基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究絡(luò)石藤-伸筋草藥對治療骨關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制

蔣濤 孔博 顏威 吳昌桂 徐醒 江敏 奚小冰

摘要 目的：運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法研究絡(luò)石藤-伸筋草藥對治療骨關(guān)節(jié)炎的生物活性成分和潛在的作用機(jī)制。方法：從中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(tái)（TCMSP）和中國科學(xué)院化學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)庫（CASC）中收集已知的絡(luò)石藤-伸筋草藥對中的生物活性化學(xué)成分;使用Swiss Target Prediction網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器預(yù)測化合物的蛋白靶點(diǎn);從疾病數(shù)據(jù)庫中挖掘已知的骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù);利用收集到的數(shù)據(jù)分別構(gòu)建蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)并提取其交集作為藥物-疾病相互作用網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析篩選出核心靶點(diǎn);使用DAVID數(shù)據(jù)庫對核心靶點(diǎn)進(jìn)行GO注釋分析和KEGG通路分析。結(jié)果：從TCMSP和CASC數(shù)據(jù)庫中共收集到108個(gè)已知的絡(luò)石藤-伸筋草藥對中的化學(xué)成分，虛擬篩選后得到17個(gè)生物活性化合物，并預(yù)測出117個(gè)潛在的蛋白靶點(diǎn);從疾病數(shù)據(jù)庫中一共檢索到191個(gè)骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)靶點(diǎn);對化合物和疾病的交集PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析得到208個(gè)核心靶點(diǎn)，這些靶點(diǎn)主要富集到自噬、凋亡、炎性反應(yīng)、雌激素相關(guān)的生物過程和信號通路。結(jié)論：絡(luò)石藤-伸筋草藥對可能通過多條生物途徑發(fā)揮調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)、自噬、凋亡和類雌激素樣作用發(fā)揮抗骨關(guān)節(jié)炎作用。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);絡(luò)石藤;伸筋草;藥對;骨關(guān)節(jié)炎

Potential Mechanism of Herb Pair Caulis Trachelospermi and Herba Lycopodii on Osteoarthritis Based on the Network Pharmacology Study

JIANG Tao1，2，Kong Bo1，2，YAN Wei1，2，WU Changgui1，2，XU Xing2，JIANG Ming2，XI Xiaobing 1，2

（1 Shanghai Ruijin Hospital，Shanghai Jiaotong University School of Medicine，Shanghai 20025，China; 2 Shanghai Key Laboratory of Prevention and Cure of Bone and Joint Disease by Combined Chinese and Western Medicine，Shanghai 20025，China）

Abstract Objective：To excavate the bio-active compounds and potential molecular mechanism for the herb pair Caulis Trachelospermi and Herba Lycopodii on osteoarthritis （OA） based on the network pharmacology method.Methods：Known bioactive-ingredients of the of herb pair were obtained from the Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform （TCMSP） and the Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS，Chemistry Database （CASC） with their potential targets predicted by the Swiss Target Prediction server.Known OA-related genes were mined in disease databases; protein-protein interaction （PPI） network was constructed with the collected data，and their intersection was extracted as drug-disease interaction network; core gene targets were screened through network topology analysis.Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes signaling pathway analysis and Gene ontology analysis were performed to reveal gene function by DAVID database.Results：A total of 108 ingredients of two herbs were retrieved from the TCMSP and CASC databases and 17 of them are considered to be bio-active which yield 117 possible targets.191 OA-related targets were retrieved from the disease database.Network topology analysis of the Drug-disease interaction network yielded 208 core targets，which mainly enriched into inflammation，autophagy，and estrogen-related biological processes and pathways.Conclusion：The Caulis Trachelospermi-Herba Lycopodii herb pair may treat OA through adjusting inflammatory，autophagy and exerting estrogen-like effect，which embodied the multi-component，multi-target and multi-pathway synergy characteristics of traditional Chinese medicine，and provided ideas for further research.

