基于整合藥理學平臺的當歸補血湯治療貧血分子作用機制研究?

侯敏娜，侯少平，逯 莉，王飛娟，許海燕，劉艷紅

陜西國際商貿學院，陜西 咸陽 712046

當歸補血湯是金元時期李東垣創制的益氣補血方劑，載于《內外傷辨惑論》，由黃芪、當歸（5∶1）組成［1-2］，是國家中醫藥管理局2018 年4 月公布的《古代經典名方目錄（第一批）》100 首方劑中的第51 首。該方可用于治療消化系統、心腦血管系統、血液系統及腫瘤等引起的貧血［3-6］，其可通過加強鐵吸收、刺激腎臟促紅細胞生成素（erythropoietin，EPO）產生促進造血；亦促使減少抵抗免疫介導血細胞數量、促進骨髓集落細胞生長，以增重骨髓造血祖細胞［7］。目前當歸補血湯造血機制已明確，但由于其治療貧血作用機制的復雜性、多樣性，故仍是當今研究的熱點。

中醫藥整合藥理學平臺（integrative pharmacology-based research platform of traditional Chinese medicine，TCMIP）V2.0 為集中醫藥大數據庫與整合藥理學計算于一體的智能化數據平臺，以多層次、多靶點及中西醫結合的思維方式，從“中藥-方劑-成分-靶標-通路-疾病”的多維關系整合研究中藥（復方）分子作用機制［8-9］，以克服以往研究中藥成分與體內代謝及藥效間關聯度低的問題。基于此，本研究可為該方治療貧血的物質基礎及臨床廣泛、合理應用提供依據。

1 資料與方法

1.1 疾病靶標來源在TCMIP V2.0平臺中疾病靶標數據庫模塊下輸入貧血疾病的英文名“Anemia”，構建當歸補血湯治療貧血的靶標數據庫。

1.2 方劑靶標來源在TCMIP V2.0 平臺“中藥（含方劑）靶標預測及功能分析”模塊下，勾選當歸補血湯組方的“黃芪”“當歸”中藥材，構建該方的化學成分庫，再選擇平臺默認的相似性分數≥0.8的藥物對應的靶標，獲得當歸補血湯分子作用靶標。

1.3 網絡構建與分析在TCMIP V2.0 平臺“中醫藥關聯網絡挖掘”模塊下，構建“疾病（Anemia）-方劑（DBT）”關聯網絡；選擇“方劑-中藥材-化學成分-核心靶標-通路-疾病”關聯性節點，構建可視化中藥多維網絡圖。

2 結果

2.1 當歸補血湯治療貧血的核心靶標網絡與當歸補血湯及貧血疾病相關的核心網絡靶標共176個，其中疾病靶標157個，藥物靶標19個，二者共有靶標9 個；同時滿足大于節點連接度值（degree）、節點緊密度（closeness）、節點介度（betweenness）中位數卡值的核心靶標66 個。并且，對發揮協同作用的多種靶標進行排序，獲得前20 位的核心靶標。見圖1及附表1。

附表1 當歸補血湯治療貧血排名前20的核心靶標

圖1 當歸補血湯治療貧血核心靶標網絡圖

查閱文獻發現，在排列前20 的關鍵核心靶標中，大多與癌癥發生有關，說明當歸補血湯可用于治療癌性貧血。如原癌基因：Akt1、CCND1、ABL1、KIT 在細胞增殖、分化、凋亡等過程中起決定作用，其功能異常表達即為癌性基因。王秋爽等［10］研究發現CCND1 表達異常在胃癌、乳腺癌、結腸癌、卵巢癌等腫瘤細胞侵襲和遷移過程中發揮作用；趙亮等［11］研究ABL1 相關融合基因與急性淋巴細胞性白血病有一定關系。這與當歸補血湯在血液疾病、心血管疾病、腫瘤疾病等如胃癌、結腸癌、乳腺癌、卵巢癌和白血病所致貧血的現代藥理學研究一致［4-6］。轉錄因子：如TFRC、TF、GATA1、EPOR、SMAD4、NFKB1 中TF 和TFR 直接與缺鐵性貧血中的鐵相關，TF、TFR可有效結合維持鐵的代謝，并調節正常細胞生長及其腫瘤細胞代謝［12］；GATA1是一種轉錄因子，對紅細胞分化有重要調控作用，研究表明GATA1 在腫瘤產生中發揮重要作用［13］；EPOR 為Ⅰ型細胞因子受體，在許多腫瘤組織中表達，并與腫瘤侵襲性、血管生成及預后有關［14-15］；而SMAD4 與其他轉錄因子協同作用，共同調控轉化生長因子β應答基因轉錄，功能異常時參與腫瘤形成；NFKB1 核因子在炎癥反應、固有免疫和適應性免疫的發育、細胞生長和凋亡等過程中起重要作用，該因子功能與貧血所致的免疫力密切相關［16］。HSP90AA1 在細胞保護、抗凋亡和免疫調節等方面有重要作用［17-18］；CALM1、ESR基因在細胞分化、增殖和骨骼形成中起重要作用［19］；NDUFV1、NDUFS1 基因異常表達常與兒童遺傳性腦白質疾病形成相關。SHMT2、SHMT1、AR、CASP3 在腫瘤細胞表達、增殖及神經管畸形、糖尿病并發癥、高脂血癥［20］等方面有一定作用。

