基于網絡藥理學研究雞血藤治療胃癌的作用機制

摘要：目的" 借助網絡藥理學預測雞血藤治療胃癌的潛在作用機制。方法" 通過TCMSP數據庫獲得雞血藤的活性成分及對應靶點，同時利用GeneCards、TTD和OMIM等數據庫收集胃癌靶點。采用韋恩圖得到藥物和疾病交集靶點，通過STRING數據庫構建交集靶點蛋白相互作用網絡（PPI）。運用DAVID在線工具對交集靶點進行GO功能和KEGG通路富集分析。結果" 獲得雞血藤有效活性成分共24個，對應靶點104個，收集胃癌靶點共1639個，通過Venn圖得到雞血藤-胃癌交集靶點共66個。蛋白相互作用網絡分析得到TP53、STAT3、AKT1、CASP3和TNF等關鍵靶點。GO富集分析得到生物過程條目489個、細胞組成條目45個和分子功能條目89個；KEGG通路富集分析得到159條信號通路，其中通路主要與PIK3-Akt信號通路、IL-17信號通路和HIF-1信號通路等密切相關。結論" 基于網絡藥理學初步揭示雞血藤抗腫瘤可能通過調節TP53、STAT3、AKT1、CASP3和TNF等關鍵蛋白，干擾PIK3-Akt信號通路、IL-17信號通路和HIF-1信號通路等發揮作用。

關鍵詞：網絡藥理學；雞血藤；胃癌

中圖分類號：R273" " " " " " nbsp; " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.16.002

文章編號：1006-1959（2024）16-0007-05

Study on the Mechanism of Suberect Spatholobus Stem in the Treatment of Gastric Cancer

Based on Network Pharmacology

JI Lei1，SHAN Hui-min2，WANG Yin-xiang1，SUN Zhi-qin1，ZHAI Chang-yun1，WANG Jin-qiu1

（Department of Oncology1，Department of Pathology2，Yancheng Dafeng People's Hospital/Dafeng Clinical College，

Yangzhou University School of Medicine，Yancheng 224005，Jiangsu，China）

Abstract：Objective" To predict the potential mechanism of Suberect Spatholobus Stem in the treatment of gastric cancer by network pharmacology.Methods" The active components and corresponding targets of Suberect Spatholobus Stem were obtained by TCMSP database， and the gastric cancer targets were collected by GeneCards， TTD and OMIM databases. The intersection targets of drugs and diseases were obtained by Wayne diagram， and the intersection target protein interaction network （PPI） was constructed by STRING database. The GO function and KEGG pathway enrichment analysis of the intersection targets were performed using the DAVID online tool.Results" A total of 24 active components of Suberect Spatholobus Stem were obtained， corresponding to 104 targets， and a total of 1639 gastric cancer targets were collected. A total of 66 intersection targets of Suberect Spatholobus Stem-gastric cancer were obtained by Venn diagram. Key targets such as TP53， STAT3， AKT1， CASP3 and TNF were obtained by protein interaction network analysis. GO enrichment analysis obtained 489 biological process items， 45 cell composition items and 89 molecular function items. KEGG pathway enrichment analysis obtained 159 signaling pathways， among which the pathways were mainly closely related to PIK3-Akt signaling pathway， IL-17 signaling pathway and HIF-1 signaling pathway.Conclusion" Based on network pharmacology， it is preliminarily revealed that Suberect Spatholobus Stem anti-tumor may play a role by regulating key proteins such as TP53， STAT3， AKT1， CASP3 and TNF， and interfering with PIK3-Akt signaling pathway， IL-17 signaling pathway and HIF-1 signaling pathway.

Key words：Network pharmacology;Suberect Spatholobus Stem;Gastric cancer

胃癌（gastric cancer）是最常見惡性腫瘤的之一，其發病率僅次于肺癌和肝癌，嚴重危害人類健康[1]。目前治療胃癌的手段主要包括手術切除、化療、免疫和靶向治療等[2]。由于缺乏早期癥狀，大多數胃癌被診斷時已是晚期，失去手術機會，而化療、免疫和靶向治療效果不佳。近年來，大量臨床研究顯示[3，4]，中醫藥在胃癌防治中具有積極的作用，特別是在改善臨床癥狀、阻止癌前病變進一步發展、術后預防復發轉移、對化療的增效減毒等方面表現出明顯優勢。雞血藤（Suberect Spatholobus Stem）來源于豆科植物密花豆（Spatholobus suberectus Dunn）的干燥藤根，有活血補血、調經止痛、舒經活絡之功效?，F代藥理學研究表明[5，6]，雞血藤具有一定的抗癌作用。但關于雞血藤抗胃癌活性成分和作用機制仍不清楚，基于此，本研究利用網絡藥理學的方法篩選雞血藤有效成分，預測其治療胃癌的潛在作用機制，現報道如下。

