利用知識發(fā)現(xiàn)工具Arrowsmith探討桑白皮治療高血壓的潛在機(jī)制

張雪松，魏藝，胡元會，薄榮強(qiáng)，張廣輝，石晶晶，石樹青

在我國，高血壓已成為總死亡的第一危險(xiǎn)因素，患病率城市高于農(nóng)村、男性多于女性、隨年齡的增加而增加[1]。我國高血壓的治療率標(biāo)準(zhǔn)化后僅為37.17%[2]。15%～20%的高血壓患者為難治性高血壓，且需要同時(shí)服用3～4種降壓藥[3]，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。此外，藥物的不良反應(yīng)也迫使我們尋找治療高血壓的天然藥物。本篇文章旨在借助Arrowsmith軟件挖掘傳統(tǒng)中藥桑白皮及其有效成分治療高血壓的可能機(jī)制，為今后高血壓病的研究提供新的方向。

中醫(yī)學(xué)將高血壓歸屬為“頭痛”、“眩暈”范疇，在我國《中醫(yī)診療術(shù)語》中已將其統(tǒng)一命名為“風(fēng)眩”。其病理性質(zhì)多屬本虛標(biāo)實(shí)，實(shí)為風(fēng)、火、痰、瘀，虛為氣血陰陽的虧虛。病因復(fù)雜，多為年老體虛、陰陽失衡、情志刺激、勞逸失度等。臨床上以平肝潛陽、燥濕祛痰、補(bǔ)益氣血、祛瘀生新為主要治療大法。

桑白皮（Cortex Mori）始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，為?？粕僦参铮∕orusalba L.）的干燥根皮。性味甘、寒，主入肺、脾經(jīng)，具有瀉肺平喘、利水消腫的功效，多用于治療肺熱喘咳、水腫尿少、面目浮腫?，F(xiàn)代研究表明，桑白皮具有鎮(zhèn)咳、平喘、祛痰、利尿、降脂、降糖、降壓，鎮(zhèn)痛、抗炎[4]，抗菌、抗病毒[5]、美白[6]、延緩衰老、抗抑郁[7]等多種藥理作用。

雖然桑白皮及其有效成分可以用來降血壓的作用已經(jīng)明確，但是其作用機(jī)制，目前鮮有報(bào)道，這也在一定程度上限制了其在臨床上的使用。為了探討桑白皮治療高血壓的可能靶點(diǎn)和作用機(jī)制，本文以PubMed中的文獻(xiàn)為分析對象，利用非相關(guān)文獻(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)工具Arrowsmith，探索桑白皮及其有效成分和高血壓之間的關(guān)系，為實(shí)驗(yàn)室的驗(yàn)證性研究提供依據(jù)。

1 方法

登陸 Arrowsmith 網(wǎng)頁版http： //arrowsmith.psych.uic.edu/，點(diǎn)擊“start”進(jìn)入檢索界面。以“Cortex mori[title/abstract]”為檢索式形成的文獻(xiàn)集作為來源文獻(xiàn)A，以“Hypertension[title/abstract]OR HT[title/abstract]”為檢索式形成的文獻(xiàn)集作為來源文獻(xiàn)C。A集合中有24篇文獻(xiàn)，C集合中有25 000篇文獻(xiàn)，在標(biāo)題或者文摘字段同時(shí)含有桑白皮和高血壓的文獻(xiàn)有1篇，其PubMed唯一標(biāo)識碼（PMID）為28427040[8]，文獻(xiàn)中證實(shí)，在糖尿病心肌?。ㄌ悄虿』颊叱霈F(xiàn)心室功能障礙但不表現(xiàn)出冠狀動脈粥樣硬化或高血壓）中，桑白皮通過減弱內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和ERK和p38MAPK活化可以顯著改善心肌損傷，例如心肌肥大和纖維化。未涉及桑白皮治療高血壓的作用機(jī)制。

為了進(jìn)一步探索桑白皮及其有效成分治療高血壓的可能靶點(diǎn)和作用機(jī)制，對A，C兩個(gè)文獻(xiàn)集合的中間關(guān)聯(lián)詞進(jìn)行挖掘，連接兩個(gè)集合的中間詞表B（B-list）中有270個(gè)詞，這些詞分別出現(xiàn)在桑白皮及高血壓的相關(guān)文獻(xiàn)的標(biāo)題或者文摘字段中，相關(guān)度＞0.5的詞有87個(gè)。本研究旨在深入探討桑白皮治療高血壓的可能機(jī)制，因此選擇“Chemical & Drugs”和“Genes& Molecular Sequences，and Gene & Protein Names”對B-list進(jìn)行語義篩選，相關(guān)度＞0.5（0.54～0.97）的40個(gè)詞被篩選出來（見表1）。進(jìn)一步閱讀文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)有研究意義的關(guān)聯(lián)詞主要是CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞功能亞群Th2、炎癥因子核因子NF-κB等。

