基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病機制研究

茍文伊，葉乃菁，姜 燕*

（四川省第二中醫(yī)醫(yī)院，四川 成都 610031）

糖尿病腎病是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，終末期患者會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的腎功能衰竭，死亡率高，給社會和家庭帶來沉重的負(fù)擔(dān)。玉參降糖膠囊是四川省第二中醫(yī)醫(yī)院院內(nèi)制劑，具用益氣生津、滋陰消渴之功效，臨床應(yīng)用多年，長期臨床觀察發(fā)現(xiàn)玉參降糖膠囊治療糖尿病及糖尿病腎病，臨床療效顯著，對控制糖尿病腎病患者的血糖、改善腎功能、控制并發(fā)癥等方面效果明確。但基礎(chǔ)研究較少，玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病機制尚不明確。本研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法對玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病的機制進(jìn)行研究。

1 研究方法

1.1 玉參降糖膠囊有效化學(xué)成分和靶點的查找方法

TCMSP數(shù)據(jù)庫包含了中國藥典（2010）499味中藥及12144種化學(xué)成分，提供了所有化學(xué)成分ADME信息參數(shù)，及成分對應(yīng)的相關(guān)靶點。通過TCMSP數(shù)據(jù)庫可以查找玉參降糖膠囊中淫羊藿、益母草、玉竹、山藥、桑葉、地骨皮、人參、黃柏（制）、川芎有效化學(xué)成分，再根據(jù)ADME參數(shù)對有效成分進(jìn)行篩選并查找對應(yīng)靶點。

1.2 糖尿病腎病相關(guān)靶點查找方法

通過OMIM數(shù)據(jù)庫、TTD數(shù)據(jù)庫、 GAD數(shù)據(jù)庫、DiGSeE數(shù)據(jù)庫查找與糖尿病腎病相關(guān)靶點。

1.3 藥物-靶點-疾病網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及核心靶點的富集分析

采用Cytoscape 3.7.0 中Bisogenet插件和GlueGo插件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和核心靶點富集分析。

2 結(jié) 果

2.1 玉參降糖膠囊主要化學(xué)成分

在TCMSP數(shù)據(jù)庫分別檢索玉參降糖膠囊中淫羊藿、益母草、玉竹、山藥、桑葉、地骨皮、人參、黃柏（制）、川芎各藥物的化學(xué)成分，利用ADME參數(shù)OB(Oral bioavailability)＞30%、DL(Drug-likeness)＞0.18對其成分進(jìn)行篩選。川芎有效成分8種，黃柏有效成分27種，人參有效成分22種，地骨皮有效成分13種，桑葉有效成分18種，山藥有效成分16種，玉竹有效成分8種，益母草有效成分8種，淫羊藿有效成分23種。去除重復(fù)部分，玉參降糖膠囊含有主要有效化學(xué)成分125種。

2.2 參降糖膠囊有效成分對應(yīng)靶點

在TCMSP數(shù)據(jù)庫中根據(jù)成分查詢靶點：玉參降糖膠囊125種成分對應(yīng)181個靶點。由此

可知玉參降糖膠囊是多成分、多靶點復(fù)方藥物，且不同成分與靶點之間存在交叉和協(xié)同作用。

2.3 基于數(shù)據(jù)庫挖掘糖尿病腎病相關(guān)靶點

通過OMIM、TTD、 GAD、DiGSeE數(shù)據(jù)庫，共挖掘到糖尿病腎病相關(guān)靶點70個。

2.4 玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病的核心靶點篩選

利用Cytoscape 3.7.0軟件中Bisogenet插件，針對玉參降糖膠囊181個直接靶點構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)（含有6590個節(jié)點）。針對糖尿病腎病70個直接靶點構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)（2522個節(jié)點）。取交集，利用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)degree，取大于200的靶點，共篩選出25個核心靶點。

2.5 玉參降糖膠囊與糖尿病腎病核心靶點進(jìn)行富集分析

利用ClueGo插件對25個核心靶點進(jìn)行富集分析，發(fā)現(xiàn)玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病的機制與多個生物過程相關(guān)，包括調(diào)節(jié)活性氧代謝，膜蛋白的正向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的停滯，細(xì)胞對神經(jīng)生長因子刺激的反應(yīng)，調(diào)節(jié)端粒酶活性，調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的增殖，調(diào)節(jié)中心體的復(fù)制等，其中對活性氧代謝影響最大，涉及到的基因為AKT1, BRCA1, EGFR, ESR1, GRB2, HSP90AA1, HSP90AB1,TP53，為進(jìn)一步藥理實驗驗證提供了方向。

3 討 論

糖尿病腎病是糖尿病常見并發(fā)癥，目前我國2型糖尿病患者的糖尿病腎病患病率在社區(qū)患者中為30%～50%，在住院患者中為40%左右。近年來發(fā)現(xiàn)中藥能夠通過改善血流動力學(xué)、抑制促炎細(xì)胞因子、減弱氧化應(yīng)激反應(yīng)等多種途徑減緩糖尿病腎病的發(fā)展[1]。

目前網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)已廣泛應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域，包括中藥靶點預(yù)測、組方的原則、方證分析、優(yōu)化組成等。其最大的優(yōu)勢是在于對現(xiàn)有中藥藥理數(shù)據(jù)庫和疾病數(shù)據(jù)庫基因數(shù)據(jù)庫的整合，在正式開始藥理實驗前可對藥物的潛在靶點進(jìn)行預(yù)測，尤其是針對中藥復(fù)方多成分、多靶點的特點，具有優(yōu)勢。通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，可以對藥物靶點和疾病靶點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，通過構(gòu)建藥物-靶點-疾病網(wǎng)絡(luò)，分析網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來預(yù)測藥物治療疾病的潛在靶點。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法為中藥復(fù)方藥理作用機制系統(tǒng)研究提供重要而有效的新思路、新模式[2]，對于中藥復(fù)方研究及中醫(yī)藥現(xiàn)代化意義重大。

本研究發(fā)現(xiàn)：玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病的機制與活性氧的代謝密切相關(guān)。氧化應(yīng)激是指機體在受到各種有害刺激時機體的高活性分子如活性氧產(chǎn)生過多，超出體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的清除能力，使得氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)平衡失調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷[3]。氧化應(yīng)激是目前公認(rèn)的在糖尿病腎病發(fā)展過程中扮演重要角色，機體抗活性氧能力降低直接導(dǎo)致病情的進(jìn)展[4]。在糖尿病或高血糖狀態(tài)下，腎臟氧化應(yīng)激激活胞內(nèi)多條信號通路[5]。玉參降糖膠囊由淫羊藿、益母草、玉竹、山藥、桑葉、地骨皮、人參、黃柏（制）、川芎組成，具有益氣生津、滋陰止渴。臨床上用于治療糖尿病及糖尿病腎病引起的口渴、多飲、消瘦、小便頻多等癥。該方在前期臨床觀察發(fā)現(xiàn)其對糖尿病癥狀和血糖穩(wěn)定有明確的效果，特別是對糖尿病微血管病變導(dǎo)致的腎病效果顯著，能夠有效控制糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展。

綜上所述，本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測玉參降糖膠囊治療糖尿病腎病的作用機制，為進(jìn)一步藥理學(xué)研究提供了方向。