搜档网
当前位置:搜档网 › 基于网络药理学的四君子汤作用机制分析_刘鑫馗

基于网络药理学的四君子汤作用机制分析_刘鑫馗

[收稿日期]20170115(004)

[基金项目]国家自然科学基金项目(81473547,

81673829)[第一作者]刘鑫馗,在读硕士,从事临床中药学研究,Tel :158********,E-mail :lxkchuige@https://www.sodocs.net/doc/031128972.html, [通讯作者]

*

吴嘉瑞,博士,教授,硕士生导师,从事临床中药学研究,

Tel :010-********,E-mail :exogamy@https://www.sodocs.net/doc/031128972.html, ·经典方剂网络药理学研究专栏·

[编者按]网络药理学是在现代药理学研究的基础之上提出的药物设计与开发的新方法和新策略,其是以系统生物学为基础,

从整体水平观察"药物-靶点-疾病"复杂网络关系,进而指导新药研发及药理作用研究。网络药理学提供了一种系统层次的方法来了解疾病的发病机制,

其研究策略的整体性和系统性的特点与中医药整体观与辨证论治的原则不谋而合,可用于发现先导化合物、识别靶标和预测适应症。目前,大多数中药网络药理学研究是基于在线数据库提供的数据进行分析的,药物信息及药物相关基因或蛋白数据库包括TCMSP ,PubChem ,TCM Database@Taiwan ,DrugBank ,TTD ,ChEMBL ,STITCH ,UniProt 等;对生物分子网络功能进行分析的数据库包括DAVID ,KOBAS ,BiNGO 等。大多数疾病尤其是复杂疾病是由多个基因共同调节的,

单个基因的识别无法对疾病的各种症状和发病机制做出有效的分析,而网络药理学方法可以构建生物分子网络对机体复杂生物系统进行分析。本课题组应用网络药理学方法,

对4个中药复方四君子汤、吴茱萸汤、参附汤、生脉散的作用机制做了初步的分析和预测,构建了“化合物-靶点网络”和“蛋白互作网络”,并进行了基因本体富集分析和信号通路富集分析等,希冀为进一步深入研究这些复方的作用机制提供先导信息和基础,也为网络药理学在中医药研究中的应用提供思路。

基于网络药理学的四君子汤作用机制分析

刘鑫馗,吴嘉瑞*

,蔺梦娟,张晓朦

(北京中医药大学,北京100102)

[摘要]目的:采用网络药理学方法探讨四君子汤的功效物质基础和配伍机制。方法:依托中药系统药理学分析平台(TCMSP )检索四君子汤全方4味中药的化学成分、作用靶点、相关疾病。进而构建化合物-靶点网络,靶点-疾病网络,蛋白质-蛋白质相互作用(PPI )网络,靶点-通路网络,研究四君子汤作用机制。结果:通过筛选得出27个化合物,相应靶点93个、相关疾病215种。PPI 网络包含68个靶点,关键靶点涉及FOS ,ESR1,AR,PPARG 等。基因本体(GO )条目121个,其中生物过程相关的条目96个,分子功能相关的条目13个,细胞组成相关的条目12个。京都基因与基因组百科全书(KEGG )通路3条,涉及神经活性受体-配体相互作用信号通路、钙离子信号通路、癌症信号通路。结论:本研究结果初步验证了四君子汤的基本药理作用及其机制,并为进一步深入揭示其作用机制奠定了良好基础。

[关键词]四君子汤;网络药理学;靶点;作用机制[中图分类号]R285

[文献标识码]A

[文章编号]1005-

9903(2017)16-0194-09[

doi ]10.13422/j.cnki.syfjx.2017160194[网络出版地址]http ://kns.cnki.net /kcms /detail /11.3495.R.20170420.0938.022.html [网络出版时间]2017-04-209:38

Mechanism of Si Junzitang Based on Network Pharmacology

LIU Xin-kui ,WU Jia-rui *,LIN Meng-juan ,ZHANG Xiao-meng (Beijing University of Chinese Medicine ,Beijing 100102,China )

[Abstract ]

Objective :To investigate the efficacy and compatibility mechanism of Si Junzitang.Method :

Chemical components ,targets and diseases related to the four traditional Chinese medicine (TCM )herbs were searched through the Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform

·

491·

(TCMSP).Compound-target network,target-disease network,protein-protein interaction(PPI)network,and target-pathway network were constructed to explore the mechanism of Si Junzitang.Result:Totally27components,93targets and215diseases related to the four TCM herbs were obtained through screening.The PPI network contains68targets,in which key targets involving FOS,ESR1,AR,PPARG and so on.There were121gene ontology(GO)entries,including96biological process entries,13molecular function entries and12cellar component entries.Besides,there were3KEGG pathways,involving Neuroactive ligand-receptor interaction,calcium signaling pathway and cancer pathway.Conclusion:The result of the study preliminarily verifies the basic pharmacological effects and related mechanisms of Si Junzitang,in order to lay a solid foundation for further studies on the mechanism of action.

