川貝母止咳化痰作用的網(wǎng)絡藥理學研究

周金龍 謝旭陽 巴合扎提?恩特馬克 古麗菲拉?庫爾班江 金晶

【摘要】：網(wǎng)絡藥理學是基于復雜網(wǎng)絡的構建與分析技術，常用數(shù)據(jù)庫目標網(wǎng)絡的構建往往采用生物學、藥理學知識梳理的方法，并應用數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計分析。中藥產(chǎn)品化學物質(zhì)實體與機體生物活動的交互規(guī)律研究成為中藥現(xiàn)代研究的重要切入點，網(wǎng)絡藥理學和“精準醫(yī)學”“精準藥學”相輔相成，基于基因、靶點和蛋白之間復雜網(wǎng)絡關系和大數(shù)據(jù)庫的研究，有利于新藥研發(fā)，本次研究通過網(wǎng)絡藥理學方法研究川貝母主要活性成分及藥理機制，探討川貝母藥效物質(zhì)基礎及多維藥理作用，為下一步試驗驗證及研發(fā)提供理論依據(jù)?，F(xiàn)總結如下。

【關鍵詞】川貝母;網(wǎng)絡藥理學;化痰止咳

1.網(wǎng)絡藥理學的研究現(xiàn)狀

網(wǎng)絡藥理學（Network pharmacology）是基于復雜網(wǎng)絡的構建與分析技術，結合系統(tǒng)生物學和多向藥理學發(fā)展而來的一種研究藥物的新方法、新理念[1]，通過運用組學、高通量篩選、分子交換驗證及網(wǎng)絡分析等技術揭露藥物、基因、靶點與疾病之間復雜的網(wǎng)絡信號關系，分析并模擬預測藥物的藥理作用機制并通過相應的實驗來檢驗、評估藥物的治療效果、毒副反應及理論機制[2]。

研究通過整合包括生物網(wǎng)絡、藥物-藥物網(wǎng)絡，藥物-靶標網(wǎng)絡和靶標-疾病網(wǎng)絡三個層次，利用復雜網(wǎng)絡分析方法，得到“整體大于部分之和”的研究結果[3]。研究思路通常先整合篩選數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)并建立特定藥物作用機制網(wǎng)絡預測模型，再從生物網(wǎng)絡平衡的角度解析藥物發(fā)揮作用的藥理機制，提出一種基于網(wǎng)絡的復方中藥研究計算工作流程，Hsin K Y等[4]采用對接或分子動力學等方法量化蛋白質(zhì)和化合物之間的相互作用來模擬生物網(wǎng)絡動態(tài)，并結合網(wǎng)絡拓撲分析和化學信息學來預測數(shù)據(jù)庫內(nèi)部天然化合物的安全性，該方法不僅有助于闡釋配方的劑量效應其仿真結果也有利于設計新的藥物組合。

常用數(shù)據(jù)庫目標網(wǎng)絡的構建往往采用生物學、藥理學知識梳理的方法，并應用數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計分析[5]。常用的藥物分子數(shù)據(jù)庫有Drug bank（www.drugbank.ca）、 中藥化學信息數(shù)據(jù)庫（www.chem960.com）及中國天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫（www.pharmdata.ac.cn）等，以上數(shù)據(jù)庫提供了藥物分子的結構、功能、作用途徑等信息數(shù)據(jù);常用的靶點數(shù)據(jù)庫有OMIM（www.omim.org）、Thomoson Pharma、Therapeutic Target Database（https：//db.idrblab.org/ttd/）、Entrez gene（www.ncbi.gene.com）等，它們主要提供與疾病相關的基因、蛋白質(zhì)靶點信息及藥物分子-靶點作用關系信息。同時，大量數(shù)據(jù)分析離不開計算機技術的輔助，網(wǎng)絡可視化工具可將復雜數(shù)據(jù)進行整合，直觀呈現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點的相互聯(lián)系，可視化工具主要有 Cytoscape、 Pajek、 GUESS及WDAS等。

