維藥平潰加瓦日西麥瓦日特蜜膏治療慢性淺表性胃炎作用機制的網絡藥理學研究*

伊力范江·庫爾班，熱甫哈提·賽買提，阿提坎木·瓦合甫，阿布都乃比·買買提，買迪那爾·吾甫爾，開吾塞爾阿依·庫爾班，艾尼瓦爾·塔力甫△

（1.新疆維吾爾藥業有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830026； 2.新疆維吾爾自治區維吾爾醫醫院·新疆維吾爾自治區第二人民醫院，新疆 烏魯木齊 830049； 3.新疆維吾爾自治區喀什地區維吾爾醫醫院，新疆 喀什844400； 4.新疆師范大學，新疆 烏魯木齊 830054）

慢性淺表性胃炎（CSG）是指胃黏膜在各種致病因素作用下所發生的慢性胃黏膜淺表性炎癥，發病率高。其是慢性胃炎發展的最初階段，若不及時治療，會發展為慢性萎縮性胃炎和胃異型增生，甚至癌變。CSG 的致病因素有幽門螺桿菌（HP）感染、十二指腸胃反流、自身免疫、各種理化損傷因子等。現有治療藥物包括抗生素、質子泵抑制劑、抑酸劑等，但效果欠佳，且復發率高［1］。維藥平潰加瓦日西麥瓦日特蜜膏（JMO）由肉桂、干姜、乳香、草果、郁金、肉豆蔻、珍珠、歐矢車菊根、大葉補血草、肉豆蔻衣、阿納其根、芹菜子、印度多榔菊根、白花丹和肉桂子等組方。JMO 名稱中的“加瓦日西”是指方中的1種或幾種藥物，研成粗粉，不過籮，用砂糖的黏糖漿或蜜煉制成具有消食作用的膏狀制劑。維吾爾藥物中的藥性是根據藥物作用于機體后發生的不同反應和療效而決定，分為熱、濕、寒、干4種，且多數藥物具有干熱、濕熱、濕寒、干寒混合屬性。藥物的性級體現藥物屬性的強弱程度、分類等級，一級最弱，四級最強，且多數具有毒性。多數具有混合屬性的藥物，其兩性的性級不同，如某種藥的藥性為干熱，但干性程度為1級，熱性程度為3 級，故藥性為1 級干3 級熱。干姜為2 級干3 級熱，石榴為1 級濕2 級寒，沙棗為2 級干1 級寒［2］。胃是寒性器官，故胃部疾病可通過熱性藥材“中和”治療。本課題組前期研究中從臨床角度初步推測“熱”性強度可能影響患者癥狀的緩解情況［3-4］。本研究中基于維藥“熱”屬性、采用網絡藥理學及分子對接技術，探討了JMO 治療CSG 的作用機制，為該藥的進一步開發與利用提供參考。現報道如下。

1 材料與方法

1.1 數據庫與分析工具

數據庫與分析工具見表1。

表1 數據庫與分析工具Tab.1 Information of databases and analysis tools

1.2 藥物活性成分及作用靶點篩選

藥物活性成分：將JMO 組方的單味藥材導入TCMSP 數據庫中的“Herb Name”欄目和BATMAN -TCM 數據庫，以“Score cutoff=20”和“P-value=0.05”為限定詞，并檢索PubMed、中國知網、萬方數據庫2000年1 月至2022 年10 月相關文獻，獲得藥物成分，并刪除重復成分。以類藥性（DL）≥0.18、口服生物利用度（OB）≥30%［5-6］為篩選條件，獲得藥物活性成分。

作用靶點：將藥物活性成分的英文名導入TCMSP數據庫，通過PubMed 數據庫下載活性成分的SMILES ID，輸入Swiss TargetPrediction 數據庫整理相關靶點，以“Reviewed”“Popular Organism”“homo sapiens”為條件關鍵詞，通過Uniprot數據庫將蛋白質名稱轉換為基因名稱。

1.3 疾病靶點篩選

以“Chronicsuperficialgastritis（UMLSCUI：C0348893）”為限定詞，檢索DisGeNET、GeneCards 數據庫并刪除重復靶點，獲得疾病靶點。