表1 相關(guān)度＞0.5的中間詞（部分節(jié)選）

2 結(jié)果

2.1 CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞功能亞群Th2在桑白皮與高血壓之間的關(guān)聯(lián)性分析T淋巴細(xì)胞來源于骨髓的淋巴樣干細(xì)胞，在胸腺中發(fā)育和分化，介導(dǎo)免疫反應(yīng)，分為CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞為輔助性T細(xì)胞，主要評價(jià)機(jī)體免疫系統(tǒng)狀態(tài)；CD8+T細(xì)胞為細(xì)胞毒性T細(xì)胞，主要為具有殺傷活性的效應(yīng)性細(xì)胞。CD4+/CD8+比值穩(wěn)定可以正常發(fā)揮免疫功能。CD4+T細(xì)胞（Th細(xì)胞）并非終末細(xì)胞，接受抗原刺激但尚未分化稱為Th0細(xì)胞，細(xì)胞因子可調(diào)控Th細(xì)胞亞群分化。微環(huán)境IL-12促進(jìn)Th0向Th1分化，轉(zhuǎn)錄因子為T-bet和STAT4，可分泌IFN-γ；微環(huán)境IL-4有利于Th0細(xì)胞分化成Th2細(xì)胞，轉(zhuǎn)錄因子為GATA-3和STAT6，可分泌IL-4、IL-5、IL-10和IL-13；TGF-β促使Th0分化為Treg細(xì)胞[9]。

Treg細(xì)胞可以抑制自身免疫反應(yīng)。Treg細(xì)胞分為兩種：一種為天然CD4+CD25+Treg細(xì)胞，來源于胸腺，F(xiàn)oxp3為叉頭狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子，在CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞中高表達(dá)，調(diào)控其生長發(fā)育[10]，具有免疫抑制性。CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞可以調(diào)節(jié)血管炎癥、氧化應(yīng)激反應(yīng)[11]；調(diào)節(jié)血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）介導(dǎo)的血壓升高，及其導(dǎo)致的血管損害，改善血管彈性及功能[12，13]；抑制效應(yīng)性T淋巴細(xì)胞、增加Foxp3表現(xiàn)[14]、延緩高血壓的進(jìn)程[15]；改善AngⅡ介導(dǎo)的心肌纖維化及血管舒張[15]。另一種為誘導(dǎo)性Treg細(xì)胞[16]，包含Trl和Th3兩個(gè)亞群，這兩個(gè)亞群表達(dá)或缺乏表達(dá)Foxp3，通過抑制幼稚型和記憶型T細(xì)胞增殖以及Th1和Th2反應(yīng)抑制性調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)。Th2細(xì)胞通過分泌Th2型細(xì)胞因子介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答[13]，姜春玲等[17]認(rèn)為高血壓患者血清中Th2相關(guān)指標(biāo)的表達(dá)水平明顯高于健康老年人，可反應(yīng)高血壓的嚴(yán)重程度及有無并發(fā)癥。

有研究表明，桑白皮通過增強(qiáng)CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的表達(dá)和抑制Th2細(xì)胞因子在小鼠哮喘模型中發(fā)揮抗過敏作用[18]。桑白皮水提物可能是其有效成分[8]。

綜上所述，桑白皮治療高血壓的作用可能與桑白皮水提物上調(diào)CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、抑制Th2細(xì)胞因子的表達(dá)，從而抑制AngⅡ介導(dǎo)的血壓升高及血管損害。

2.2 炎癥因子核因子NF-κB在桑白皮與高血壓之間的關(guān)聯(lián)性分析核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB是B淋巴細(xì)胞中免疫球蛋白κ輕鏈基因轉(zhuǎn)錄所需的核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子[19]。NF-κB能與免疫球蛋白κ鏈基因的增強(qiáng)子κB序列特異結(jié)合，通常與其抑蛋白IκB結(jié)合形成無活性的復(fù)合物存在于細(xì)胞質(zhì)中。NFκB激活的途經(jīng)主要有兩種：一種為經(jīng)典途徑：IκB 被磷酸化，磷酸化的IκB再被泛素化后降解，釋放的p50/65復(fù)合體可通過核易位與基因上的κB位點(diǎn)特異性結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能；另一種為非經(jīng)典途經(jīng)：TNF受體相關(guān)因子（TRAF）和NF-κB誘導(dǎo)激酶（NIK）可以充分激活I(lǐng)κB激酶1（IKKα）而不須通過NF-κB伴隨亞單位（NF-KB essential modifier，NEMO）泛素化，從而使信號通路激活。NF-κB的激活可促使鈣超載、氧化損傷、細(xì)胞凋亡等[20]，在心肌缺血再灌注損傷中，可引起炎癥風(fēng)暴[21]。

一系列研究表明，多種中藥單體及有效成分可抑制NF-κB的激活，主要通過抑制上游Toll樣受體4（TLR4）、NF-κB 活化及核易位、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、過氧化損傷及調(diào)控能量代謝等減輕心肌損害[22]。NF-κB通過激活NOD樣受體家族蛋白3誘發(fā)炎癥而促進(jìn)高血壓，阻滯NF-κB可抑制NOD樣受體家族蛋白3和胱天蛋白酶1的激活，從而降低血壓[23]。

