益心健脾方“異病同治”冠心病和慢性心力衰竭網絡藥理學機制研究

金如意 陳啟蘭

[摘要]?目的?應用網絡藥理學探究益心健脾方治療冠心病及慢性心力衰竭的作用機制。方法?借助中藥系統藥理學（traditional?Chinese?medicine?systems?pharmacology，TCMSP）數據庫、中藥綜合數據庫（traditional?Chinese?medicine?integrated?database，TCMID）等結合文獻資料篩選益心健脾方的活性成分靶標，應用人類基因數據庫（the?human?gene?database，GeneCards）、在線人類孟德爾遺傳數據庫（online?mendelian?inheritance?in?man，OMIM）等檢索疾病靶標。STRING平臺結合Cytoscape軟件構建“藥物-成分-靶標-疾病”網絡圖和蛋白互作網絡。使用DAVID數據庫等進行基因本體（gene?ontology，GO）功能和京都基因與基因組百科全書（kyoto?Encyclopedia?of?Genes?and?Genomes，KEGG）通路分析。關鍵成分與關鍵靶標利用AutoDuck工具進行分子對接。結果?得到益心健脾方潛在靶點265個，其“異病同治”的共同靶點106個；關鍵活性成分為槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇等，核心靶點分別是SRC、AKT1、MAPK1、TP53等；生物過程涉及基因表達的正調控、凋亡過程的負調控、信號轉導等方式，參與脂質和動脈粥樣硬化、流體剪切應力與動脈粥樣硬化及炎癥反應等途徑；分子對接驗證關鍵成分槲皮素、山奈酚與SRC、AKT1、MAPK1靶點穩定對接。結論?本研究揭示益心健脾方“異病同治”冠心病和慢性心力衰竭多成分、多靶點、多通路的作用機制，為探索其新的臨床應用提供依據。

[關鍵詞]?網絡藥理學；異病同治；冠心病；慢性心力衰竭；分子對接

[中圖分類號]?R285??????[文獻標識碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2024.12.018

Mechanisms?of?action?of?coronary?heart?disease?and?chronic?heart?failure?by?Yixin?Jianpi?prescription?with?the?concept?of?“homotherapy?for?heteropathy”?based?on?network?pharmacology

JIN?Ruyi，?CHEN?Qilan

Department?of?Cardiovascular?Disease，?Hangzhou?TCM?Hospital?Affiliated?to?Zhejiang?Chinese?Medical?University，?Hangzhou?310007，?Zhejiang，?China

[Abstract]?Objective?Network?pharmacology?was?used?to?explore?the?mechanism?of?action?of?Yixin?Jianpi?prescription?in?the?treatment?of?coronary?heart?disease?and?chronic?heart?failure.?Methods?With?the?help?of?traditional?Chinese?medicine?systems?pharmacology?（TCMSP），?traditional?Chinese?medicine?integrated?database?（TCMID）?and?other?databases?combined?with?literature?data?to?screen?the?active?ingredient?targets?of?Yixin?Jianpi?prescription，?the?human?gene?database?（GeneCards），?online?mendelian?inheritance?in?man?（OMIM）?and?other?databases?were?used?to?search?for?disease?targets.?The?STRING?platform?combines?Cytoscape?software?to?construct?a?“component-target-disease”?network?diagram?and?protein?interaction?network.?Gene?ontology?（GO）?functionality?and?Kyoto?Encyclopedia?of?Genes?and?Genomes?（KEGG）?pathway?analysis?using?the?DAVID?database.?The?key?components?are?taken?and?the?target?is?molecularly?docked?with?AutoDuck?tools.?Results?265?potential?targets?of?Yixin?Jianpi?Prescription?were?obtained，?and?106?of?them?were?common?targets?of?“homotherapy?for?heteropathy”;?The?key?active?ingredients?were?quercetin，?kaempferol，?β-sitosterol，?etc.?and?the?core?targets?were?SRC，?AKT1，?MAPK1，?TP53，?etc.?Biological?processes?involve?positive?regulation?of?gene?expression，?negative?regulation?of?apoptosis，?signal?transduction，?etc.?involving?lipid?and?atherosclerosis，?fluid?shear?stress，?atherosclerosis?and?inflammatory?response.?Molecular?docking?verified?the?stable?docking?of?key?components?quercetin?and?kaempferol?with?SRC，?AKT1?and?MAPK1?targets.?Conclusion?The?study?reveals?the?multi-component，?multi-target，?and?multi-pathway?mechanism?of?“homotherapy?for?heteropathy”?of?coronary?heart?disease?and?chronic?heart?failure?by?Yixin?Jianpi?prescription，?and?provides?a?basis?for?exploring?its?new?clinical?applications.

