基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討酸棗仁湯抗抑郁的作用機(jī)制

李 艷 巴文強(qiáng) 李多聰

（1.吉安市第三人民醫(yī)院精神科，江西 吉安 343000；2.吉安市中心人民醫(yī)院藥劑科，江西 吉安 343000）

抑郁癥是多種原因引起的情感障礙，臨床常表現(xiàn)為心境低落、興趣和愉快感的喪失、活動(dòng)減少、精力減退等，多數(shù)患者還伴有注意力障礙及思維遲鈍［1］，嚴(yán)重危害人類身心健康，給家庭和社會(huì)帶來巨大的精神和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［2］。酸棗仁湯源自漢代張仲景的《金匱要略》，由酸棗仁、茯苓、知母、川芎、甘草5 味藥組成。現(xiàn)代藥理研究［3］發(fā)現(xiàn)，酸棗仁湯具有抗抑郁、鎮(zhèn)靜催眠等作用。多項(xiàng)臨床研究［4］表明，酸棗仁湯治療抑郁癥效果顯著，不良反應(yīng)小。但酸棗仁湯治療抑郁癥的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步闡明。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一種以系統(tǒng)生物學(xué)和多向藥理學(xué)為理論基礎(chǔ)，用于分析藥物作用機(jī)制的新研究方法。本研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，探討酸棗仁湯抗抑郁的可能作用機(jī)制，為抑郁癥的治療提供思路和參考。

1 材料與方法

1.1 活性成分的篩選及靶點(diǎn)挖掘通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺(tái)（TCMSP，https：//tcmspw.com/tcmsp.php）獲取酸棗仁湯的化學(xué)成分，以口服生物利用度（OB）≥30%和類藥性（DL）≥0.18 為篩選標(biāo)準(zhǔn)［5］，獲得活性成分及其對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)。利用UniProt（https：//www.uni?prot.org）數(shù)據(jù)庫將活性成分靶點(diǎn)名稱統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)基因名稱，限定物種為“Homo-Sapiens”。

1.2 疾病靶點(diǎn)的獲取以“depression”“depressive dis?order”“depressive”為 關(guān) 鍵 詞，檢 索 GeneCards（https：//www.genecards.org）、OMIM （https：//www.omim.org/）及DRUGBANK（https：//www.drugbank.ca）數(shù)據(jù)庫中與抑郁癥相關(guān)的靶點(diǎn)并摘錄。

1.3 蛋白互作（PPI）網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及核心靶點(diǎn)篩選將藥物靶點(diǎn)與疾病靶點(diǎn)分別刪重后，輸入VENNY 2.1 在線作圖工具（https：//bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny），取交集，將交集靶點(diǎn)上傳至STRING 11.0 數(shù)據(jù)庫（https：//www.string-db.org），構(gòu)建PPI 網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，運(yùn)用Cyto?scape 3.7.1 軟件的“Network Analyzer”進(jìn)行拓?fù)浞治龊Y選核心靶點(diǎn)。

1.4 基因本體論（GO）富集和京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路分析將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入DAVID 數(shù)據(jù)庫（https：//david.ncifcrf.gov）進(jìn)行GO 富集和KEGG 通路分析，其中GO 富集包括生物過程（Biological process，BP）、細(xì)胞組成（Cellular component，CC）及分子功能（Molecular function，MF）。保留偽發(fā)現(xiàn)率（FDR）＜0.01的條目，保存數(shù)據(jù)并利用微生信（http：//www.bioinfor?matics.com.cn）在線作圖工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。

1.5 酸棗仁湯-成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建運(yùn)用Cyto?scape 3.7.1軟件構(gòu)建“酸棗仁湯-成分-靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)圖，并進(jìn)行拓?fù)浞治觯Y選核心成分。

2 結(jié)果

2.1 活性成分及其靶點(diǎn)的篩選通過TCMSP 數(shù)據(jù)庫共檢索出酸棗仁湯化學(xué)成分617 個(gè)，經(jīng)OB≥30%和DL≥0.18篩選得到活性成分138 個(gè)，對(duì)應(yīng)1578 個(gè)靶點(diǎn)，刪重后共得到228個(gè)靶點(diǎn)。

2.2 疾病靶點(diǎn)篩選通過GeneCards 數(shù)據(jù)庫檢索到抑郁相關(guān)靶點(diǎn)36 270 個(gè)，設(shè)定Relevance score 大于中位數(shù)的目 標(biāo) 靶 點(diǎn) 為 抑 郁 的 潛 在 靶 點(diǎn)［6］，結(jié) 合OMIM 及DRUGBANK 數(shù)據(jù)庫補(bǔ)充相關(guān)靶點(diǎn)，共得到與抑郁相關(guān)靶點(diǎn)5414個(gè)，刪重后得到5186個(gè)靶點(diǎn)。

2.3 PPI的構(gòu)建及核心靶點(diǎn)篩選將活性成分靶點(diǎn)與疾病靶點(diǎn)輸入VENNY2.1 在線作圖工具取交集，得到177個(gè)交集靶點(diǎn)，見圖1。將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING 數(shù)據(jù)中，構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)。拓?fù)鋮?shù)顯示，PPI網(wǎng)絡(luò)中度值、介數(shù)的平均值分別為8.9571、0.0128，度值、介數(shù)均大于平均值的靶點(diǎn)有32 個(gè)，見圖2。其中，節(jié)點(diǎn)顏色根據(jù)度值排序，度值越大，節(jié)點(diǎn)顏色越深。這32個(gè)靶點(diǎn)很可能是酸棗仁湯抗抑郁的核心靶點(diǎn)。