有研究表明，包括炎癥在內(nèi)的母體有害因素會導(dǎo)致后代高血壓的發(fā)生。母體炎癥編程偏于NF-κB的過度激活，NF-κB活性的持續(xù)升高增加了后代高血壓損害的敏感性，通過使用NF-κB抑制劑（N-對甲苯磺?；?L-苯丙氨酸氯甲基酮）可以降低此敏感性[24]。TLR4 / NF-κB介導(dǎo)的炎癥信號和氧化應(yīng)激參與高血壓誘導(dǎo)的左心室重構(gòu)的發(fā)生和發(fā)展，NF-κB抑制劑吡咯烷二硫代氨基甲酸酯（PDTC）不僅抑制NF-κB的活化，而且降低TLR4的表達(dá)和AngⅡ含量[25]，減輕左心室重構(gòu)。卡托普利通過NF-κB信號傳導(dǎo)的失活改善自發(fā)性高血壓大鼠中的腎損傷和炎癥反應(yīng)[26]。雷米普利通過抑制Ang II引起的NF-κB活化，減輕單核細(xì)胞浸潤而實(shí)現(xiàn)對自發(fā)性高血壓大鼠的腎臟保護(hù)作用[27]。miR-101a過表達(dá)通過抑制NF-κB途徑阻斷AngⅡ誘導(dǎo)的促炎標(biāo)志物的上調(diào)，從而達(dá)到在高血壓腎病模型中起到腎保護(hù)的作用[28]。

桑白皮中提取的二苯乙烯--氧化白藜蘆醇可以與雌激素受體具有強(qiáng)結(jié)合活性，以雌激素受體依賴方式顯著抑制脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)（例如，上調(diào)的IκB-α磷酸化，NF-κB核轉(zhuǎn)位和細(xì)胞因子信使RNA表達(dá)）[29]。桑根酮C和桑根酮D可顯著降低NO生成量、NF-κB活性，同時(shí)抑制NO合成酶的表達(dá)，發(fā)揮抗炎、鎮(zhèn)痛的作用[6]。

桑白皮及其有效成分氧化白藜蘆醇、桑根酮C和桑根酮D可能作為一種NF-κB抑制劑，通過抑制NF-κB的活性，阻斷AngII誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)及血壓升高，并且改善NO的生物利用度，從而治療高血壓。

2.3 其他利尿劑為治療高血壓的常規(guī)用藥之一，桑白皮60%乙醇提取物對兔的利尿效果最強(qiáng)，醋酸乙酯萃取物是其有效成分[30]，桑白皮的水煎劑在利尿的同時(shí)對于腎臟沒有顯著損傷[31]，且生桑白皮優(yōu)于蜜桑白皮[32]。但其作為一種利尿劑治療高血壓的機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究探討。

3 討論

高血壓是一種可伴有心臟、腦、腎臟、視網(wǎng)膜等功能減退或器質(zhì)性損害的心血管綜合征，是重要的心血管疾病危險(xiǎn)因素。我國高血壓的標(biāo)化治療率仍較低，難治性高血壓仍占較大比例，嚴(yán)重影響病人生活質(zhì)量，中醫(yī)藥治療有一定優(yōu)勢。桑白皮主入肺、脾經(jīng)，具有瀉肺平喘、利水消腫的功效。其藥理作用復(fù)雜，主要集中在鎮(zhèn)咳、平喘、祛痰、利尿，降脂、降糖、降壓，鎮(zhèn)痛、抗炎等方面。從匯總而看，桑白皮治療高血壓的機(jī)制主要集中在以下3個(gè)途徑：①桑白皮水提物上調(diào)CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、抑制Th2細(xì)胞因子的表達(dá)，從而抑制AngⅡ介導(dǎo)的血壓升高及血管損害；②桑白皮及其有效成分氧化白藜蘆醇、桑根酮C和桑根酮D可能作為一種NF-κB抑制劑，通過抑制NF-κB的活性，阻斷AngⅡ誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)及血壓升高，且改善NO的生物利用度，從而治療高血壓；③桑白皮60%乙醇提取物，發(fā)揮其利尿作用，但機(jī)制仍待進(jìn)一步研究。以上3個(gè)關(guān)聯(lián)因素可作為桑白皮治療高血壓中機(jī)制研究的切入點(diǎn)，以后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究來加以驗(yàn)證。

本研究利用知識發(fā)現(xiàn)工具Arrosmith對PubMed中關(guān)于桑白皮和高血壓的英文文獻(xiàn)進(jìn)行分析，目的是從情報(bào)學(xué)的角度探討桑白皮及其有效成分對高血壓的可能治療機(jī)制，從而為其機(jī)制研究提供合理的線索和方向，為進(jìn)一步發(fā)掘藥物與效應(yīng)基礎(chǔ)提供合理的假設(shè)，進(jìn)而聯(lián)合藥學(xué)、臨床和實(shí)驗(yàn)等各方面力量，對科學(xué)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，提高臨床研究指向性。