[Key?words]?Network?pharmacology;?Homotherapy?for?heteropathy;?Coronary?heart?disease；Chronic?heart?failure;?Molecular?docking

冠心病（coronary?heart?disease，CHD）為慢性心力衰竭（chronic?heart?failure，CHF）的主要病因，我國現有CHD患者約1139萬，CHF約890萬[1]。各種缺血性心肌病最終可發展為CHF，進而出現動脈系統血液灌注不足，靜脈系統血液淤積的全身表現[2]。臨床實踐證實中醫藥在減輕患者癥狀、減少心絞痛次數、干預經皮冠狀動脈介入（percutaneous?coronary?intervention，PCI）術后再狹窄等方面具有一定優勢。《內經》記載“心生血，血生脾”“心受氣于脾，傳之于肺”[3]。《備急千金要方》記載“心勞病者，補脾氣以益之，脾旺則感于心矣”[4]。心與脾在五行、氣血、經絡關系上母子相依，氣血相生，經絡互通。以脾胃為切入點，“心脾同治”的思想在心病領域的治療由來已久，為優化疾病診療方案的研究方向之一[5]。

益心健脾方為浙江中醫藥大學附屬杭州市中醫院院內協定方，作為CHF穩定期的底方適用于CHD、擴張型心肌病、酒精性心臟病、風濕性心臟病等辨證屬“心脾兩虛證”的患者。組方中含有生曬參、黃芪、赤芍、茯苓、白術、紅景天、刺五加、玉竹，本方由人參養榮湯化裁而成，諸藥共湊“益氣養血，健脾養心”之效。王麗晴[6]臨床研究發現益心健脾方可降低血清中肝細胞生長因子（hepatocyte?growth?factor，HGF）、血管內皮生長因子（vascular?endothelial?growth?factor，VEGF）的水平，改善CHF患者的中醫證候和心功能分級。本研究借助網絡藥理學從分子水平闡明益心健脾方“異病同治”的協同作用機制，為今后的研究提供參考。

1??資料與方法

1.1??益心健脾方有效成分靶標獲取

在中藥系統藥理學（traditional?Chinese?medicine?systems?pharmacology，TCMSP）數據庫，根據參數生物利用度≥30%、類藥性≥0.18進行篩選[7]。查閱相關文獻結合中藥綜合數據庫（traditional?Chinese?medicine?integrated?database，TCMID）查找刺五加、紅景天的活性成分[8-9]。通過Swiss?ADME平臺及Swiss?Target?Prediction數據庫，以P≥1預測靶點的活性成分。利用Uniprot數據庫將靶蛋白轉換成標準基因名。

1.2??疾病靶標預測及交集靶標獲取

檢索人類基因數據庫（the?human?gene?database，GeneCards）、在線人類孟德爾遺傳數據庫（online?mendelian?inheritance?in?man，OMIM）、基因疾病關聯數據庫（disease?gene?network，DisGeNET）等數據平臺，以評分≥2倍中位數遴選CHD、CHF潛在靶點。通過Venn圖獲取藥物和疾病“異病同治”靶點。

1.3??多元網絡構建及核心靶標篩選

應用STRING平臺，設置種類“homo?sapiens”、閾值“high?confidence（0.900）”，對“異病同治”靶點進行蛋白-蛋白相互作用（protein-protein?interaction，PPI）分析，利用Cytoscape可視化繪圖并進行網絡拓撲分析構建核心網絡。

1.4??基因本體與京都基因與基因組百科全書富集分析

依托DAVID數據庫開展基因本體（gene?ontology，GO）生物過程（biological?process，BP）、分子功能（molecular?function，MF）、細胞組分（cellular?component，CC）和京都基因與基因組百科全書（Kyoto?Encyclopedia?of?Genes?and?Genomes，KEGG）富集分析。