[Key words]Si Junzitang;network pharmacology;target;mechanism

四君子汤出自宋代《太平惠民和剂局方》,由人参、白术、茯苓、炙甘草4味药组成,为补脾益气的代表方剂[1]。方中人参甘温扶脾养胃,大补元气为君药;白术苦温,燥湿健脾为臣药;茯苓甘淡,健脾祛湿为佐药,白术、茯苓相伍则健脾祛湿之功显著;甘草甘温,益气和中,调和诸药,为佐使之药[2]。四药相辅,共奏益气健脾之功,主治脾虚胃弱,言语低微,四肢无力,舌色淡,脉弱细无力,食欲锐减,满腹肠鸣,伴有寒证者[3]。临床主要用于治疗慢性胃炎;消化性溃疡;慢性腹泻;急、慢性肝损伤;小儿厌食;腹部术后肠麻痹及习惯性便秘等诸多病症[4]。随着现代分子生物技术的发展,四君子汤治疗多种疾病的研究已经进入细胞层面和基因转录水平的研究,但整体研究水平尚处于较浅的层面[5]。网络药理学作为中药研究的学科前沿,融合了系统生物学和多向药理学的思想,它从整体的角度探索药物与疾病的关联性,强调从药物、靶点与疾病间相互作用的整体性和系统性出发,反映及阐释中药的多成分-多靶点作用关系,其研究策略的整体性、系统性特点与中医学从整体观念、辨证论治的角度去诊治疾病的理论不谋而合[6-7]。本研究采用网络药理学方法,对四君子汤多成分、多靶点与多种疾病间复杂网状关系进行研究,希冀为揭示四君子汤作用机制的科学内涵提供参考。

1材料与方法

1.1四君子汤的化学成分本研究依托中药系统药理学分析平台(TCMSP)(http://ibts.hkbu.edu.hk/LSP/tcmsp.php)检索四君子汤全方人参、白术、茯苓、甘草的所有化学成分,共搜集了559个化合物,其中人参190个、白术55个、茯苓34个、甘草280个。

1.2口服利用度(OB)和类药性(DL)筛选本研究中,人参、白术、茯苓、甘草中的化合物OB和DL 筛选阈值分别为OB≥30%,DL≥0.18。通过筛选,559个化合物分子中有136个符合条件,并将其作为候选化合物。

1.3化合物-靶点网络和靶点-疾病网络的构建

将四君子汤的化合物、靶点和相关疾病通过Cytoscape3.4.0软件(http://www.cytoscape.org/)构建化合物-靶点网络和靶点-疾病网络,以探究四君子汤的药理学作用机制。

1.4蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络的构建

为了说明靶点蛋白在系统水平上的作用,将四君子汤相关靶点基因上传至在线STRING10.0软件(http://string-db.org),本研究选取的是打分值高于0.9的最高置信度的数据,构建由导入基因所表达产物组成的PPI网络,并且利用Rversion3.3.2软件(https://www.r-project.org/)对PPI网络中的蛋白绘制条形图。

1.5基因本体(GO)功能富集京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析为了说明中药化合物的靶点蛋白在基因功能和信号通路中的作用,本研究采用David v6.7数据库(https://david.ncifcrf.gov/)对PPI网络中的蛋白质进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,通过Cytoscape3.4.0软件对KEGG通路富集分析中筛选出的信号通路构建靶点-通路网络。

2结果

2.1活性化合物的筛选为了提供更准确的结果,本研究只挑选TCMSP平台中OB和DL都较高的化合物,以及已有文献报道的活性化合物进行进一步的分析,一共筛选出27个活性化合物。表1为四君子汤中含有的27个活性化合物基本信息。

2.2四君子汤化合物-靶点相互作用网络利用27个化合物与靶点的关系构建的化合物-靶点网络(图1)。在化合物-靶点相互作用网络中,总共包括120个节点(27个化合物节点和93个靶点节点)和275