1資料與方法

1.1篩選雞血藤活性成分及預測對應靶點" 采用TCMSP在線數據庫（https：//old.tcmsp-e.com/tcmsp.php）檢索雞血藤的化學成分。根據成分毒藥物動力學參數，設置藥物口服生物利用度（oral bioavailability， OB）≥30%，藥物相似度（drug-like properties， DL）≥0.18為條件，篩選主要化學成分以及其對應靶標。

1.2收集胃癌相關靶點" 通過檢索GeneCards（https：//www.genecards.org）、TTD（http：//db.idrblab.net/ttd）和OMIM（https：//www.omim.org）在線數據庫，以“gastric cancer”檢索詞，收集胃癌相關靶點。

1.3獲取雞血藤與胃癌共同靶點" 利用生信數據分析平臺（http：//www.bioinformatics.com.cn/），通過Venn圖獲取雞血藤相關靶點和胃癌靶點的交集，即兩者的共同靶點。

1.4構建蛋白相互作用（PPI）網絡" 通過STRING數據庫（https：//cn.string-db.org/），將雞血藤和胃癌交集靶點輸入該數據庫檢索框中，構建PPI網絡圖，并下載該TSV文件。利用Cytoscape 3.7.1軟件載入TSV文件并進行可視化處理，再利用Network Analyzer功能，根據節點degree值篩選出排名前5的靶點。

1.5 GO及KEGG富集分析" 運用DAVID數據庫（https：//david.ncifcrf.gov/home.jsp）中的在線分析工具，對雞血藤和胃癌疾病共同靶點進行GO功能和KEGG通路富集分析，并利用生信數據分析平臺進行可視化處理。

2結果

2.1雞血藤有效成分篩選" 通過TCMSP數據庫檢索雞血藤有效成分及作用靶點，以OB≥30%，DL≥0.18為條件，共獲得活性成分共24個，見表1。再根據活性成分預測靶標共104個，利用Uiprot數據庫，制定檢索參數為“Review”“Human”，然后轉換靶蛋白名稱為對應基因名簡稱。

2.2雞血藤和胃癌交集靶點篩選" 通過GeneCards數據庫得到胃癌靶點12 936個，經過3次中位數篩選后獲得最終靶點1594個。利用TTD數據庫得到胃癌靶點22個。再通過OMIM數據庫得到胃癌靶點23個。剔除重復靶點，將3個數據庫收集的靶點取并集共得1639個胃癌靶點，與雞血藤的104個靶點通過Venn圖取交集，獲得66個雞血藤-胃癌交集靶點，即為雞血藤治療胃癌的潛在靶點，見圖1。

2.3 PPI網絡構建以及核心靶點篩選" 66個雞血藤-胃癌的交集靶點通過STRING數據庫在線工具繪制PPI網絡，再利用Cytoscape 3.6.1軟件進行可視化處理，見圖2。根據相互作用節點degree數值大小進行核心靶點篩選。節點degree數值越大，表明該靶點與其他靶點關系越緊密，代表這些靶點在PPI網絡中起著重要作用。本研究篩選出TP53、STAT3、AKT1、CASP3和TNF等關鍵蛋白。

2.4 GO及KEGG富集分析" 通過DAVID在線工具對雞血藤-胃癌共同靶點進行GO富集分析，共獲得生物過程（biological process， BP）489個，主要涉及凋亡過程調控、RNA聚合酶II啟動子的轉錄調控、基因表達調控和細胞分裂調控等；細胞組成（cellular component， CC）45個，主要涉及大分子復合物、核質、細胞核、細胞漿和線粒體等；分子功能（molecular function， MF）89個，主要涉及酶結合、相同的蛋白質結合、蛋白激酶結合和泛素蛋白連接酶結合等，見圖3。同時對雞血藤-胃癌共同靶點通過DAVID數據庫進行KEGG通路富集分析，主要涉及PIK3-Akt信號通路、IL-17信號通路和HIF-1信號通路等，見圖4。

