基于網絡藥理學探討健胃清腸合劑治療急性胰腺炎作用機制

趙世偉 ，李生財 ，漆利紅

1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中醫院，甘肅 蘭州 730000

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是臨床常見的急腹癥，發病急驟，病情變化快，根據嚴重程度可分為輕癥AP、中重癥AP和重癥AP，嚴重者可并發全身炎癥反應綜合征和多器官功能衰竭，甚至危及患者生命安全[1]。目前，西醫治療AP主要采用液體復蘇、對癥和支持治療等方法，尚未有針對性藥物，臨床應用胰酶抑制劑和生長抑素的治療價值還需驗證，抗生素的使用也存在爭議[2-3]。

AP屬中醫學“腹痛”“脾心痛”范疇，臨床多屬里、實、熱證，治療以通里攻下法應用多且效果顯著[4-5]。健胃清腸合劑是由甘肅省中醫院廖志峰研制的院內制劑，其組成為大黃、木香、枳殼、黃連、檳榔、元明粉，有通腑泄熱、清熱解毒、通里攻下功用。前期實驗表明，其能降低腸梗阻模型大鼠血清中白細胞介素（IL）-6、IL-10水平，減輕炎癥反應[6]，臨床應用表明，其聯合生長抑素較單獨使用生長抑素能更快縮短AP合并腸梗阻患者病程[7-8]。可見，本方可能對AP及其并發癥有一定的治療作用。本文通過網絡藥理學篩選健胃清腸合劑活性成分，分析其治療AP的主要靶點和信號通路，從分子層面解釋其藥理作用機制，為后續相關研究提供基礎。

1 資料與方法

1.1 健胃清腸合劑活性成分篩選與靶點預測

檢索TCMSP數據庫（https://www.tcmsp-e.com/），結合文獻收集方中大黃、木香、枳殼、檳榔、黃連、元明粉的活性成分。其中元明粉在HERB（http://herb.ac.cn/）及TCMSP數據庫中檢索，根據口服生物利用度（OB）≥30%且類藥性（DL）≥0.18篩選活性成分，獲得健胃清腸合劑活性成分及靶點，通過UniProt數據庫（https://www.uniprot.org）將靶點信息標準化處理。

1.2 急性胰腺炎相關靶點篩選

在GeneCards 數據庫（https://www.genecards.org/）、OMIM數據庫（https://www.omim.org/）中以關鍵詞“Acute Pancreatitis”進行檢索，匯總整理疾病靶點信息。在DrugBank數據庫（https://www.drugbank.ca/）中檢索收集治療AP相關上市藥物的靶點。將以上檢索結果合并，去除重復值，獲得AP相關靶點。

1.3 藥物-疾病靶點網絡及蛋白相互作用網絡構建

使用Venny 平臺（https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/）將藥物活性成分靶點與疾病潛在靶點進行映射，并繪制韋恩圖。將交集靶點導入STRING數據庫（https://string-db.org/），將蛋白質種類設置為“Homo sapiens”， 最小互作用閾值為“highest confidence＞0.9”，構建蛋白相互作用（PPI）網絡。

1.4 GO功能和KEGG通路富集分析

將藥物-疾病靶點導入DAVID平臺（https://david.ncifcrf.gov/）進行GO 功能和KEGG 通路富集分析，設置P＜0.05，將結果上傳微生信平臺（http://www.bioinformatics.com.cn），并將排名前20位的條目繪圖。

1.5 藥物-成分-靶點-通路網絡構建

應用Cytoscape3.9.1軟件構建藥物-成分-靶點-通路網絡，應用Network Analyzer進行拓撲分析，計算節點度值、中介中心性和緊密中心性。分析健胃清腸合劑治療AP的重要活性成分及核心靶點。

2 結果

2.1 健胃清腸合劑活性成分及靶點預測結果

全方共篩選得到活性成分37個（見表1），其中，大黃9個、木香5個、枳殼4個、黃連11個、檳榔7個，大黃、枳殼、元明粉共有1個成分，全方預測到靶點232個。藥物-成分-靶點網絡見圖1。

圖1 健胃清腸合劑藥物-成分-靶點網絡

表1 健胃清腸合劑活性成分

2.2 急性胰腺炎潛在靶點篩選

在GeneCards、OMIM、DrugBank數據庫中分別得到1 193個、260個、6個疾病靶點，將其去重，用UniProt平臺規范，獲得1 360個AP潛在靶點。