Keywords Network pharmacology; Caulis Trachelospermi; Herba Lycopodii; Herb pair; Osteoarthritis

中圖分類號：R285;R284文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.24.003

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是一種以關(guān)節(jié)軟骨退化和滑膜炎為特征的骨與關(guān)節(jié)退行性疾病，臨床表現(xiàn)為關(guān)節(jié)僵硬、腫脹、疼痛、活動(dòng)受限等[1]。OA在老年人群中發(fā)病率較高，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致身體殘疾，嚴(yán)重影響患者的生命質(zhì)量[2]。目前OA的藥物療法主要包括口服阿片類鎮(zhèn)痛藥或非甾體抗炎藥、關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射皮質(zhì)類固醇等，這些藥物通常伴隨胃腸道刺激反應(yīng)，長期使用可能會(huì)影響肝腎功能，增加心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)，因此許多患者不愿使用[3]。

OA屬于中醫(yī)“痹癥”的范疇。絡(luò)石藤-伸筋草藥對是著名中醫(yī)骨傷流派魏氏傷科治療風(fēng)濕痹痛常用的配伍組合，其具有祛風(fēng)除濕、通痹止痛的作用，在臨床治療OA、慢性腰背痛中有廣泛的運(yùn)用。絡(luò)石藤是夾竹桃科植物絡(luò)石（Trachelospermum jasminoides（Lindl.）Lem.）的干燥帶葉藤莖，《本草綱目》中記載：“絡(luò)石，氣味平和，其功主筋骨關(guān)節(jié)風(fēng)熱癰腫，變白耐老”?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，絡(luò)石藤甲醇提取物在體外通過抑制環(huán)氧合酶-1，環(huán)氧合酶-2，磷脂酶A2和12-脂氧合酶發(fā)揮抗炎功效[4]。伸筋草是石松科植物石松（Lycopodium japonicum Thunb.）的干燥全草，《本草拾遺》中記載：“（伸筋草）主人久患風(fēng)痹，腳膝疼冷，皮膚不仁，氣力衰弱”。伸筋草提取物主要發(fā)揮鎮(zhèn)痛、抗炎、抗氧化的作用[5]。

本研究旨在通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探索絡(luò)石藤-伸筋草藥對中治療骨關(guān)機(jī)炎的生物活性成分及其藥理學(xué)機(jī)制，為后續(xù)的研究提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 中藥化學(xué)成分虛擬篩選

通過檢索“中藥系統(tǒng)藥理數(shù)據(jù)庫和分析平臺(tái)”（TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）和中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所化學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)庫（CASC.http：//www.organchem.csdb.cn.）獲取伸筋草和絡(luò)石藤的已知化學(xué)成分及其藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。進(jìn)而篩選出具有生物活性的化合物納入研究，篩選標(biāo)準(zhǔn)為化合物口服吸收利用度大于20%（OB>20%），化合物類藥性大于0.18（DL>0.18）?？诜绽枚缺硎窘?jīng)過口服將特定化合物遞送至體循環(huán)的能力。類藥性指的是一個(gè)理想藥物應(yīng)基本具備的特性，是化合物的理化性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)特征的綜合反映。

1.1.2 檢索OA相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)

OA相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)收集自Drugbank數(shù)據(jù)庫（https：//www.drugbank.ca），Therapeutic Target Database數(shù)據(jù)庫（TTD，http：//systemsdock.unit.osit.jp/iddp/home/index），以及DisGeNET數(shù)據(jù)庫（http：//www.disgenet.org/）。檢索詞設(shè)定為“osteoarthritis”，種屬限定為“homo sapiens”。

1.2 方法

1.2.1 生物活性化合物的靶點(diǎn)預(yù)測

從Pubchem數(shù)據(jù)庫（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/）中獲取絡(luò)生物活性化合物的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)相似性原則，使用SwissTargetPrediction（http：//www.swisstargetprediction.ch/）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器預(yù)測可能與生物活性成分相互作用的人類蛋白靶點(diǎn)。

1.2.2 成分靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

利用Cytoscape軟件構(gòu)建一個(gè)成分-靶點(diǎn)相互作用網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)代表特定的成分或蛋白靶點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的邊代表成分與靶點(diǎn)之間的相互作用。節(jié)點(diǎn)的度值（Degree）表示與該節(jié)點(diǎn)相連的邊的數(shù)量，度值越大，說明該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中更加具有“中心性”。