·

591

·

表1四君子汤中含有的27个活性化合物基本信息

Table1Information for27active compounds of Sijunzi Tang

分子ID名称口服利

用度/%

类药性

来源

中药

M3648inermin65.830.54人参

M5308aposiopolamine66.650.22人参

M5321frutinone A65.900.34人参

M5344ginsenosideRh236.320.56人参

M5346ginsenoside-Rh3_qt13.090.76人参

M5348ginsenoside-Rh4_qt31.110.78人参

M5356girinimbin61.220.31人参

M11400ginsenosideRf17.740.24人参

M2214-acetyl-12-senecioyl-

2E,8Z,10E-atractylentriol

63.370.30白术

M43atractylenolideⅠ37.370.15白术

M44atractylenolideⅡ47.500.15白术

M45atractylenolideⅢ68.110.17白术

M46atractylone41.100.13白术

M493β-acetoxyatractylone54.070.22白术

M62biatractylolide17.450.81白术

M275trametenolic acid38.710.80茯苓

M279cerevisterol37.960.77茯苓

M282ergosta-7,22E-dien-3beta-ol43.510.72茯苓

M283ergosterol peroxide40.360.81茯苓

M288pachyman0.450.68茯苓

M296hederagenin36.910.75茯苓

M1789isoliquiritigenin85.320.15甘草

M2311glycyrol90.780.67甘草

M4841licochalcone B76.760.19甘草

M4891shinpterocarpin80.300.73甘草

M4904licopyranocoumarin80.360.65甘草

M49907,2',4'-trihydroxy-5-

methoxy-3-arylcoumarin

83.710.27甘草

条边,其中橙色节点表示化合物分子,蓝色节点表示药物靶点,每条边则表示化合物分子与靶点之间的相互作用关系。在网络中,一个节点的度(Degree)表示网络中和节点相连的路线的条数。根据网络的拓扑学性质筛选Degree较大的节点进行分析,这些连接化合物或靶点较多的节点在整个网络中起到枢纽的作用,可能是关键的化合物或者靶点。表2列出了化合物-靶点网络中化合物和靶点的Degree。

该网络中,每个化合物的平均靶点数目为11个,每个靶点平均与3个化合物相互作用,因此四君子汤中存在一个化合物与多个靶点之间的相互作用,同时也存在不同化合物共同作用于同一个靶点的现象,这体现了四君子汤多成分与多靶点之间共同作用的机制,同时也符合中药复方的特点。从化合物的角度,有48%的化合物的作用靶点≥10个,其中靶点≥16个的化合物有9个。甘草中的异甘草素(M1789)的连接度最高,能与31

个靶点蛋白发橙色表示化合物,蓝色表示靶点,节点的大小与节点的度呈正比例关系(图6同)

图1四君子汤化合物-靶点网络

Fig.1Compound-target network of Sijunzi Tang

生相互作用;紧随其后的是甘草中的shinpterocarpin (M4891),作用靶点30个;茯苓中的hederagenin (M296)作用靶点21个;人参中的inermin(M3648)和白术中的苍术酮(M46)都能与18个靶点蛋白发生相互作用。对于靶点,Degree最高的为前列腺素内过氧化物合酶2(prostaglandin G/H synthase2,PTGS2),对应了14个化合物。其次是神经元的乙酰胆碱受体蛋白α-7链(neuronal acetylcholine receptor protein,alpha-7chain,CHRNA7)和β

2

-肾上腺素能受体(beta-2adrenergic receptor,ADRB2),均对应了9个化合物。前列腺素内过氧化物合酶1(prostaglandin G/H synthase1,PTGS1)和γ-氨基丁酸受体亚基α-1(gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-1,GABRA1)均对应了8个化合物。2.3四君子汤靶点-疾病相互作用网络靶点-疾病网络由281个节点组成,包括66个靶点节点,215个疾病节点和341条边,其中蓝色节点表示靶点,绿色节点表示疾病,每条边则表示靶点与疾病之间的相互作用关系(图2)。93个靶点中有27个靶点在靶点-疾病网络中没有相对应的疾病,由此可推测四君子汤复方中还存在暂时未被发现的作用途径。该网络中靶点和疾病表现出复杂的相互作用模式,这进一步体现出中药复方多靶点-多疾病的复杂作用模式。靶点-疾病网络中,PTGS2参与调节了32种不同的疾病,包括阿尔茨海默病、乳腺癌、炎症、