1.4 潛在靶點、關鍵靶點篩選

采用Venny軟件，將藥物作用靶點與疾病靶點進行映射構建維恩圖，獲得JMO 治療CSG 的交集靶點。將交集靶點導入String 數據庫中，物種選擇“homo sapiens”，設定“Minimum Required Interaction Score”≥0.9，其余為默認參數，構建蛋白相互作用網絡（PPI），獲得JMO治療CSG 的潛在靶點。采用Cytoscape 軟件的CytoNCA插件和MCODE 插件對初始網絡進行可視化分析，選取分數（Score）最高的靶點團作為JMO 治療CSG 的核心靶點團；分數排名靠前的靶點作為關鍵靶點。

1.5 富集分析及中藥-成分-靶點-通路網絡構建

通過Cytoscape 軟件的ClueGO 插件對潛在靶點進行基因本體論（GO）富集分析，通過DAVID 數據庫進行京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析。以種屬為“homo sapiens”，Kappa 評分為0.4，“Network Specificity”為“Detailed”，錯誤發現率（FDR）< 0.05 為篩選條件，其余采用默認參數［7］。符合篩選標準的信號通路及相關靶點對接JMO 單味藥材及其活性成分，采用Cytoscape 軟件構建中藥-成分-靶點-通路網絡，采用Network Analyzer 工具進行可視化分析，按節點度（Degree）大小分析活性成分及其作用靶點的關聯度，Degree越大，成分和靶點的顏色越深，重要性越強［8］。

1.6 分子對接驗證

將藥物活性成分的英文名稱導入TCMSP、ZINC 數據庫，以.mol 格式文件下載其3D 結構，或采用Chem-Draw 工具繪制；在PyMoL 軟件中檢查空間結構，并以.pdb格式保存；將結構文件導入AutoDock Tools軟件，添加原子電荷，分配原子類型，所有柔性鍵均默認可旋轉，保存為.pdbqt格式，作為對接配體。通過PDB數據庫下載關鍵靶點的蛋白結構，與配體結合，采用AutoDock Tools軟件進行分子對接，通過PyMoL軟件作圖。

2 結果

2.1 藥物活性成分獲取

活性成分及藥物屬性見表2（其中_qt 表示成分失糖苷鍵）。其中肉桂119 個、干姜197 個、乳香146 個、草果62個、郁金27個、肉豆蔻（衣）28個、珍珠8個、歐矢車菊根2 個、白花丹4 個、大葉補血草8 個、芹菜子16 個、印度多榔菊根11 個、肉桂子59 個和阿納其根10個［9-15］。最終篩選得31個活性成分。

2.2 活性成分的作用靶點獲取

共獲得406 個靶點，去重后獲得197 個靶點。其中，乳香的3-oxo-tirucallic acid、acetyl-α-boswellic acid、incensole，草果的β- sitosterol 3 -O- glucoside_qt，肉豆蔻的meso - 1，4 - Bis -（4 - hydroxy - 3 - methoxyphenyl）- 2，3 - dimethylbutane，郁金的bisdemethoxycurcumin 未搜到相應靶點。

2.3 疾病靶點、關鍵靶點獲取與分子對接

通過DisGeNET 和GeneCards數據庫分別得到25個和796 個疾病靶點（去重后共802 個），與197 個藥物靶點進行映射，共獲得到92 個交集靶點（見圖1）；通過String 數據庫篩選，獲得61 個潛在“熱”靶點。經CytoNCA、MCODE 插件進行拓撲參數分析，共獲得8 個關鍵靶點，包括α-絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（AKT1）、表皮生長因子受體（EGFR）、熱休克蛋白90α家族A類成員1（HSP90αA1）、絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）、腫瘤蛋白P53（TP53）、Myc原癌基因蛋白（MYC）、G1/S特異性細胞周期蛋白D1（CCND1）和腫瘤壞死因子（TNF）。詳見圖2。

圖1 藥物靶點-疾病靶點維恩圖Fig.1 Venn diagram of drug target-disease target

圖2 潛在靶點與關鍵靶點識別Fig.2 Identification of the potential targets and key targets

2.4 富集分析及網絡分析

GO 功能富集分析見圖3。結果顯示，GO 功能主要集中在維生素D 生物合成過程的正調控和骨化二醇1- 單加氧酶活性的正調控。FDR < 0.05 時，共收集到94條信號通路，FDR值排名前15的結果見表3。15條信號通路及相關靶點對接JMO單味藥材及其活性成分，采用Cytoscape構建中藥-成分-靶點-通路網絡（見圖4），結果顯示，JMO通過多成分、多靶點發揮治療CSG的作用。