3討論

雞血藤抗腫瘤的具體分子機制仍不清楚，其部分原因在于雞血藤成分復雜，作用靶點較多，很難通過傳統的實驗方法系統且全面的進行分析。網絡藥理學是基于系統生物學的理論，從系統層次和生物網絡整體角度，研究“藥物-靶標-疾病”的關系[7]。因此，本研究利用網絡藥理學系統全面的預測雞血藤抗胃癌的機制，以期為雞血藤防治胃癌提供分子理論基礎。

本研究結果發現，常春藤皂苷元、膽固醇七葵酸鹽、β-谷甾醇、芒柄花黃素、異黃酮、豆甾醇等為雞血藤治療胃癌主要活性成分。現代藥理學研究表明[8]，雞血藤主要成分包括黃酮類、萜類、甾醇類、內酯類和苷類等。有研究通過網絡藥理學篩選出現抗癌活性成分，并通過細胞實驗，甚至動物實驗進一步驗證，如李洵珣等[9]研究發現，豐城雞血藤成分中的木犀草素和白樺脂酸對人乳腺癌細胞增殖具有一定的抑制作用；陳康等[10]研究顯示，雞血藤有效活性成分木犀草素和甘草查爾酮A對人肺癌A549有抑制作用；朱時純等[11]研究表明，雞血藤成分中的櫻黃素對人卵巢癌細胞增殖有明顯抑制作用；謝君[12]通過實驗發現，雞血藤有效成分甘草素、異甘草素能夠抑制結直腸癌細胞的增殖。

本研究通過PPI網絡分析發現，TP53、STAT3、AKT1、CASP3 和TNF等蛋白可能是雞血藤治療胃癌的重要靶點。Chung Y等[13]研究顯示，TP53作為重要的抑癌基因，其改變包括p53突變、雜合性缺失以及蛋白過表達，是胃癌發生早期事件，也是胃癌預后和預測治療反應的重要標志物。Ouyang S等[14]研究發現，STAT3在胃癌發生和發展中起著重要作用，靶向抑制STAT3相關通路可以阻止或者減緩胃癌的發生和發展。Han Z等[15]研究顯示，磷酸化-Akt1在人胃癌中過表達，其水平與腫瘤分化和pTNM相關。Akt1作為一種活性激酶，參與癌癥的進展并促進癌癥細胞的增殖，靶向負調控Akt可以抑制胃癌細胞分裂。Isobe N等[16]通過臨床研究發現，Caspase-3表達情況與腫瘤預后高度相關，抑制Caspase-3的激活可以避免腫瘤凋亡。

此外，本研究通過富集分析發現，雞血藤治療胃癌的作用機制可能主要涉及在PIK3-Akt信號通路、IL-17信號通路和HIF-1信號通路等上。目前研究表明[17]，PI3K-Akt信號通路在胃癌發生發展過程中起著重要作用，靶向作用于PI3K-Akt信號通路抑制胃癌進展成為潛在的治療策略。薛霧松等[18]研究顯示，雞血藤可通過抑制PI3K/Akt信號通路，阻止結腸癌上皮間充質轉化，進而促進細胞凋亡和抑制細胞增殖。Rao S等[19]研究顯示，胃癌組織中IL-17表達水平高于正常組織，且胃癌患者IL-17高表達預后較差，提示IL-17信號通路與胃癌發生密切相關。HIF-1信號通路在胃癌發生發展中扮演重要角色，既往研究[20，21]通過細胞實驗研究發現，抑制HIF-1α表達可以阻止胃癌生長和血管新生。

綜上所述，本研究基于網絡藥理學成功預測雞血藤治療胃癌的活性成分、潛在靶點和信號通路，表明雞血藤治療胃癌具有“多成分、多靶點、多通路”的特點。但網絡藥理學具有一定的局限性，相關結論是通過在線工具預測，后期仍需要生物實驗和臨床研究進一步驗證。

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收稿日期：2023-08-18；修回日期：2023-09-21

編輯/杜帆

基金項目：2022年度國家中醫藥管理局“胃癌毒邪論治”重點研究室開放課題（編號：202263）

作者簡介：季磊（1990.10-），男，江蘇鹽城人，碩士，住院醫師，主要從事中醫藥抗腫瘤基礎與臨床研究

通訊作者：王晉秋（1976.11-），女，江蘇鹽城人，本科，副主任中醫師，主要從事中醫藥抗腫瘤基礎與臨床研究