·

691

·

表2化合物-靶点网络的关键节点及其拓扑学性质

Table2Topology characteristics of hub nodes from compound-target network

名称类别介数度isoliquiritigenin(M1789)compound0.2727221431 shinpterocarpin(M4891)compound0.1779243230 hederagenin(M296)compound0.2158965121 licochalcone B(M4841)compound0.0423366819 inermin(M3648)compound0.0675967918 atractylone(M46)compound0.1040541218 frutinone A(M5321)compound0.0470189816 licopyranocoumarin(M4904)compound0.0780072316 3β-acetoxyatractylone(M49)compound0.0632186116 7,2',4'-trihydroxy-5-methoxy-3-arylcoumarin(M4990)compound0.022******* ginsenosideRh2(M5344)compound0.1406720812 glycyrol(M2311)compound0.0197206111 girinimbin(M5356)compound0.0332835510 PTGS2target0.2571973814 CHRNA7target0.069653289 ADRB2target0.052497279 PTGS1target0.034047258 GABRA1target0.035414988 SCN5A target0.019663727 PRKACA target0.011502777 PPARG target0.012162717

ARtarget0.01720439

7

蓝色表示靶点,绿色表示疾病,节点的大小与节点的度呈正比例关系(图3同)

图2四君子汤靶点-疾病网络

Fig.2Target-disease network of Sijunzi Tang 痛症、前列腺癌等。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptor gamma,PPARG)参与调节了21种不同的疾病,包括哮喘、炎症、溃疡性结肠炎、炎症性肠病、胰腺癌、动脉粥样硬化、膀胱癌、糖尿病、肥胖症等。为了更好地研究四君子汤复方治疗疾病的机制,本研究通过对221种疾病的Degree进行计算,选取Degree≥4疾病,与相应的靶点重新构建靶点-疾病网络图(图3)。该网络包含13种不同的疾病,根据Degree由大到小分别为Alzheimer's disease,Cardiovascular disease,Pain,Analgesics,Cancer,Anxiety disorder,Schizophrenia,Parkinson's disease,Inflammation,Breast cancer,Asthma,Solid tumors,Prostate cancer。由此可推测四君子汤可能在这些疾病的治疗过程中发挥一定的作用,值得进一步深入研究。本研究结果显示,一个疾病通常由多个靶点所调控。例如阿尔茨海默病能同时被ACHE,CHRM1,CHRM2,CHRNA7等靶点所调节,心血管疾病能同时被ADRB1,CDK2,ESR1,ESR2等靶点所调节。以上分析结果表明大多数复杂疾病并不是由于单一分子发生病变而引起的,而是由于机体内多个分子或者基

·

791

·

图3Degree≥4条件下四君子汤靶点-疾病网络

Fig.3Target-disease network of Sijunzi Tang under condition of Degree≥4

因产物发生紊乱,导致通路失衡而引起的一系列生理反应[12]。

2.4四君子汤靶点PPI网络的构建与分析为了更好地理解四君子汤的作用机制,基于PPI关系,利用STRING软件构建了四君子汤靶点的PPI网络(图4)。PPI网络包含68个蛋白质节点,178条相互作用关系(连线)。根据节点的Degree绘制出了前30个关键蛋白质节点的条形图(图5)。Degree≥10的节点包括FOS,ESR1,AR,PPARG,IL1B,IL6,JAK2,MAPK14,HSP90AA1,NOS3。其中,FOS(Degree=20)的Degree远高于其他蛋白质节点,说明这个蛋白质在网络中发挥了关键作用,成为连通网络中其他节点的桥梁。

2.5GO富集与KEGG通路富集分析利用DAVID平台的GO和PATHWAY富集分析功能,对四君子汤PPI网络中涉及的68个蛋白质的功能进行了研究。在GO富集分析中,确定了121个

GO 图4四君子汤相关靶点的PPI网络

Fig.4PPI network of Sijunzi Tang related

targets

图5PPI网络中的关键节点

Fig.5Hub nodes from PPI network

条目(错误发现率,FDR<0.01,表3根据FDR列出前30个),其中生物过程相关的条目96个,涉及细胞增殖的调控、细胞内信号级联、系统过程的调控、多细胞生物过程的调控、生物合成过程的调控、代谢过程的调控、细胞坏死及凋亡调控等方面;分子功能相关的条目13个,涉及受体活性、胺结合、药物结合、神经递质结合、类固醇结合等方面;细胞组成相关的条目12个,涉及质膜、突触、神经元投影等方面。

在通路富集分析中,得到36条信号通路,根据

·

891

·

表3四君子汤PPI网络中的GO条目(FDR<0.01)

Table3List of GO enrichment results to genes in PPI network(FDR<0.01)