圖3 GO功能富集分析結果Fig.3 Results of GO functional enrichment analysis

圖4 中藥-成分-靶點-通路網絡Fig.4 Network of traditional Chinese medicines - ingredients -targets - pathways

表3 KEGG通路富集分析結果Tab.3 Results of KEGG pathway enrichment analysis

2.5 分子對接

按結合能確定活性成分與靶點的匹配度。當配體和受體的構象穩定時，能量越低，作用的可能性就越大［16］。本研究中，31 個活性成分與AKT1、EGFR、HSP90αA1、MAPK1、TP53、MYC、CCND1 和TNF 的結合能均不高于- 4.25 kcal/ mol，提示均有一定的結合活性［5-8］。JMO 活性成分與關鍵靶點的對接結果見圖5（其中，數據表示結合能，紅色越深，表示結合能越大；綠色越深，表示結合能越小），其部分對接模式見圖6。

圖5 JMO活性成分與關鍵靶點對接結果Fig.5 Results of molecular docking of JMO active ingredients and key targets

圖6 JMO活性成分與關鍵靶點對接模式（部分）Fig.6 Partial docking mode between JMO active ingredients and key targets

3 討論

本研究中肉豆蔻、草果和干姜等藥材的Degree 均較高。其中，肉豆蔻屬2 級干2 級熱，具有健胃和中功效，主治脘腹脹痛、不思飲食、吐瀉，其提取物對多種真菌和細菌具有明顯的抑制和殺滅作用［17］。草果屬2 級干2級熱，具有調節胃腸功能，調血脂、血糖，抗氧化，抗腫瘤和抗炎鎮痛等藥理作用，臨床用于治療寒濕內阻、脘腹脹滿、惡心嘔吐、不思飲食等證［18］。研究表明，草果提取物可抑制HP的生長，并可改善HP誘導的模型大鼠胃潰瘍［19］。干姜屬于2級干3級熱，具有溫中散寒、回陽通脈、溫肺化飲功效。臨床多用于治療腸炎、腹瀉和嘔吐等消化系統疾病。研究表明，干姜水提液通過調節維生素A、嘌呤、脂質代謝調控胃的能量代謝［20］。上述3種藥材“熱”屬性可促進胃腸道蠕動，從而發揮治療CSG 的作用。

熱性藥材會提升肝臟三磷酸腺苷（ATP）酶活力，加快神經動作電位傳導。本研究中，槲皮素（Degree= 59）與JMO 治療CSG 的潛在“熱”靶點的結合活性較強，通過降低Cav-1 的表達水平，從而抑制胃癌細胞的增殖及侵襲［21］。胃癌、胃炎患者外周血淋巴細胞的DNA 損傷嚴重，血漿總抗氧化力低，“熱”性藥材可顯著抑制胃酸分泌，從而保護胃黏膜，加快修復［22］。乳香酸可調節胃壁黏液分泌，減輕胃液酸度，從而避免乙醇性胃潰瘍［23］。“熱”性藥物可促進肝臟鈉，鈉-鉀ATP酶和超氧化物歧化酶活性升高，從而保護胃黏膜細胞［24］。

富集分析結果表明，JMO 治療CSG 的潛在靶點功能主要集中于維生素D 生物合成過程的正調控和骨化二醇1-單加氧酶活性的正調控，主要涉及腫瘤壞死因子信號通路、NOD 樣受體信號通路、p53 信號通路等通路。有研究表明，維生素D在抗感染免疫中起重要作用，可能與清除微生物感染和減輕組織損傷有關［25-26］。維生素D 通過調控TP53 和核轉錄因子p65 表達，減少小鼠胃黏膜HP定植，減輕HP感染相關炎性反應［27］。維生素D 缺乏或不足會降低骨骼肌纖維中肌球蛋白和肌動蛋白的表達，改變其組成，并降低其氧化潛能［28］。骨化二醇是維生素D的活性制劑，服用骨化二醇能刺激胃腸道，增加對鈣物質的吸收［29］。維生素D 抗菌機制可能是通過HP抗原作用于細胞膜上的Toll樣受體參與介導的非特異性免疫實現的。有研究報道，在宿主應對HP 感染的應答中，TNF-α 是促進HP 感染、抑制胃酸分泌的關鍵炎性因子［30］。

綜上所述，JMO 可能通過其抗感染免疫、抗菌、抗炎作用，減輕HP感染相關炎性反應，從而發揮治療CSG的作用。