1.5??分子對接分析

核心靶標非受體酪氨酸激酶（non-receptor?tyrosine?kinase，SRC）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（serine/threonine?kinase，AKT）1、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated?protein?kinases，MAPK）1作為受體，利用PDB平臺下載受體結構。核心化合物槲皮素、山奈酚作為配體，應用TCMSP下載配體三維結構。采用AutoDock工具、PyMOL軟件將化合物與蛋白靶標進行虛擬對接并可視化處理。

2??結果

2.1??益心健脾方活性成分與靶標

綜合數據庫和文獻資料搜集到益心健脾方藥物活性成分44種，共有成分5種，主要成分見表1。得到潛在作用靶標265個。

2.2??疾病靶標及交集基因

綜合數據平臺得到CHD相關基因2502個，CHF相關基因1187個，取交集映射得到共有基因106個，見圖1。

2.3??繪制可視化網絡

借助Cytoscape?繪制“復方藥物-活性成分-共有靶標-疾病”網絡，共有141個節點，477條邊，連接度較高的成分是槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、春藤皂苷元、鞣花酸等，見圖2。

2.4??PPI網絡及關鍵靶點

構建靶標PPI網絡，通過Cytoscape拓撲分析顯示該網絡包含106個節點、404條邊，節點介數的平均值為151.428，緊密中心性的平均值為0.004，度值的平均值為8.879，19個關鍵靶點大于上述平均值，排名靠前依次為SRC、AKT1、MAPK1、腫瘤蛋白p53（tumor?protein?p53，TP53）、磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide?3-kinase，PI3K），提示這些靶點在益心健脾方治療疾病中發揮重要作用，見圖3。

2.5??GO富集功能與KEGG信號通路分析

以P<0.05為原則得到GO富集結果434項條目，其中BP為334條，主要與基因表達的正調控、凋亡過程的負調控、DNA模板轉錄的正調控、氧化應激、炎癥反應調控有關；MF為60條，主要包括酶結合、蛋白質結合、轉錄因子結合等；CC為40條，主要包括細胞膜、胞外區域、線粒體等。

根據P<0.05篩選得到KEGG分析結果157條相關信號通路，其中癌癥途徑、脂質與動脈粥樣硬化、流體剪切應力與動脈粥樣硬化、晚期糖基化終產物（advanced?glycation?end?products，AGE）/晚期糖基化終產物受體（receptor?for?advanced?glycation?endproducts，RAGE）信號通路、MAPK信號通路、缺氧誘導因子1（hypoxia-inducible?factor-1，HIF-1）通路、腫瘤壞死因子（tumor?necrosis?factor，TNF）通路等富集因子較多，顯示益心健脾方可通過炎癥通路、疾病通路、癌癥通路等協調發揮“異病同治”的作用。

2.6??分子對接驗證

分子對接結合能<–5.0kcal/mol的分值表明配體與受體之間的親和力、結合活性較好，氫鍵形成個數越多則分子間越可形成穩定構象。分子對接結果顯示槲皮素、山奈酚與SRC、MAPK1結合能<–7.0kcal/mol，結合活性最強且能形成穩定的空間構象，見圖4、表2。

3??討論

“異病同治”是《內經》“治病必求于本”的治療原則，不同的疾病但病機、病證相同則可采取相同的治療法則，即“異病可見同證，同證便可同治”，體現了中醫辨證論治思想的精髓[10]。CHD、CHF因年老體衰、勞累、情志不遂等誘發，病位在心，病性屬本虛標實，急性期以痰飲血瘀等為標，穩定期以氣虛陽虛為本，患者易出現氣短乏力、喘息心悸、納差、腹脹便溏等表現。從“固本清源，心脾同治”的角度研制出益心健脾方作為CHF穩定時期的底方，體現出“病有別，證同機，治亦同法”的異病同治學術思想。在此基礎上，臨床辨證可巧妙結合活血化瘀、化痰滌飲之法收效甚佳。

