浦 強(qiáng)唐海軍徐蕾蕾王婧偉王麗曉沈安明
(如皋市中醫(yī)院,江蘇 如皋226500)
心律失常是心臟科高發(fā)病和常見病,可單獨(dú)發(fā)病,亦可與其他心血管疾病伴發(fā),是臨床上常見而極具危險(xiǎn)性的心血管疾?。?]。心律失常常因冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、高血壓心肌病、心肌炎、風(fēng)濕性心臟病、甲狀腺功能亢進(jìn)等器質(zhì)性心臟病引起,主要發(fā)病機(jī)制為心臟活動(dòng)的起源和傳導(dǎo)障礙導(dǎo)致心臟搏動(dòng)的頻率或節(jié)律異常,臨床表現(xiàn)有心悸、心慌、胸悶、疲乏氣短,常伴有頭暈、出汗、呼吸困難等癥狀,嚴(yán)重者可出現(xiàn)暈厥,甚至猝死[2?3]。臨床治療有藥物治療、射頻消融、植入性心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器、心臟再同步化及心臟復(fù)律除顫器等,主要仍以抗心律失常藥物治療為主,但抗心律失常藥物治療效果不顯著,副作用大,有致心律失常作用,容易造成二次傷害,且存在改善癥狀不理想、耐藥及減藥后反復(fù)發(fā)作等問題。因此,越來越多的人尋求中醫(yī)中藥的治療,對(duì)緩解癥狀、提高生活質(zhì)量、降低毒副作用,減少疾病反復(fù)發(fā)作具有重要作用。
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為心律失常按臨床表現(xiàn)屬于“心悸、怔忡”等范疇?!端貑枴ぶ琳嬉笳摗芳啊鹅`樞·本神》就有“心澹澹大動(dòng)”“心怵惕”惕惕然而驚,心欲動(dòng)”的記載。這些記載與心律失常的表現(xiàn)基本吻合。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為該病發(fā)病虛實(shí)夾雜,虛者氣血陰陽虧虛,心失濡養(yǎng);實(shí)者痰飲、瘀血、濕熱、火邪上擾,心神不寧,正虛邪戀,互累發(fā)病。病機(jī)關(guān)鍵為陰陽失調(diào),氣血失和,心神失養(yǎng)。治療以益氣和血,寧心安神,調(diào)理陰陽為主[4?5]。
健心膠囊(黃芪、苦參)由江蘇省如皋市中醫(yī)院基于中醫(yī)經(jīng)典理論、采用傳統(tǒng)工藝研發(fā)的院內(nèi)制劑(蘇藥制字Z04001612),方中黃芪味甘,微溫,補(bǔ)虛,補(bǔ)氣要藥;苦參味苦,寒,主心腹結(jié)氣,補(bǔ)中,能安五臟,定志,黃芪、苦參相配,祛邪扶正,具有益氣寧心作用,用于治療良性心律失常(室性早搏、房性早搏等)、病毒性心肌炎、心臟神經(jīng)官能癥等,臨床療效滿意[6?7]。前期實(shí)驗(yàn)研究也表明,健心膠囊能改善氯仿誘發(fā)的小鼠室顫,氯化鋇和腎上腺素致大鼠的心律失常作用,其作用機(jī)理可能是多通道阻滯和β 受體阻斷的多重作用,亦可能與影響植物神經(jīng)及其遞質(zhì),或者改變膜對(duì)Na+、Ca2+、K+等離子的轉(zhuǎn)運(yùn),從而影響膜的電生理特性有關(guān)[8]。但由于中藥化學(xué)成分復(fù)雜多樣,作用機(jī)制具有多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)等特點(diǎn)。健心膠囊治療心律失常具體作用機(jī)制尚未完全明確。
網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究方法采用分析藥物、基因、蛋白、疾病等數(shù)據(jù)庫與實(shí)驗(yàn)室所得數(shù)據(jù),融合多學(xué)科的技術(shù)和內(nèi)容,從系統(tǒng)、整體的水平構(gòu)建多層次網(wǎng)絡(luò),去分析藥物作用機(jī)制[9]。利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)來預(yù)測(cè)多成分、多途徑、多靶點(diǎn)、協(xié)同作用的中藥復(fù)方及配伍作用機(jī)制具有顯著的優(yōu)勢(shì)。