綜上所述，當歸補血湯可通過提高免疫力、消除炎癥、抑制骨質疏松等途徑治療癌性貧血（如胃癌、結腸癌、乳腺癌、白血病等）、缺鐵性貧血、腦質供血不足和糖尿病并發癥、高脂血癥等所致貧血。

2.2 當歸補血湯治療貧血的GO 及KEGG 富集分析通過GO分析，當歸補血湯治療貧血涉及主要條目有：缺鐵性貧血信號通路（紅細胞分化、促紅細胞生成素介導信號通路、對鐵離子反應、細胞鐵離子穩態）；腫瘤細胞增殖、分化、凋亡、代謝（細胞增殖正調節、細胞增長負調節、蛋白激酶b 信號蛋白正調節、細胞分化）；蛋白酶免疫調節通路（肽絲氨酸磷酸化正調節、Nf-kappab 轉錄因子正調節、對氧化應激的回應、氧化還原法、活性氧類代謝過程）；影響激素發育通路（雄性性腺發育、乳腺腺泡發育）；炎性貧血關聯通路（細胞因子介導的信號通路、Nf-kappab 轉錄因子正調節）以及骨吸收積極調節、營養不良性貧血通路（線粒體呼吸鏈組裝和電子傳遞從nadh 到泛醌等細胞組分）。預示本方可通過增強免疫力、抗炎、促紅細胞生成、抑制不良細胞增殖和分化及促凋亡等途徑，以治療白血病、癌癥、糖尿病并發癥、缺鐵性貧血、營養不良及炎癥等疾病引起的貧血。根據P值顯示，前20個GO條目見表1。

通過KEGG信號通路分析發現，其中涉及到癌癥相關通路8 條：腫瘤壞死因子受體超家族（tnfsf）介導非典型的nf-k、葉酸和蝶呤的代謝、四氫生物蝶呤（bh4）合成、VEGFR2 介導的通透性、激酶對raf 信號的反常激活、中等激酶活性的信號傳導braf 突變體、Pip3 激活Akt 信號、Pi5p pp2a 和ier3 規范pi3k/Akt，均在癌細胞增殖、分化、凋亡、轉移等過程中起重要作用；與免疫系統、炎癥反應、過敏反應等有重要作用的4 條通路，包括IL-4、IL-13、IL-7 和細胞內受體趨化作用；涉及血小板相關4 條通路包括轉鐵蛋白內吞和再循環、整合素alphaiib beta3 信號、血小板脫顆粒、鐵的吸收和運輸；此外，還有復合物i 生物發生、呼吸電子傳遞，雌激素依賴性基因表達，伊諾斯激活和葉酸的代謝等通路。KEGG 富集結果顯示當歸補血湯可用于治療白血病、癌癥、糖尿病并發癥、炎癥、缺鐵性及營養不良等疾病誘發的貧血。見表2。

2.3 當歸補血湯治療貧血的“方劑-中藥-成分-疾病-靶標-通路”多維網絡分析由DBT 與貧血靶標的PPI 網絡信息，構建該方治療貧血的“方劑-中藥-成分-疾病-靶標-通路”多維關系網絡圖，見附圖1。提示當歸補血湯通過多層次、多靶點、多環節等途徑治療貧血。

附圖1 當歸補血湯治療貧血多維關系網絡圖

圖中黃色菱形為化學成分，當歸中5 種成分豆甾醇、琥珀酸、葉酸、癸二酸、壬二酸和黃芪中3種成分谷甾醇、葉酸、華良姜素，主要通過提高免疫力、改善營養、抗腫瘤、降低血液膽固醇、抗炎、抗氧化、減輕或消除動脈粥樣硬化、改善糖尿病胰島分泌、缺血再灌注等途徑治療貧血［21-22］。灰色靶標主要富集在線粒體復合物i 生物發生與呼吸電子傳遞相關通路，通過能量傳遞對心肌缺血、再生障礙性貧血有改善作用［23］。