1.2.3 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析

為了系統(tǒng)地研究化合物與靶點(diǎn)之間復(fù)雜的協(xié)同作用，利用上述得到的生物活性成分相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)和已知的OA相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)分別構(gòu)建2個(gè)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（Protein-protein Interaction，PPI）網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)代表特定的蛋白靶點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的邊表示相鄰蛋白之間的相互作用。提取2個(gè)PPI網(wǎng)絡(luò)的交集部分構(gòu)成一個(gè)新的交集網(wǎng)絡(luò)。對交集網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析，挖掘其核心節(jié)點(diǎn)。本研究選用“中介中心性”（Betweenness Centrality，BC），“接近中心性”（Closeness Centrality，CC），“度中心性”（Degree Centrality，DC），“特征向量中心性”（Eigenvector Centrality，EC），“網(wǎng)絡(luò)中心性”（Network Centrality，NC），“局部平均連通性”（Local average Connectivity，LAC）共6個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)參數(shù)。首先篩選出DC值大于兩倍中位數(shù)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成顯著交集PPI網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步篩選出同時(shí)滿足BC，CC，DC，EC，NC，LAC分別大于中位數(shù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成核心PPI網(wǎng)絡(luò)。

1.2.4 富集分析

本研究使用DAVID數(shù)據(jù)庫（https：//david.ncifcrf.gov/）進(jìn)行Gene Ontology（GO）注釋分析和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）通路分析。GO注釋分析主要包括生物過程（Biological Process），分子功能（Molecular Function）和細(xì)胞組成（Cellular Component）3個(gè)部分，本研究中我們主要關(guān)注生物過程部分。種屬限定為“homo sapiens”，P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 絡(luò)石藤-伸筋草藥對中的生物活性成分及其作用靶點(diǎn)

在TCMSP和CASC數(shù)據(jù)庫中檢索“絡(luò)石藤”和“伸筋草”2個(gè)詞條，共收集到108個(gè)已知的小分子化合物，其中包括34個(gè)絡(luò)石藤化合物，72個(gè)伸筋草化合物和2個(gè)伸筋草-絡(luò)石藤共有的化合物。只有17個(gè)小分子化合物滿足OB>20%，DL>0.18的篩選條件（表1），包括4個(gè)來自伸筋草的化合物，11個(gè)來自絡(luò)石藤的化合物以及2個(gè)伸筋草-絡(luò)石藤共有的化合物。這17個(gè)小分子化合物被認(rèn)為是絡(luò)石藤-伸筋草藥對發(fā)揮藥理作用的主要生物活性化合物。使用SwissTargetPrediction網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)預(yù)測可能與這17個(gè)生物活性小分子化合物相互作用的蛋白靶點(diǎn)，去除重復(fù)值之后，共收集到117個(gè)靶點(diǎn)。選取可與2個(gè)以上化合物相互作用的蛋白靶點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)“成分-靶點(diǎn)相互作用網(wǎng)絡(luò)”來揭示生物活性化合物與其靶點(diǎn)的復(fù)雜相互作用關(guān)系，該網(wǎng)絡(luò)有77個(gè)節(jié)點(diǎn)和186條邊。大多數(shù)小分子化合物能夠作用于多個(gè)蛋白靶點(diǎn)，大多數(shù)蛋白靶點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)以上的化合物。其中，酪氨酰DNA磷酸二酯酶1（TDP1），微管相關(guān)tau蛋（MAPT），雌激素受體1（ESR1），溶質(zhì)載體家族6成員2（SLC6A2），腺苷A1受體（ADORA1）的度值大于5（Degree>5），說明分別有5個(gè)以上的小分子化合物可以作用于這些靶點(diǎn)。見圖1。

2.2 已知的OA相關(guān)靶點(diǎn)

