中”所致，為中醫(yī)“風、癆、膨、膈”四大難病之首?！吨嗅t(yī)內(nèi)科學(xué)》[4]認為中風病病位在腦，與心肝脾腎密切相關(guān)，病機主要是風、火、氣、痰、瘀、虛六端，其基本病機為陰陽失調(diào)、氣血逆亂、上犯于腦。氣虛、血瘀是中風病發(fā)生發(fā)展的根源及核心，最終導(dǎo)致經(jīng)絡(luò)閉阻、血脈不利并發(fā)為風，故益氣活血、祛風通絡(luò)為其主要治則[5]，歷代醫(yī)家都十分重視氣虛血瘀這一病理因素，在治療過程中60% 以上的方劑同時配伍益氣藥和活血藥[6]。清末著名醫(yī)家張錫純于《治內(nèi)外中風方》和《治肢體痿廢方》中，詳載用于中風治療的11 首方47味藥中，以黃芪、當歸使用頻率最高，黃芪-當歸藥對的置信度達100%，故張錫純治療中風時黃芪必配當歸同用，黃芪補中益氣，當歸行血活血，兩者配伍，功效相得益彰，黃芪用之于當歸之中，自能助之以生血也，氣血雙生、陰陽有制[7]。

現(xiàn)代藥理研究表明，黃芪具有調(diào)節(jié)血脂代謝、降血脂、降血壓和增強抗脂質(zhì)過氧化的作用，也可調(diào)節(jié)腦血管供血不足，對預(yù)防和治療中風具有重要意義[8]。

當歸可改善造血功能，增加心臟血供，維持正常的血液循環(huán)，提高機體免疫功能[9]。本研究基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)，以“生物靶標”模式從網(wǎng)絡(luò)的角度進行研究[10]，對黃芪-當歸藥對進行化學(xué)成分分析，靶點預(yù)測，生物學(xué)過程和信號通路分析，以探討黃芪-當歸藥對治療中風的作用途徑，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

黃芪-當歸藥對中共發(fā)現(xiàn)25個活性較好、生物利用度較高的活性成分，黃芪20個，當歸5個，二者并沒有重疊的成分，從活性成分的數(shù)目上反映了人參-茯苓的主從地位。25個活性成分對應(yīng)141個靶蛋白，多個成分對應(yīng)1個靶蛋白，黃芪、當歸中活性成分有共同對應(yīng)的靶蛋白，如PTGS2 靶蛋白，它是刺激炎癥反應(yīng)的重要分子，參與中風的發(fā)病過程。因此，黃芪-當歸藥對在作用靶點水平具有協(xié)同增效的作用。為了探索黃芪-當歸藥對的潛在生物學(xué)機制，我們通過GO分析和KEGG通路富集發(fā)現(xiàn)，黃芪-當歸藥對參與多種生物學(xué)過程，包括衰老過程、損傷修復(fù)、血管收縮調(diào)節(jié)等，這些生物學(xué)過程與中風恢復(fù)密切相關(guān)，其作用通路與神經(jīng)活性配體-受體相互作用、鈣信號通路、膽堿能突觸等信號通路有關(guān)。

綜上所述，黃芪-當歸藥對治療中風具有多靶點、多通路、多途徑的特點，通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其治療中風與多個潛在靶點和作用途徑相關(guān)，但仍需體內(nèi)外實驗驗證本研究中預(yù)測和分析的結(jié)果。