类别编号名称基因数/个FDR生物过程0042127regulation of cell proliferation29 1.69?10-14生物过程0007242intracellular signaling cascade34 5.56?10-14分子功能0008227amine receptor activity12 1.44?10-13生物过程0044057regulation of system process18 1.64?10-10生物过程0010033response to organic substance24 3.55?10-10生物过程0051240positive regulation of multicellular organismal process16 1.15?10-9生物过程0051241negative regulation of multicellular organismal process14 1.84?10-9生物过程0009891positive regulation of biosynthetic process22 1.47?10-8生物过程0051173positive regulation of nitrogen compound metabolic process21 3.18?10-8生物过程0051050positive regulation of transport149.14?10-8生物过程0031328positive regulation of cellular biosynthetic process219.67?10-8生物过程0009719response to endogenous stimulus17 1.46?10-7生物过程0030522intracellular receptor-mediated signaling pathway10 1.68?10-7生物过程0019932second-messenger-mediated signaling14 1.76?10-7生物过程0007166cell surface receptor linked signal transduction32 1.89?10-7生物过程0008284positive regulation of cell proliferation17 2.02?10-7生物过程0042981regulation of apoptosis22 2.25?10-7分子功能0043176amine binding11 2.38?10-7生物过程0043067regulation of programmed cell death22 2.70?10-7生物过程0010941regulation of cell death22 2.89?10-7生物过程0009725response to hormone stimulus16 3.87?10-7生物过程0044093positive regulation of molecular function19 4.85?10-7分子功能0008144drug binding9 5.21?10-7生物过程0010604positive regulation of macromolecule metabolic process227.28?10-7细胞组成0031226intrinsic to plasma membrane258.22?10-7分子功能0030594neurotransmitter receptor activity10 1.43?10-6生物过程0010557positive regulation of macromolecule biosynthetic process19 2.82?10-6分子功能0042165neurotransmitter binding10 2.96?10-6细胞组成0005887integral to plasma membrane24 3.21?10-6生物过程0008285negative regulation of cell proliferation15 3.31?10-6

FDR筛选出3条通路(表4,图6),分别为神经活性受体-配体相互作用信号通路、钙离子信号通路、癌症信号通路,表明四君子汤的有效成分可以作用于这些信号通路来达到治疗疾病的目的。本研究中,有20个基因富集在神经活性受体-配体相互作用信号通路上,分别为OPRM1,DRD1,GABRA2,GABRA1,GABRA3,GABRA6,GABRA5,NR3C1,ADRB2,ADRB1,CHRM4,CHRM3,CHRM2,CHRM1,F2,ADRA1B,ADRA1A,ADRA1D,HTR2A,OPRD1;有14个基因富集在钙信号通路上,分别为DRD1,ADRB2,ADRB1,CHRM3,CHRM2,CHRM1,ADRA1B,ADRA1A,PRKACA,NOS3,NOS2,ADRA1D,CALM1,HTR2A;有16个基因富集在癌症信号通路上,分别为PI3KCG,IL-6,AR,HSP90AA1,PTGS2,PGF,RXRA,PPARG,NFKBIA,CDK2,FOS,Caspase-3,GSK3B,Bax,VEGFA,NOS2。

·

991

·

表4

四君子汤PPI 网络中的通路(FDR<0.01)

Table 4

List of pathway enrichment results to genes in PPI network

(FDR<0.01)编号

名称

基因数

/个FDRhsa04080neuroactive ligand-receptor interaction 20 1.42?10-8hsa04020calcium signaling pathway 14 4.72?10-5hsa05200pathways in cancer

16

2.06?10-

3

图6靶点-通路网络

Fig.6

Target-pathway network

3讨论

网络药理学适用于中药多成分、多靶点、多途径

特点,为进一步阐明中药复方多方面有效性,深化对

中药复方研究提供了新的思路[8]

。四君子汤是中医临床常用的补脾益气的基础方剂,素有“补气不离四君”之说,用药历史悠久。为了研究四君子汤的作用机制,本研究依托TCMSP 中药系统药理学分析平台研究了四君子汤4味中药(人参、白术、茯苓、甘草)的有效成分,同时构建了化合物-靶点网络和靶点-疾病网络,分析了化合物与靶点、靶点与疾病直接的相互作用关系,为四君子汤“多组分-多靶点-多疾病”的治疗机制提供了参考。四君子汤化合物-靶点网络和靶点-疾病网络中的关键靶点包括PTGS2,PPARG 等,而这些关键靶点参与调控的多