2.3 蛋白相互作用網絡構建

使用Venn平臺將活性成分靶點與疾病靶點映射，獲得123個交集靶點。將其導入STRING數據庫，構建PPI網絡（見圖2），包含123個節點、526條邊。

圖2 健胃清腸合劑治療AP靶點PPI網絡

2.4 GO功能和KEGG通路富集分析

GO富集分析得到954條目，其中生物過程（BP）747條，涉及缺氧反應、基因表達、凋亡調控等；細胞組分（CC）81條，包括細胞成分、線粒體等；分子功能（MF）126條，涉及轉錄調節活性、酶結合等（見圖3）。將123個藥物-疾病交集靶點導入DAVID平臺進行KEGG通路富集分析，以P＜0.05為標準，得到174條信號通路，包括癌癥、IL-17、TNF、PI3K-Akt等信號通路。排名前20位的信號通路見圖4。

圖3 健胃清腸合劑治療AP靶點GO富集分析

圖4 健胃清腸合劑治療AP靶點KEGG富集分析

2.5 藥物-成分-靶點-通路網絡構建

應用Cytoscape3.9.1軟件構建藥物-成分-靶點-通路網絡，見圖5，該網絡共有280個節點、1 140個相互作用關系。根據degree 值篩選出前10 位活性成分，degree值越高，參與BP越多，據此可判斷健胃清腸合劑治療AP的關鍵活性成分及核心靶點（見表2）。

圖5 健胃清腸合劑治療AP藥物-成分-靶點-通路網絡

表2 健胃清腸合劑治療AP關鍵活性成分

3 討論

腑氣不通是AP的基本病機[9]，臨床常以承氣湯類方治療，已有基礎研究闡述其機制[10-11]。健胃清腸合劑是在承氣方基礎上加入健胃藥，以達保胃氣、存津液之效[12]。

本研究共挖掘出健胃清腸合劑活性成分37個，藥物和疾病共同靶點123個，KEGG富集分析發現本方主要通過IL-17、TNF、PI3K-Akt、HIF-1信號通路治療AP。IL-17信號通路與炎癥發生密切相關，由Th17產生，IL-17可刺激中性粒細胞并進一步促進IL-6等促炎因子的表達[13-14]。同時，IL-6累積到一定水平會進一步促進Th17 分化，形成正反饋，加重AP 的炎癥反應[15]。TNF信號通路在機體中有重要作用，可以調控細胞凋亡、免疫和炎癥反應[16]。其中TNF-α可以激活NF-κB炎癥核心因子，引發炎癥聯級反應[17]。PI3K-Akt信號通路可影響細胞生長和凋亡，通過調控該信號通路可有效減輕炎癥反應，減少細胞凋亡[18-19]。HIF-1信號通路涉及缺氧、癌癥、炎癥等[20]，還影響細胞自噬，低氧環境可激活NF-κB，從而影響炎癥發生[21]。由此推測，健胃清腸合劑可通過相關信號通路調節炎癥反應、影響細胞自噬與凋亡，以治療AP。

從主要活性成分網絡拓撲學分析結果得知，治療AP主要包括槲皮素、β-谷甾醇、柚皮素等活性成分。研究表明，槲皮素有較好的抗炎作用，還可調節自噬功能、調控NF-κB 通路以減輕AP 造成的相關損傷[22-23]。β-谷甾醇有較好的抗炎作用，能影響IL-8、TNF-α表達及NLRP3激活。柚皮素可發揮在機體中抗菌消炎、抗損傷的作用。研究表明，柚皮素可通過長鏈非編碼RNA途徑減少炎癥因子的產生，并可有效干預AP造成的心肌細胞損傷[24-25]。川陳皮素有較強的抗氧化功能，還可影響PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活[26-28]。因此，槲皮素、β-谷甾醇、柚皮素、川陳皮素可能是治療AP的關鍵活性成分，主要通過抑制炎癥反應、影響相關自噬、調節細胞凋亡程序與信號通路干預AP造成的損傷。

分析健胃清腸合劑治療AP的作用靶點，度值較高的PTGS2、HSP90AA1、PTGS1、MAPK1 均為治療AP 常用靶點。PTSG1 和PTSG2 可參與機體炎癥反應[29]。Zuehlke等[30]研究表明，HSP90AA1可誘導自噬的發生，抑制細胞凋亡。MAPK1可參與自噬，還可調控NF-κB影響炎癥反應[31-32]。

綜上所述，健胃清腸合劑能多成分、多通路、多靶點干預AP對機體造成的損傷。本研究為健胃清腸合劑后續研究及臨床應用提供理論依據。但網絡藥理學受限于數據庫更新限制，分析可能有偏差，也無法實現對健胃清腸合劑的濃度控制和檢測。因此，本研究結果仍需要細胞實驗和動物實驗進行驗證，才能為健胃清腸合劑治療AP提供更客觀的理論支撐。