2.基于網(wǎng)絡藥理學的中藥學研究

千百年來，以“整體觀”和“辨證論治”為指導的中醫(yī)學思想創(chuàng)立了眾多臨床療效確切的單味藥及復方制劑，但因其復雜的成分，多靶點的起效機制而限制其進一步發(fā)展，近年來，中藥產(chǎn)品化學物質(zhì)實體與機體生物活動的交互規(guī)律研究成為中藥現(xiàn)代研究的重要切入點，網(wǎng)絡藥理學和“精準醫(yī)學”“精準藥學”相輔相成，基于基因、靶點和蛋白之間復雜網(wǎng)絡關系和大數(shù)據(jù)庫的研究，有利于新藥研發(fā)，首先，預測復方中藥活性成分（潛在靶標）、可能作用的信號通路及主要藥效成分，Wu X M等[6]發(fā)現(xiàn)六味地黃丸不同活性成分組合可作用于共同的網(wǎng)絡化靶點，同時發(fā)現(xiàn)其具有阻止疾病從炎癥發(fā)展到癌癥階段的作用;其次，通過構建靶標-疾病之間的復雜關系網(wǎng)絡挖掘其中關鍵節(jié)點和功能模塊，用于尋找單分子多靶點或多分子多靶點的潛在新藥，徐婷等[7]根據(jù)黃芪-當歸的化學成分及相關作用靶點匯聚成藥物-靶點網(wǎng)絡，并對相關靶點的基因及涉及的通路進行功能注釋分析，篩選獲得58個活性成分及206個相關靶點，分布于傳導、細胞凋亡、炎癥反應等多條生物信號的通路;同時，融合病證理念，通過構建“藥物-靶標-病證”，復雜關系網(wǎng)絡，以相關蛋白、靶點為節(jié)點，從而多層次、系統(tǒng)地表征疾病或證候與生物分子的關系，李琳等[8]通過數(shù)據(jù)庫搜集并結合生物學網(wǎng)絡，建立痰瘀互結證網(wǎng)絡模型，采用網(wǎng)絡拓撲學對靶點進行分析，有助于進一步認識復方中藥與此病證的作用關聯(lián);最后，從整體上系統(tǒng)全面地闡釋藥物治療疾病的作用機制，為復方中藥的毒理學研究開辟了新道路，利用網(wǎng)絡建模來識別復方中藥中的有毒成分和毒理學機制，并預測機體潛在的不良反應和復方中藥配伍的矛盾，沈紅等[9]使用液質(zhì)聯(lián)用儀器測定大鼠體內(nèi)血漿中的3種烏頭類生物堿含量并同時建立藥物動力學實驗來觀察其在大鼠體內(nèi)的含量變化，發(fā)現(xiàn)甘草與附子配伍能減少大鼠對有毒物質(zhì)的吸收，而甘草附子合煎相較于兩者單煎合并，其藥效更強。

3.川貝母治療肺系疾病的研究現(xiàn)狀

川貝母為百合科植物川貝母（ Fritillaria cirrhosa D. Don）、暗紫貝母（Fritillaria unibracteata Hsiao et K. C. Hsia）、甘肅貝母（ Fritillaria przewalskii Maxim.）、梭砂貝母（ Fritillaria delavayi Franch.）、太白貝母（Fritillaria tai paiensis P.Y.Li）或瓦布貝母[ Fritillaryia unibracteata hsiao et K. C. Hsia var. wabuensis（S. Y. Tang et S. C. Yue）Z. D. Liu， S. Wang et S.C.Chen]的干燥鱗莖[10]，是臨床常用止咳藥物之一，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為中品，在《本草綱目》以前，歷代文獻均未明確分條論述川貝母和浙貝母。明本草匯言有“川者為妙”之說，自此遂有川貝母和浙貝母之別，川貝母具有止咳化痰，潤肺散結的作用，有“止咳圣藥”之稱[11]。主治肺虛久咳，虛勞咳嗽，燥熱咳嗽，肺癰，瘰疬，癰腫，乳癰等病癥，在許多治療支氣管炎、肺結核等病癥的中藥方劑或中成藥制劑中都有應用[12]，2005年版《中國藥典》收載的中成藥中有174個成藥使用了川貝母原料，約占國家標準收載的中成藥總數(shù)2.27%。

現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)川貝母成分復雜，藥理作用多樣，有效成分主要包括西貝母堿、貝母素甲和貝母素乙等數(shù)百余種生物堿類成分，主要具有鎮(zhèn)咳祛痰、抗炎平喘、抑菌及降壓等作用。李萍等[13]證明川貝母可降低痰液黏稠度，對平滑肌有松弛作用，且川貝母中較高含量的皂苷可使小鼠呼吸道中的酚紅分泌物顯著增加，表明川貝母中皂苷可能是祛痰作用有效成分。川貝母中的西貝素、西貝素β-氮氧化物、異浙貝甲素、異浙貝甲素β-氮氧化物等4種生物堿是鎮(zhèn)咳、化痰、消炎的主要有效成分[14，15]，張羽飛等[16]發(fā)現(xiàn)川貝母可有效抑地制哮喘模型小鼠氣道炎癥反應，改善哮喘癥狀。

然而，關于川貝母具體的活性物質(zhì)基礎及產(chǎn)生藥理作用的分子機制相關研究較少，對機體生理病理具體影響途徑依據(jù)尚不充，故本次研究目的在于利用網(wǎng)絡藥理學方法整合并分析先期關于川貝母止咳化痰藥效物質(zhì)基礎及作用機制，為進一步實驗室驗證和開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

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