种疾病如阿尔茨海默病、心血管疾病、哮喘、前列腺癌等,

与已有的四君子汤治疗上述疾病的研究达成一致。PTGS2又称为环氧化酶(COX-2),是生成前列腺素的关键酶,在静息细胞及正常生理状态下的

多数组织内检测不到其表达,仅在细胞接受相应的刺激因素(如生长因子,细胞因子,

A 和HSP 等)时PTGS2表达迅速在转录水平上被诱导上调,进而催化花生四烯酸产生多种前列腺素,导致疼痛和炎症

反应。PTGS2基因的过表达与抑制凋亡、促进增殖和某些上皮肿瘤的发生有关。包括消化系统肿瘤在

内的许多良性癌前病变和恶性肿瘤中,均有PTGS2基因的扩增及其蛋白的高表达

[9-10]

。PTGS2是非甾

类抗炎药物的一个重要靶点[11]

,是四君子汤中4味药的共同靶点,调控PTGS2将有益于炎症过程的调控和脾胃疾病的治疗。过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)是一类由配体激活的转录因子,

属于Ⅱ型核激素受体超家族成员,迄今为止已在人体内鉴

定到PPARα,PPARβ,PPARγ3种亚型

[12-13]

。PPARG 编码的PPARγ分布广泛,在棕色和白色脂

肪组织、结肠、脾脏、视网膜血管和免疫细胞等都有

所表达[14]

。PPARγ生物学功能复杂,

参与脂肪和糖代谢、能量平衡、控制单核细胞分化成熟、诱导巨

噬细胞凋亡、

抑制炎性反应、诱导肿瘤细胞分化和凋亡,抑制肿瘤血管生成、抗肝纤维化、抗动脉粥样硬

化、调血脂、降血压、改善心功能参与心室重构、促进神经细胞的分化与成熟,

参与神经细胞凋亡等。近年来对PPARγ的研究主要集中于肿瘤细胞分化、凋

亡、抑制肿瘤细胞浸润、抑制炎性反应等生理病理过程[15]

。此外,现代药理学研究表明,四君子汤具有调节胃肠道功能(包括调节胃肠运动、调节消化液分泌、调节胃肠激素分泌、保护胃肠黏膜、提高肠道黏膜免疫机能、调节肠道微生态平衡)、增强机体免疫功能、调节神经内分泌、抗菌消炎、提高能量代谢、促进细胞增殖、促进癌细胞凋亡、抗衰老等作用,这些药理作用与四君子汤在临床上治疗多种复杂疾病

紧密相关

[16-17]

。陈云波[18]应用液相蛋白芯片技术筛选治疗阿尔茨海默病方药,发现四君子汤对

SAMP8小鼠的学习记忆能力有明显的改善作用,此外能在一定程度上调节SAMP8小鼠的异常免疫反应,且对痴呆小鼠异常免疫状态的调节作用与改善其认知功能障碍可能有关。曹彬

[19]

研究表明,四君

子汤在改善慢性心衰大鼠心功能和心室重构的同

时,还可以明显减轻缺血缺氧下肝脏组织的病理变化。任燕等

[20]

在治疗喘证有气短乏力,纳差,便溏等脾虚之象时,常以四君子汤加减施治,疗效确实。李婷等[21]

对哮喘病古今方剂的用药配伍规律进行研究,发现四君子汤作为基本方被各家广泛应用。

·

002·

赵慧朵[22]研究表明,四君子汤能明显改善乳腺癌术后患者食少纳呆、体倦乏力、神疲懒言、食后腹胀、面色萎黄等脾气虚症状,且能提高乳腺癌术后患者的卡氏评分,改善乳腺癌患者一般体力状况,改善其生存质量。周方等[23]研究表明,四君子汤对精神分裂症记忆损害有一定改善作用。乔治[24]研究表明,以四君子汤作为治疗晚期前列腺癌的基本方,能显著改善激素难治性性前列腺癌患者的生活质量,明显改善前列腺癌患者纳呆、乏力、排尿困难、尿痛等症状。然而,四君子汤治疗焦虑症、帕金森病等疾病的相关报道较少,值得进一步深入研究。对四君子汤的靶点进行PPI映射并构建网络,对网络分析后发现了多个与多种复杂疾病紧密相关的关键靶点,如FOS,ESR1,AR,PPARG等。FOS蛋白作为一类核蛋白转录因子,在调控细胞生长、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有举足轻重的地位,它的表达影响了许多生命活动和过程,特别是其在学习记忆及射精的标记方面的重要作用,吸引了国内外学者的广泛关注[25-26]。ESR1(雌激素受体1)编码的ERα(雌激素受体α)既调控着雌激素的水平,同时也是一个配体激活的转录因子,在与DNA相互作用转录表达等起着关键的作用,主要分布于子宫、乳腺、胎盘、肝脏、中枢神经系统、心血管系统和骨组织等一些通常认为有雌激素效应的组织[27-28]。与ERα密切相关的疾病包括乳腺癌、子宫内膜癌、心血管疾病、骨质疏松症、阿尔茨海默病等[29]。很多研究表明ESR1和恶性肿瘤细胞的生殖有着密切的关系,可以被认为是关键的抑癌基因之一[27]。苗知春[30]和周琳[31]研究表明,人参皂苷Rh2(ginsenosideRh