方中的生曬參補元氣、通百脈，黃芪為“補氣圣藥”，益氣助血行，兩者合用取“補土生火”之意，正合“心脾為本”為君。研究證實生曬參、黃芪具有抗炎、抗氧化、抗細胞凋亡、抑制血管平滑肌增殖及遷移、抗心肌肥大及纖維化、強心等生物學功效[11]；可調控血管活性物質釋放，下調內皮細胞炎癥介質[TNF-α、白細胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8]的表達，調節炎癥相關信號通路來影響泡沫細胞形成，減輕內皮細胞的損傷，延緩CHD進展[12-13]。在改善CHF癥狀及預后方面，實驗表明黃芪和生曬參均可使小鼠心臟射血分數增加，心功能和結構得到改善，抑制細胞凋亡，心室異常重塑減輕[14-15]。方中茯苓、白術健脾利水濕為臣藥；紅景天、刺五加益氣活血，赤芍涼血化瘀生新，使諸溫藥補而不滯，為佐藥；玉竹滋養心陰，防甘溫補脾之劑傷陰，為使藥。上述藥物也可發揮擴張冠脈、增加冠脈血流量、減輕心肌肥厚、降低心肌纖維化程度、增強心肌收縮力等多重作用。

本研究結果顯示益心健脾方中槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇為治療CHD、CHF的關鍵活性成分。其中槲皮素、山奈酚為君藥的核心成分，度值大，類藥性高，在心血管疾病應用上價值突出；還能與多個疾病靶點相互作用，發揮“異病同治”的作用。槲皮素可增加線粒體能量代謝，抑制心臟成纖維細胞的增殖、分化，改善CHF[16]。研究發現槲皮素可調控AKT1/一氧化氮合成酶/基質金屬蛋白酶通路抗炎抗凋亡來改善血管內皮病理損傷[17]。山奈酚可通過減輕血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）誘導的炎癥和氧化應激來預防AngⅡ誘導的心臟重構[18]。β-谷甾醇可降低炎癥因子和趨化因子的活性，提高細胞抗氧化能力，發揮抗心肌細胞肥厚等心血管保護作用[19]。目前上述活性成分多數藥用價值局限于動物模型，相同的成分在人體中的療效及機制尚未完全明確。益心健脾方中包含上述多種藥理成分，其在心血管疾病臨床治療中的作用進一步得到論證。

PPI網絡得到SRC、AKT1、MAPK1、TP53等為益心健脾方治療CHD、CHF的核心靶點。SRC參與動脈粥樣硬化、心肌凋亡、心肌重構等多個病理過程[20]。AKT1作為PI3K/Akt通路的下游基因參與流體剪切應力和動脈粥樣硬化來影響內皮細胞形態及功能，缺失AKT1可誘導斑塊易損性和心臟功能障礙[21]。MAPK1屬于MAPK家族，調節細胞的增殖、分化、轉錄等過程，可保護心臟細胞免受AngⅡ誘導的傷害，減少心肌缺血、缺氧[22]。TP53可作為心力衰竭的保護因子，調控血管內皮活性物質釋放，控制細胞周期、DNA修復和細胞凋亡等[23]。分子對接驗證關鍵成分槲皮素、山奈酚與關鍵蛋白SRC的構象最穩定，兩者可分別結合起效。

基因富集分析結果顯示，靶點基因主要富集在氧化應激、炎癥反應、基因轉錄調控等生物過程及MAPK、HIF-1、AGE/RAGE等信號通路。心衰大鼠研究模型發現抑制MAPK中的胞外信號調節激酶通路和P38-MAPK通路可減少心肌細胞凋亡和自噬，減輕缺血再灌注損傷[24]。HIF-1可受PI3K/Akt、MAPK等調控，缺氧環境下HIF-1α可促進心肌細胞厭氧呼吸來提高細胞供氧，維持內環境穩態，緩解CHF[25]。RAGE為AGE的受體，兩者相互作用產生氧自由基、炎癥因子和組織因子等，參與CHF的病理過程[26]。

綜上所述，益心健脾方可通過槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇等藥物活性成分，作用于SRC、AKT1、MAPK1、TP53等關鍵靶點，調節MAPK、HIF-1等信號通路，參與氧化應激及炎癥反應等生物學過程，發揮多成分、多靶點、多通路的協同治療效應。本研究發揮“異病同治”的優勢，初步闡釋益心健脾方可作為多類型心血管疾病治療的底方，更廣泛地服務于臨床。本研究存在一定的局限性：尚未實現動物實驗研究驗證上述分析結果，未能反映復方藥物劑量和濃度、患者服用時長等因素的影響，在未來需進一步研究分析并完善。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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