圖1 酸棗仁湯-抑郁共有靶點(diǎn)韋恩圖

圖2 核心靶點(diǎn)蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖

2.4 富集分析將177 個(gè)交集靶點(diǎn)輸入至DAVID 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行GO 富集和KEGG 通路分析（FDR＜0.01）。GO富集的條目共276 個(gè)，BP 主要涉及藥物反應(yīng)、RNA 聚合酶II 啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控、基因表達(dá)的正調(diào)控等；CC 主要涉及細(xì)胞外間隙、膜筏、質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)等；MF 主要涉及酶結(jié)合、蛋白質(zhì)同源二聚活性、蛋白質(zhì)異二聚活性等。選取前10 個(gè)BP、CC、MF 的條目作氣泡圖，見圖3。KEGG 通路富集得到114 個(gè)信號(hào)通路，主要涉及腫瘤壞死因子信號(hào)通路、HIF-1 信號(hào)通路、Toll樣受體信號(hào)通路、催乳激素信號(hào)通路、PI3K-Akt 信號(hào)通路、VEGF 信號(hào)通路、ErbB 信號(hào)通路、MAPK 信號(hào)通路、FoxO 信號(hào)通路等。選取前30 個(gè)條目作氣泡圖，見圖3。

圖3 GO與KEGG富集分析氣泡圖

2.5 酸棗仁湯-成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將酸棗仁湯的116個(gè)活性成分，177個(gè)交集靶點(diǎn)和KEGG 富集分析前30條通路運(yùn)用Cytoscape 3.7.1軟件構(gòu)建“酸棗仁湯-成分-靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)圖，見圖4。拓?fù)浞治鲲@示，成分類各節(jié)點(diǎn)度值及介數(shù)的平均值分別為12.06和0.0069，度值和介數(shù)均大于平均值的成分有15 個(gè)，推測這15 個(gè)成分很可能是酸棗仁湯抗抑郁的核心成分。見表1。

表1 酸棗仁湯抗抑郁的核心成分信息

圖4 酸棗仁湯-成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)

3 討論

本研究篩選出酸棗仁湯抗抑郁15 個(gè)核心成分，包括槲皮素、山柰酚、柚皮素等。Khan K 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素通過抗氧化、抗炎、降低細(xì)胞毒性和增加5-羥色胺（5-HT）水平而產(chǎn)生抗抑郁作用。柚皮素可通過調(diào)節(jié)氧化炎性損傷和核因子-κB/腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（NF-κB/BDNF）的表達(dá)，改善缺氧應(yīng)激小鼠的抑郁和焦慮樣行為［8］。PPI 網(wǎng)絡(luò)顯示，酸棗仁湯抗抑郁的核心靶點(diǎn)共32 個(gè)，包括STAT3、AKT1、MAPK1 等。小膠質(zhì)細(xì)胞中STAT3 可通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）介導(dǎo)的突觸活性改善抑郁樣行為，表明小膠質(zhì)細(xì)胞STAT3 可能是治療抑郁癥的一種新靶標(biāo)［9］。AKT1 基因多態(tài)性與多民族人群的抑郁癥嚴(yán)重程度和抗抑郁治療反應(yīng)有關(guān)［10］。MAPK1 也稱為ERK2，有研究［11］發(fā)現(xiàn)，在大鼠強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)中，成年雄性Sprague Dawley 大鼠海馬體中ERK2 的上調(diào)會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗抑郁樣行為。

KEGG 通路富集分析表明，酸棗仁湯通過調(diào)控PI3K-Akt、MAPK、TNF 等信號(hào)通路產(chǎn)生抗抑郁效果。PI3K-Akt 信號(hào)通路可調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)細(xì)胞存活、分化及凋亡，其與抑郁癥是明確相關(guān)的，也是目前許多抗抑郁藥物發(fā)揮作用的通路之一［12］。MAPK 信號(hào)通路與細(xì)胞增殖、分化、凋亡密切相關(guān)，Zhang H 等［13］研究發(fā)現(xiàn)，帕羅西汀聯(lián)合氟尿嘧啶能夠抑制白介素-22（IL-22）的表達(dá)來調(diào)節(jié)MAPK 信號(hào)通路，進(jìn)而改善結(jié)直腸癌伴抑郁模型小鼠的抑郁行為和生存狀態(tài)。

綜上，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究顯示，酸棗仁湯抗抑郁的主要活性成分包括槲皮素、山柰酚、柚皮素等；涉及的核心靶點(diǎn)包括STAT3、AKT1、MAPK1 等；可通過調(diào)控PI3K-Akt、MAPK、TNF 等信號(hào)通路發(fā)揮協(xié)同抗抑郁作用。這體現(xiàn)了酸棗仁湯多成分、多靶點(diǎn)、多通路的作用特點(diǎn)，為酸棗仁湯治療抑郁癥提供了新的思路及參考。