本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究方法研究健心膠囊治療心律失常藥效物質(zhì)及作用靶點(diǎn),以期為進(jìn)一步研究健心膠囊提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 健心膠囊主要候選化合物收集和篩選 根據(jù)健心膠囊中2 味中藥黃芪(Astragali Radix)、苦參(Sophorae Flaves?centis Radix)在2015 年版《中國藥典》 中的規(guī)范名稱,使用中藥系統(tǒng)藥理學(xué) 數(shù)據(jù)庫 和分析平臺(tái)[10](TCMSP)(http:/ /lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)收集健心膠囊的所有生物活性化合物。以口服生物利用度(oral bioavail?ability,OB)≥30%、類藥性(Drug?likeness,DL)≥0.18為限制條件進(jìn)行篩選[11],得到健心膠囊的主要候選活性化合物。并結(jié)合中國知網(wǎng)、Pubmed 數(shù)據(jù)庫等文獻(xiàn)對(duì)于未能入選的化學(xué)成分,但報(bào)道其有生物活性和藥理作用的也納入候選活性化學(xué)成分,建立藥物?化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)集。
1.2 健心膠囊主要候選化合物潛在作用靶點(diǎn)收集 采用TCMSP 數(shù)據(jù)庫檢索健心膠囊主要候選化學(xué)成分相關(guān)的潛在作用靶點(diǎn),進(jìn)而使 用UniProKB(https:/ /www.uniprot.org/),剔除非人源靶點(diǎn),將查詢得到的所有蛋白名稱校正為官方名稱(Official symbol)?;衔锿ㄟ^檢索Puchem 數(shù)據(jù)庫[12](https:/ /pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)查詢結(jié)構(gòu),生物活性等詳細(xì)信息。采用網(wǎng)絡(luò)圖像化軟件Cytoscape 3.7.2 軟件構(gòu)建“中藥?化合物?作用靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)圖,以探究健心膠囊的藥理學(xué)作用機(jī)制。
1.3 心律失常相關(guān)疾病靶點(diǎn)收集 采用PharmGkb 數(shù)據(jù)庫[13]、NCBI Gene 數(shù)據(jù)庫[14]、OMIM 數(shù)據(jù)庫[15]、TTD 數(shù)據(jù)庫[16]、Drugbank 數(shù)據(jù)庫[17]、DisGeNET 數(shù)據(jù)庫[18]。在數(shù)據(jù)庫中通過檢索關(guān)鍵詞“cardiac arrhythmia;arrhythmia”收集與心律失常相關(guān)靶點(diǎn)基因,整理后建立心律失常相關(guān)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)集。
1.4 “中藥?化合物?作用靶點(diǎn)?疾病”網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和分析 將健心膠囊主要候選化合物作用靶點(diǎn)與心律失常靶點(diǎn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行韋恩(Venn)分析,得到共同的基因集,初步挖掘健心膠囊治療心律失常的作用靶點(diǎn)。進(jìn)而構(gòu)建“中藥?化合物?作用靶點(diǎn)?疾病”網(wǎng)絡(luò)圖,節(jié)點(diǎn)(node)代表健心膠囊單味中藥、化合物與作用疾病靶點(diǎn),邊(edge)用來連接中藥與化學(xué)成分、化學(xué)成分與作用疾病靶點(diǎn),顯示中藥?化學(xué)活性成分?心律失常疾病靶蛋白的靶向關(guān)系,以探究健心膠囊治療心律失常的藥理學(xué)作用機(jī)制。
1.5 靶點(diǎn)類 型歸屬 DisGeNET[18](http:/ /www.disgenet.org/,Version 6.0,2019 年1 月更新)數(shù)據(jù)庫是一個(gè)包含與人類疾病相關(guān)的基因和變體集合的公開數(shù)據(jù)庫,將“1.4”項(xiàng)下潛在靶點(diǎn)輸入DisGeNET,得到靶點(diǎn)的類型(Protein Class)。