2

)可以调节雌激素受体蛋白质水平的表达,对肿瘤细胞的发生发展有着复杂的影响。由此推测四君子汤正是通过多种组分与这些关键靶点直接或间接相互作用达到治疗疾病的目的。为了说明四君子汤作用靶点在基因功能和信号通路中的作用,本研究对PPI网络中出现的基因进行了GO 功能富集和KEGG通路富集分析。GO功能富集分析发现,四君子汤治疗多种疾病的基因功能主要体现在细胞增殖的调控、细胞内信号级联、受体活性等方面。KEGG通路涉及神经活性受体-配体相互作用信号通路、钙离子信号通路、癌症信号通路,由此推测四君子汤的有效成分可能通过作用于这些信号通路来达到治疗疾病的目的。段永强[32]通过研究发现,四君子汤能下调脾虚证大鼠小肠组织钙离子信号通路关键分子的表达,上调胰腺、骨骼肌、肝脏组织钙离子信号通路关键分子的表达。李靖[33]通过研究发现,四君子汤药物血清可以抑制胃癌侧群细胞增殖、促进胃癌侧群细胞凋亡,促进促凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(Bax)表达,抑制抑凋亡蛋白Bcl-2表达。田黎等[34]通过研究发现,四君子汤含药血清可以上调Bax,下调Bcl-2,促进细胞色素-C(Cyt-C)释放,激活半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)介导的细胞凋亡途径,对甲状腺癌细胞中侧群细胞生长有抑制作用。李斌等[35]通过研究发现,四君子汤能有效减轻结肠腺癌荷瘤小鼠癌性恶病质症状,提高体重,抑制炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α),白细胞介素-6(IL-6)可能其作用机制之一。徐玲等[36]通过研究发现,四君子汤能显著降低血清中IL-1,IL-6,TNF-α水平,而增加血清类胰岛素一号增长因子(IGF-1)水平,从而改善癌性恶病质小鼠的营养状况,延缓恶病质的发展。罗春蕾等[37]通过研究发现,四君子汤能明显下调移植性原发性肝癌小鼠血清血管内皮生长因子(VEGF)水平,促进小鼠肝癌细胞凋亡,影响肿瘤细胞周期,发挥抑瘤作用。

综上所述,本研究应用网络药理学方法,对四君子汤复方的多成分、多靶点与多种疾病间复杂网状关系进行研究。研究结果初步验证了四君子汤的基本药理学作用和相关机制,并为进一步深入探讨其作用机制奠定了良好的基础。同时,本研究未考虑四君子汤中4味中药混合煎煮过程中可能发生的化学变化对药物成分造成的影响,也未考虑药物配伍中剂量选择、给药途径等因素,因此所得出的结果尚需进一步深入研究探讨。

[参考文献]

[1]田茸,巩子汉,杨晓轶,等.四君子汤对脾气虚证大鼠脑肠CaM/CaMKⅡ干预效应研究[J].中国中药杂

志,2015,40(20):4075-4079.

[2]陈健.复方四君子汤抗氧化活性研究[D].哈尔滨:黑龙江中医药大学,2012.

[3]吕苑.四君子汤的药理研究和临床应用[J].中医研究,2012,25(1):76-79.

[4]张海艳.四君子汤对埃坡霉素B化疗的减毒作用及其化学成分研究[D].长沙:中南大学,2014.

[5]张巍云,唐洪梅,柴玉娜,等.四君子汤调节脾虚证神经-内分泌-免疫网络的研究进展[J].中华中医药杂

志,2015,30(9):3219-3221.

[6]邱宏清,赵筱萍,李正,等.基于网络药理学的五味子木脂素类主要药效作用研究[J].中国中药杂志,

2015,40(3):522-527.

·

102

·

[7]张彦琼,李梢.网络药理学与中医药现代研究的若干进展[J].中国药理学与毒理学杂志,2015,29(6):

883-892.

[8]蔡甜甜,潘华峰,王奇,等.中药复方在病证基础上的网络药理学研究[J].中华中医药杂志,2016,31

(11):4746-4748.

[9]魏斌.瘢痕疙瘩发病机制初步探讨:siRNA沉默成纤维细胞PTGS2基因表达的实验研究[D].北京:中国

协和医科大学,2008.