紫色靶標主要富集在葉酸和蝶呤的代謝相關通路，通過提高免疫力、減少炎癥，對糖尿病致血管疾病、放射性肺炎、肺纖維化、抑制腫瘤細胞生長等發揮重要作用［24-25］；藍色靶標主要與伊諾斯激活、VEGFR2介導的通透性、IL-4和IL-13信號通路、雌激素依賴性基因表達和四氫生物蝶呤合成、回收、打撈、調節和管理通路相關，通過抑制血管新生過度或血管新生缺陷（如金永志等［26］研究當歸補血湯促進VEGF 在血管新生和相關細胞的動員等方面起重要作用）、心肌細胞缺血、雌激素依賴、抗氧化和清除活性氮氧化物等作用，在子宮內膜癌、子宮肌瘤、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤細胞、慢性B淋巴細胞白血病、骨癌細胞等［24，27］惡性腫瘤及風濕病、糖尿病和缺血性心血管疾病等［28］的發生發展中起重要作用；淺綠色靶標主要與鐵吸收和運輸、轉鐵蛋白內吞和再循環、血小板脫顆粒，IL-7信號傳導、網格蛋白介導的內吞識別通路相關，通過參與5-羥色胺、細胞因子、組織胺等活性物質的炎癥反應，刺激一些良性和惡性淋巴細胞群、誘導鐵調素增多、抑制病毒感染等途徑，對慢性炎癥性貧血、腫瘤（T 細胞淋巴瘤、多發性骨髓瘤、霍奇金淋巴瘤等）及免疫力低下、缺鐵、B-地中海貧血及幼年血色病等［29］引起的貧血有一定作用。墨綠色靶標主要與Tnfr2非正規NF-κB通路、細胞外間質退化、膠原降解、刺激感覺通道和MHC 第二類抗原呈現通路相關，通過抑制腦部缺血、炎癥反應、提高自身免疫力等途徑，對黑色素瘤、乳腺癌、結腸直腸癌、卵巢癌、前列腺癌，特別是霍奇金淋巴瘤、膠質瘤和非小細胞肺癌，腦缺血等引起的貧血有重要作用。

從當歸補血湯治療貧血的“方劑-中藥-成分-疾病-靶標-通路”分析，預知其通過提高免疫力、消除或減少炎癥、改善營養、抗氧化等途徑，對心腦缺血、缺鐵性貧血、慢性炎癥性貧血、癌性貧血（白血病、骨癌、淋巴瘤、膠質瘤、肺癌等）、糖尿病并發癥及高脂血癥等引起的貧血有治療作用。

3 結論

當歸補血湯方中重用黃芪大補脾肺之氣；臣以當歸補益心肝之血，且能活血，具有補而不滯的特點。方中大量黃芪補氣生血，與當歸共奏益氣、養血、活血之效。可用于氣血不足引起的面色萎黃、頭暈心悸、神疲、氣短、乏力等癥。當歸補血湯臨床常用于內科疾病（如白細胞減少癥、貧血、白血病、隱形失血、糖尿病并發癥、骨髓抑制、肝炎、肝纖維化等）、外骨科疾病（骨折及術后并發癥、術后血虛發熱及感染等）、婦科疾病（功能失調性子宮出血、婦科術后發熱、先兆流產等）、兒科疾病（早產兒貧血、兒童缺鐵性貧血）等。

本研究借助TCMIP V2.0 平臺，分析當歸補血湯治療貧血的分子作用機制，結果顯示，黃芪中3種成分谷甾醇、葉酸、華良姜素和當歸中5 種成分豆甾醇、琥珀酸、葉酸、癸二酸、壬二酸，可通過提高免疫力、改善營養、抗腫瘤、降低血液膽固醇、抗炎、減輕或消除動脈粥樣硬化等途徑治療癌性貧血、營養不良性貧血、炎性貧血、缺鐵性貧血等。從排列前20位核心靶標中發現Akt1、CCND1、ABL1、EPOR、GATA1、SMAD4 等大多與癌性貧血發生有關，其可能通過細胞增殖正調節、細胞增長負調節、蛋白激酶b 信號蛋白正調節、細胞分化等相關通路起到抑制癌細胞增生、增長、分化及促凋亡等作用；而NFKB1、HSP90AA1、TFRC、TF、NDUFV1、NDUFS1等靶標可能通過細胞因子介導的信號通路、Nfkappab 轉錄因子正調節、線粒體呼吸鏈組裝、紅細胞分化、促紅細胞生成素介導信號通路、肽絲氨酸磷酸化正調節等途徑提高機體免疫力、補充營養、消除炎癥等，以治療缺鐵性貧血、炎性貧血、心腦缺血、糖尿病并發癥及營養不良性貧血等疾病，這與該方現代藥理學研究結果一致。本研究結果可為當歸補血湯的臨床應用及進一步開發提供依據。