以“osteoarthritis”為關(guān)鍵詞檢索Drugbank，TTD，DisGeNET數(shù)據(jù)庫，分別獲得83、20、103個(gè)已知的OA治療靶點(diǎn)。去除重復(fù)值后，一共獲得191個(gè)OA相關(guān)靶點(diǎn)，其中有19個(gè)靶點(diǎn)與生物活性化合物的靶點(diǎn)重合（圖2A）。這表明絡(luò)石藤和伸筋草配伍使用既能夠增加治療靶點(diǎn)數(shù)量，擴(kuò)大治療范圍，又能協(xié)同作用于共同靶點(diǎn)，提高療效。從圖2B中可以看到，木犀草素（Luteolin）、芹菜素（Apigenin）和去甲漢黃芩素苷（Norwogonin）分別能與8個(gè)、5個(gè)、5個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)發(fā)生相互作用，是絡(luò)石藤中最主要的抗骨關(guān)炎成分;6-O-E-阿魏酰筋骨草苷（6-O-E-Feruloylajugol）能作用于6個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)，是伸筋草中的最主要的抗OA成分。

2.3 PPI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與核心節(jié)點(diǎn)篩選

生物活性化合物靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)（圖3A）有4 121個(gè)節(jié)點(diǎn)和105 753條邊，OA相關(guān)靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)（圖3B）一共有4 553個(gè)節(jié)點(diǎn)和106 014條邊。通過提取2個(gè)PPI網(wǎng)絡(luò)的重疊部分構(gòu)建交集網(wǎng)絡(luò)，獲得生物活性化合物-OA相互作用的PPI網(wǎng)絡(luò)（圖3C），該網(wǎng)絡(luò)有2 497個(gè)節(jié)點(diǎn)和70 933條邊?；谥暗难芯縖8]，篩選出DC值大于兩倍中位數(shù)（DC>74）的節(jié)點(diǎn)作為顯著節(jié)點(diǎn)，并構(gòu)建顯著交集PPI網(wǎng)絡(luò)（圖3D），該網(wǎng)絡(luò)具有591個(gè)節(jié)點(diǎn)和25 557條邊。再此基礎(chǔ)上篩選出同時(shí)滿足BC、CC、DC、EC、NC、LAC分別大于中位數(shù)的節(jié)點(diǎn)作為核心節(jié)點(diǎn)，并構(gòu)建核心PPI網(wǎng)絡(luò)（圖3E）。本研究中，BC、CC、DC、EC、NC、LAC的中位數(shù)分別為366.534、0.532、76、0.031、22.448、24.431。核心網(wǎng)絡(luò)一共有208個(gè)節(jié)點(diǎn)和7 352條邊。

2.4 富集分析

利用DAVID數(shù)據(jù)庫對上述208個(gè)核心靶點(diǎn)進(jìn)行富集分析。其中GO注釋分析（圖4A）主要得到調(diào)節(jié)自噬（GO：10 506，P=3.32E-03）、凋亡過程（GO：6 915，P=4.57E-03）、MAPK級聯(lián)（GO：165，P=2.31E-05）、I-κB激酶/核因子-κB信號傳導(dǎo)（GO：7 249，P=8.54E-04）、NIK/核因子-κB信號傳導(dǎo)（GO：38 061，P=1.32E-03）等細(xì)胞炎性反應(yīng)、自噬相關(guān)的生物過程。KEGG通路富集分析（圖4B）主要得到MAPK信號通路（KEGG04010，P=2.04E-05）、HIF-1信號通路（KEGG04066，P=2.85E-05）、PI3K-Akt信號通路（KEGG04151，P=5.65E-05）、FoxO信號通路（KEGG04068，P=2.11E-03）、核因子-κB信號通路（KEGG04064，P=6.46E-03）、Notch信號通路（KEGG04330，P=7.11E-03）、TGF-β信號通路（KEGG04350，P=1.97E-02）等炎性反應(yīng)、自噬相關(guān)信號通路，以及雌激素信號通路（KEGG04915，P=1.10E-06）、GnRH信號通路（KEGG04912，P=8.23E-03）等雌激素相關(guān)信號通路。

