基于網(wǎng)絡藥理學探討鴉膽子對肺癌的作用機制

張濤 孫昉昉 李耀輝

摘要 目的：采用網(wǎng)絡藥理學方法探討鴉膽子對肺癌的作用機制。方法：通過檢索中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫（TCMSP）提取鴉膽子的有效成分及其相關作用靶點;檢索GeneCards和OMIM數(shù)據(jù)庫提取肺癌疾病靶點;采用STRING數(shù)據(jù)庫構建蛋白互作網(wǎng)絡，Cytoscape構建化合物-靶點網(wǎng)絡以及化合物-靶點-生物過程-通路網(wǎng)絡，DAVID數(shù)據(jù)庫對靶點進行GO富集分析和KEGG通路富集分析。結果：檢索TCMSP得到并通過OB值和DL值篩選得到有效成分15中，有效靶點44個。檢索GeneCards數(shù)據(jù)庫和OMIM數(shù)據(jù)庫得到疾病靶點21 729個，將化合物靶點與疾病靶點相映射得到交集靶點39個。將結果導入Cytoscape軟件，構建“化合物-靶點”網(wǎng)絡;再構建“藥物-化合物-靶點-疾病”網(wǎng)絡。將關鍵靶點導入STRING數(shù)據(jù)庫，構建蛋白互作網(wǎng)絡，其中度值較高且處于較核心位置的靶點有CASP3、CCND1、EGFR、IL6、AR等。再對39個關鍵靶點進行富集分析，結果顯示鴉膽子治療肺癌的關鍵靶點共富集為7個生物過程聚類，涉及58個條目，經(jīng)過篩選剩余9個生物過程。對鴉膽子治療肺癌的39個關鍵靶點進行通路富集，結果顯示共有7個富集的通路聚類，涉及62個條目，經(jīng)過篩選剩余12條通路。結論：鴉膽子治療肺癌的臨床療效確切，基于數(shù)據(jù)庫的機制分析也證實它不僅可以治療小細胞肺癌，同時也可以作用于非小細胞肺癌。

關鍵詞 鴉膽子;肺癌;網(wǎng)絡藥理學;中醫(yī);作用機制

Abstract Objective：To explore the mechanism of Fructus Bruceae on lung cancer by network pharmacology.Methods：Effective components and related action targets of Fructus Bruceae were extracted by searching TCMSP database，and lung cancer disease targets were extracted by searching GeneCards and OMIM database，protein interaction network was constructed by STRING database，compound-target network and compound-target-biological process and pathway network were constructed by Cytoscape.-DAVID database were used to analyze GO enrichment and KEGG pathway enrichment.Results：A total of 15 effective components were screened by searching TCMSP，and retrieving OB and DL values，with 44 effective targets.By searching GeneCards database and OMIM database，21729 disease targets were obtained，and 39 intersection targets were obtained by mapping compound targets with disease targets.The results were imported into Cytoscape software to construct a “compound-target” network and a “drug-compound-target-disease” network.The key targets were imported into STRING database and protein interaction network was constructed.CASP3，CCND1，EGFR，IL6，AR etc.were the targets with high degree and at the core position.A total of 39 key targets were enriched and analyzed.The results showed that the key targets of Fructus Bruceae for lung cancer were enriched into 7 biological process clusters involving 58 items，and the remaining 9 biological processes were screened.Pathway enrichment was performed on 39 key targets of Fructus Bruceae for lung cancer treatment.The results showed that there were 7 pathway clustering，involving 62 items，and the remaining 12 pathways were screened.Conclusion：Fructus Bruceae has definite clinical efficacy in the treatment of lung cancer.The mechanism analysis based on database also confirms that Fructus Bruceae can not only treat small cell lung cancer，but also act on non-small cell lung cancer.

2.4 “化合物-靶點”網(wǎng)絡圖 將鴉膽子化合物與關鍵靶點導入Cytoscape軟件，構建“化合物-靶點”網(wǎng)絡。圖2中綠色代表鴉膽子化合物，黃色代表關鍵靶點。然后將藥物、化合物、關鍵靶點和疾病導入Cytoscape軟件，構建“藥物-化合物-靶點-疾病”網(wǎng)絡。圖3中，紅色部分代表疾病，藍色部分代表藥物，綠色部分代表化合物，黃色部分代表關鍵靶點。

2.5 構建的PPI網(wǎng)絡圖 為了直觀的了解鴉膽子作用于肺癌的情況，將關鍵靶點導入STRING數(shù)據(jù)庫，構建蛋白互作網(wǎng)絡（PPI網(wǎng)絡），網(wǎng)絡中共有39個節(jié)點，108條邊，其中度值較高的靶點處于較核心位置，如CASP3、CCND1、EGFR、IL6、AR等。并將PPI網(wǎng)絡結果導出，采用R軟件展示PPI網(wǎng)絡中前20位的靶點。見圖4、圖5。

2.6 GO富集與KEGG富集分析 對39個關鍵靶點進行富集分析，結果顯示鴉膽子治療肺癌的關鍵靶點共富集為7個生物過程聚類，涉及58個條目，經(jīng)過篩選剩余9個條目。見表3。對鴉膽子治療肺癌的39個關鍵靶點進行通路富集，結果顯示共有7個富集的通路聚類，涉及62個條目，經(jīng)過篩選后剩余12條通路。見表4。最后將化合物、靶點、GO富集和KEGG富集結果匯總，構建“化合物-靶點-GO富集-KEGG富集”網(wǎng)絡。見圖6。