[10]赵玲.Ca2+介导红景天苷诱导骨髓间充质干细胞向神经元细胞定向分化的机制研究[D].兰州:甘肃中

医药大学,2015.

[11]周伟.心血管疾病中医分型、治疗以及外源物毒性的系统药理学研究[D].杨凌:西北农林科技大

学,2014.

[12]王鹏,李晋福,弓军胜,等.过氧化物酶体增殖物激活受体γ与肿瘤[J].中华临床医师杂志:电子版,

2016,10(20):3081-3084.

[13]梁荣,霍清萍.过氧化物酶体增殖物激活受体γ对动脉粥样硬化的作用及其中医药研究进展[J].中西医

结合心脑血管病杂志,2016,14(17):2019-2021.[14]张文旭,李文立.过氧化物酶体增殖剂激活受体γ的结构特征和生物学功能[J].动物营养学报,2012,24

(9):1628-1635.

[15]蔡灵钰,王莉,俞春江.过氧化物酶体增殖物受体γ激动剂对脑缺血再灌注损伤的保护机制[J].中华老

年心脑血管病杂志,2016,18(2):218-220.

[16]纪云飞,王瑞君,李晓波.复方四君子汤的化学成分和药理作用研究进展[J].中草药,2016,47(5):

837-843.

[17]吴艳梅,马贤德,韩晓伟,等.四君子汤治疗脾虚证实验研究进展[J].辽宁中医药大学学报,2015,17

(10):67-70.

[18]陈云波.应用液相蛋白芯片技术筛选治疗老年性痴呆方药初探[D].广州:广州中医药大学,2007.[19]曹彬.四君子汤对慢性心衰大鼠肝脏蛋白质组学的影响研究[D].广州:广州中医药大学,2014.

[20]任燕,单迪.四君子汤加减治疗喘证病案2则[J].中医药导报,2015,21(23):99.

[21]李婷,陈晓东.哮喘病方剂用药配伍规律分析[J].长春中医药大学学报,2009,25(3):439-440.[22]赵慧朵.四君子汤对乳腺癌术后患者细胞免疫功能的影响[D].南京:南京中医药大学,2008.

[23]周方,贾竑晓,唐永怡,等.四君子汤治疗精神分裂症记忆损害的临床观察[J].首都医科大学学报,2008,

29(4):428-430.

[24]乔治.调理脾胃治疗晚期前列腺癌临床观察[D].北京:北京中医药大学,2012.

[25]徐秋颖.痛泻要方对IBS模型大鼠FOS蛋白的影响[D].成都:成都中医药大学,2015.

[26]涂冬萍,马小军,莫长明,等.FOS蛋白的研究进展及生物信息学分析[J].湖北农业科学,2015,54(7):

1537-1542.

[27]李丕栋.基于系统生物学的肝癌分子机制及护肝片治作用研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2016.[28]苗知春,罗志勇.雌激素受体信号转导的研究[J].生命的化学,2010,30(6):854-859.

[29]刘晓霞,翟曜耀,赵越.雌激素受体ERα的功能调控及相关疾病的研究进展[J].中国细胞生物学学报,

2011,33(1):65-71.

[30]苗知春.人参皂苷Rh2诱导HL-60细胞凋亡的信号转导机制[D].长沙:中南大学,2010.

[31]周琳.人参皂苷Rh2诱导HeLa和A549细胞凋亡的信号转导机制[D].长沙:中南大学,2010.

[32]段永强.Ca2+/CaM信号通路在大鼠脾虚证躯体泛化效应中的响应及益气健脾中药干预研究[D].兰州:

兰州大学,2014.

[33]李靖.四君子汤对胃癌侧群细胞增殖及凋亡的影响[D].蚌埠:蚌埠医学院,2013.

[34]田黎,崔巍,孙红.四君子汤含药血清抑制甲状腺癌侧群细胞生长的实验研究[J].新医学,2016,47

(6):362-368.

[35]李斌,万丽丽,李颜,等.四君子汤对结肠腺癌荷瘤小鼠癌性恶病质的影响[J].中医杂志,2014,55(18):

1584-1587.

[36]徐玲,张学进,杨国良.四君子汤对癌性恶病质小鼠血清细胞因子的影响[J].中华中医药学刊,2015,33

(4):907-910.

[37]罗春蕾,钟薏,顾怡中,等.四君子汤抑制移植性原发性肝癌小鼠肿瘤生长的实验研究[J].时珍国医国

药,2011,22(12):2857-2859.

[责任编辑邹晓翠]

·

202

·

相关主题