3 討論

中醫(yī)藥治療疾病具有多成分、多靶點(diǎn)、多途徑協(xié)同作用的特點(diǎn)，是其區(qū)別于西藥的一大特征[6]。但也由于其多種成分混雜，作用機(jī)制不明確等原因受到許多質(zhì)疑。傳統(tǒng)藥理學(xué)研究方法由于其主要著眼于單個(gè)靶點(diǎn)和通路，不能體現(xiàn)中醫(yī)藥的特色，也不符合于中藥現(xiàn)代化研究的要求。在國家積極推動(dòng)中藥現(xiàn)代化研究的大背景下，如何在繼承和發(fā)揚(yáng)中醫(yī)藥優(yōu)勢和特色的基礎(chǔ)上，充分利用好現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法對中藥進(jìn)行深入的研究與開發(fā)是當(dāng)下的難點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一種新興的藥物研發(fā)手段。2007年，清華大學(xué)李梢教授首先提出基于生物網(wǎng)絡(luò)的中藥方劑研究框架[7]。同年，英國的Hopkins教授提出“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”（Network Pharmacology）一詞，并將其定義為“下一代藥物研發(fā)模式”[8]。近年來，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)用于中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究已經(jīng)取得了豐富的成果，吸引了多學(xué)科研究者的關(guān)注。

本研究對絡(luò)石藤-伸筋草藥對中的化合物進(jìn)行虛擬篩選發(fā)現(xiàn)有17種口服吸收利用度高（OB>20%），類藥性好（DL>0.18）的小分子化合物能夠進(jìn)入生物體體循環(huán)中發(fā)揮作用。值得注意的是，雖然相比于絡(luò)石藤，伸筋草中已經(jīng)被鑒別出更多的化合物，但是伸筋草中的化合物普遍具有較低的口服吸收利用度，這使得這些化合物比較難進(jìn)入體循環(huán)發(fā)揮作用。木犀草素、去甲漢黃芩素苷、芹菜素和6-O-E-阿魏酰筋骨草苷分別能夠作用于5個(gè)以上抗OA關(guān)鍵靶點(diǎn)，被認(rèn)為是藥對中主要發(fā)揮抗OA作用的成分。木犀草素在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出較好的抗炎活性，其主要通過核因子-κB，MAPK通路發(fā)揮作用[9]。Khan等[10]的研究發(fā)現(xiàn)漢黃芩苷可以通過ROS/ERK/Nrf2信號通路發(fā)揮抗炎和軟骨保護(hù)作用。芹菜素是一種有效的樹突狀細(xì)胞成熟和遷移抑制劑，在膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型中可以有效地預(yù)防關(guān)節(jié)炎[11]。其他研究表明芹菜素通過包括核因子-κB，MAPK和蛋白激酶B等多種的信號通路發(fā)揮抗炎作用[12-13]。

MAPT靶點(diǎn)可能與絡(luò)石藤-伸筋草藥對中的7種生物活性成分相互作用。MAPT是經(jīng)典炎性通路MAPK信號通路中的重要節(jié)點(diǎn)，F(xiàn)eng等[14]的研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)MAPT蛋白水平升高可導(dǎo)致細(xì)胞自噬障礙。此外，許多植物類黃酮已被發(fā)現(xiàn)可以通過發(fā)揮類雌激素樣作用改善去卵巢小鼠的骨密度[15]。OA在雌激素水平低于正常值的絕經(jīng)后老年婦女人群中最為常見，這說明雌激素可能是OA重要的調(diào)節(jié)因子。來自絡(luò)石藤和伸筋草的芹菜素、去甲漢黃芩苷、芒柄花黃素、谷甾醇和豆甾醇等都可能作用于ESR1靶點(diǎn)，這表明這些化合物可能具有類雌激素活性。