3 討論

肺癌屬于中醫(yī)“內(nèi)科癌病、肺積”的范疇，其發(fā)病是內(nèi)外因共同作用的結果。內(nèi)因不外臟腑氣血陰陽虧虛、情志勞倦以及體質因素等，外因包括六淫邪氣、外界毒物、飲食不節(jié)等。上述內(nèi)外因作用損傷肺臟的生理功能，肺之宣降功能失司，肺氣不降則脾氣不升，氣不能循環(huán)周流，郁滯于胸中，氣滯則痰濕瘀毒凝聚不散，日久形成積塊。早期以邪實為主，治療主要攻邪;中期以虛實夾雜為主，治以攻補兼施;晚期肺癌以正虛為主，治療主要為扶正兼以攻邪。眾多文獻報道中醫(yī)藥治療能夠減輕化療、放療及靶向治療的不良反應，并且相關研究表明中醫(yī)藥治療可能在化療藥物及靶向藥物耐藥機制方面發(fā)揮一定作用[4]。也有許多臨床研究表明單純或者聯(lián)合中醫(yī)藥治療肺癌可以使患者帶瘤生存，提高生命質量，延長生存時間[5]。在實際生活中也有中晚期肺癌的患者在單純中醫(yī)治療下取得良好療效的案例，因此中醫(yī)藥治療在肺癌的治療中仍顯得非常重要。臨床中醫(yī)治療肺癌常用的中藥單體注射劑有鴉膽子油注射液、康萊特注射液、斑蝥注射液以及欖香烯注射液等，臨床療效均較為可靠，本文主要就鴉膽子油注射液進行探討。

鴉膽子歸大腸，肝經(jīng)，有小毒，目前報道的不良反應主要有胃腸道反應以及肝腎功能損害?！端貑枴ちo大論》指出“有故無殞，亦無殞也”。雖然鴉膽子有小毒，但是對于患有疾病的人群而言這種毒性也可能是發(fā)揮治療作用的有效成分，本研究最終得出的β-谷甾醇和木犀草素這二種作用于肺癌靶點的有效成分，而其他口服利用度、藥物相似性高的有效成分可能成為也會增加不良反應。文獻報道β-谷甾醇對肺癌、肝癌、乳腺癌以及結直腸癌等多種癌癥細胞的生長具有抑制作用[6]，周玲玉等[7]研究發(fā)現(xiàn)β-谷甾醇不僅能夠阻斷腫瘤細胞的繁殖周期，而且能夠誘導腫瘤細胞的凋亡，并且這種作用隨著藥物劑量的增加細胞凋亡的發(fā)生率也增加，表明β-谷甾醇具有一定的抗腫瘤作用。木犀草素具有抗炎、抗氧化和抗腫瘤等多種作用[8]，繆存靜等[9-10]研究認為木犀草素能夠逆轉肺癌細胞的上皮間充質轉化，從而降低腫瘤細胞的侵襲率，抑制腫瘤細胞轉移并促進細胞分化。

關鍵靶點中度值較高的基因為CASP3、CCND1、EGFR、IL6、AR，他們可能是鴉膽子發(fā)揮治療效應的關鍵。其中CASP3[11]是發(fā)揮細胞凋亡作用的主要執(zhí)行者，它通過促進腫瘤細胞凋亡發(fā)揮抑制腫瘤生長;CCND1[12]可以促進腫瘤細胞凋亡、抑制細胞遷移和入侵;EGFR[13]在肺癌的發(fā)生、發(fā)展中扮演著重要角色，它參與肺癌的增殖凋亡，并且可以影響放化療的敏感性，EGFR的高表達可以促進腫瘤細胞凋亡，抑制其增殖;IL6[14]雖然是重要的炎性反應因子，但是對肺癌的發(fā)病也發(fā)揮著重要作用，它可以與腫瘤細胞表面的受體結合，促進中路微血管形成;AR[15]是一種重要的轉錄因子，參與細胞凋亡和血管生成。

GO富集分析所得藥物結合、半胱氨酸型內(nèi)肽酶活性參與細胞凋亡過程、凋亡過程、RNA聚合酶II啟動子轉錄的正調控、ERK1和ERK2級聯(lián)的正調控等生物過程與肺癌密切相關。KEGG富集分析所得前列腺癌、細胞凋亡、胰腺癌、膀胱癌、HIF-1信號通路[16]、非小細胞肺癌、癌癥miRNA、TNF信號通路[17]、p53信號通路[18]、小細胞肺癌等通路在肺癌相關機制中也扮演著重要角色。上述生物過程及通路與腫瘤細胞的轉移、凋亡以及血管生成聯(lián)系密切，與關鍵靶點相一致。

綜上所述，基于網(wǎng)絡藥理學方法的分析方法認為鴉膽子治療肺癌有一定的理論依據(jù)，為進一步研究明確鴉膽子治療肺癌的機制研究提供了參考。

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（2019-09-18收稿 責任編輯：王楊）