OA的特征性病理表現(xiàn)是關(guān)節(jié)軟骨的退變，其分子機(jī)制主要與軟骨細(xì)胞的自噬和凋亡有關(guān)[16]。自噬可以清除細(xì)胞受損的細(xì)胞器和失效大分子，是維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的不可或缺的機(jī)制。核心交集PPI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的GO注釋分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，絡(luò)石藤-伸筋草藥對可能可以在調(diào)節(jié)自噬、凋亡過程等生物過程中發(fā)揮作用。此外，KEGG通路分析也發(fā)現(xiàn)了該藥對可以作用于HIF-1信號通路、PI3K-Akt信號通路等調(diào)節(jié)自噬的關(guān)鍵通路。HIF-1信號通路與細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境有關(guān)，關(guān)節(jié)軟骨中沒有血管、神經(jīng)和淋巴組織，其主要通過滑膜液和軟骨下骨擴(kuò)散至軟骨層的氧氣和營養(yǎng)來維持軟骨細(xì)胞的活力，因此關(guān)節(jié)軟骨長期處于一個(gè)低氧的狀態(tài)[17]。HIF-1信號通路在缺氧誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨的自噬和凋亡中發(fā)揮作用[18]。Zhang等[19]在膝關(guān)節(jié)炎大鼠模型中發(fā)現(xiàn)HIF-1a的表達(dá)增高，通過抑制HIF-1a可以改善大鼠滑膜纖維化。Xue等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，抑制OA大鼠軟骨細(xì)胞的PI3K-Akt信號通路能夠促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞的自噬，減輕炎性反應(yīng)。

抗炎療法是目前臨床治療OA的重要手段[21]。交集PPI網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的KEGG通路富集分析結(jié)果顯示，絡(luò)石藤-伸筋草藥對可能通過調(diào)節(jié)多條通路發(fā)揮調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)的作用，其中主要包括核因子-κB信號通路、MAPK信號通路、PI3K-Akt信號通路、FoxO信號通路、Notch信號通路、TGF-β信號通路等。GO注釋分析也發(fā)現(xiàn)該藥對能調(diào)節(jié)MAPK級聯(lián)和核因子-κB信號傳導(dǎo)等炎性反應(yīng)相關(guān)生物過程。MAPK信號通路和核因子-κB信號通路是經(jīng)典的炎性反應(yīng)通路，許多現(xiàn)有的藥物主要通過這2個(gè)通路發(fā)揮抗OA作用[22-23]。成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中可見絡(luò)石藤-伸筋草藥對中的多個(gè)化合物可能可以直接作用于MMP1，MMP2，MMP3，MMP9，MMP13等多個(gè)基質(zhì)金屬蛋白酶家族的靶點(diǎn)，這些靶點(diǎn)是MAPK信號通路中的核心節(jié)點(diǎn)。此外，F(xiàn)oxO信號通路與細(xì)胞應(yīng)對氧化應(yīng)激有關(guān)，關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中的FoxO的表達(dá)會(huì)隨衰老和關(guān)節(jié)炎而減少[24]。體內(nèi)研究表明，OA軟骨細(xì)胞中FoxO的表達(dá)增加能夠有效減少炎性反應(yīng)遞質(zhì)和軟骨降解酶的產(chǎn)生，增加保護(hù)性基因的表達(dá)，并發(fā)揮拮抗白細(xì)胞介素-1β的作用[25]。TGF-β減少miR140在人體內(nèi)的活性，miR140是一種miRNA，它能夠下調(diào)例如MMP13、ADAMTS5等損害關(guān)節(jié)軟骨的基因的表達(dá)。全身性抑制TGF-β被認(rèn)為是抑制OA病理進(jìn)程的選擇之一，但這也將導(dǎo)致健康軟骨中TGF-β活性受到抑制，從而損害正常的軟骨[26]。

本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法系統(tǒng)地揭示出絡(luò)石藤-伸筋草藥對可能通過多條生物途徑發(fā)揮調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)、自噬、凋亡和類雌激素樣作用發(fā)揮抗OA作用。這一結(jié)果符合中醫(yī)藥治療疾病的多成分、多靶點(diǎn)、多通路協(xié)同作用的特點(diǎn)，同時(shí)也說明網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法運(yùn)用于中醫(yī)藥研究的科學(xué)性和有效性。

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（2020-02-25收稿 責(zé)任編輯：楊覺雄）

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81703576）;上海市中醫(yī)藥三年行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目[ZY-（2018-2020）-CCCX-1011]作者簡介：蔣濤（1994.01—），男，碩士研究生在讀，研究方向：中醫(yī)骨傷科研究，E-mail：jt10210@163.com通信作者：奚小冰（1971.07—），男，碩士，主任醫(yī)師，研究方向：中醫(yī)骨傷科研究，E-mail：skxixiaobing@163.com