1.6 蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將“1.4”項(xiàng)下得到的交集靶蛋白基因在線上傳String 數(shù)據(jù)庫(https:/ /string?db.org/),限定物種人,得到蛋白互作信息,構(gòu)建蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系(Protein?Protein Interaction,PPI)網(wǎng)絡(luò)圖,尋找靶點(diǎn)和靶點(diǎn)間作用關(guān)系[19],利用Cytoscape 3.7.2軟件中的cytoNCA 插件功能,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析選出核心靶點(diǎn),其在網(wǎng)絡(luò)中信息傳遞效率高,能更多地影響其他節(jié)點(diǎn),在網(wǎng)絡(luò)中作用顯著。分析內(nèi)容選取度(Degree cen?trality,DC)值,介度中心性(Betweenness centrality,BC)值,接近中心性(Closeness centrality,CC)值等[20]。
1.7 富集分析 利用DAVID 工具(https:/ /david.ncifcrf.gov/,David 6.8),將“1.4”項(xiàng)下共同靶點(diǎn)基因?qū)牍δ茏⑨尮ぞ?,進(jìn)行Gene Ontology(GO)、KEGG 功能注釋富集分析。Gene Ontology 富集分析包括生物過程(Biological Process)、細(xì)胞組 成(Cellular Component)、分子功 能(Moleular Function),與KEGG Pathway 富集分析共同尋找活性成分作用靶點(diǎn)顯著富集的功能注釋與通路,以預(yù)測(cè)健心膠囊治療心律失常的可能機(jī)制。以P<0.05 為篩選條件。
2.1 健心膠囊候選化學(xué)成分信息及篩選結(jié)果 本研究通過TCMSP 數(shù)據(jù)庫對(duì)健心膠囊中黃芪、苦參所含生物成分進(jìn)行檢索,以O(shè)B≥30%和DL≥0.18 為限制條件對(duì)健心膠囊活性生物成分進(jìn)行初步篩選,并結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道,對(duì)沒有入選但明確有心血管獲益的活性的成分,如黃芪甲苷(astraga?loside Ⅳ)、黃芪皂苷(astragaloside Ⅰ?Ⅲ)、氧化苦參堿(oxymatrine)等[21?22],也納入后續(xù)的研究中,去掉重復(fù)化合物,得到活性生物成分結(jié)果為黃芪26 種、苦參46 種,見表1。
表1 健心膠囊中68 個(gè)候選化合物
續(xù)表1
2.2 健心膠囊主要化學(xué)成分潛在作用靶點(diǎn)收集結(jié)果 檢索70 個(gè)候選化合物相關(guān)的潛在靶點(diǎn),其中有MOL006571 等27 個(gè)化合物在數(shù)據(jù)庫中未找到相關(guān)靶點(diǎn),故予剔除。剩余化合物,共得到232 個(gè)作用靶點(diǎn),其中黃芪214 個(gè),苦參207 個(gè)。采用Cytoscape3.7.2 軟件構(gòu)建“中藥?化學(xué)成分?作用靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)圖(圖1),網(wǎng)絡(luò)圖中包括275 個(gè)節(jié)點(diǎn)(2 個(gè)中藥節(jié)點(diǎn),41 個(gè)化合物節(jié)點(diǎn),232 個(gè)作用靶點(diǎn)節(jié)點(diǎn))和813 條邊。其中綠色節(jié)點(diǎn)代表中藥,黃色和粉紅色節(jié)點(diǎn)代表化合物,藍(lán)色節(jié)點(diǎn)代表化合物對(duì)應(yīng)的潛在靶點(diǎn),每條邊則代表化合物分子與靶點(diǎn)之間的作用關(guān)系。其中槲皮素(quercetin)、芒柄花黃素(formononetin)為黃芪、苦參共有化合物。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的度值(degree)表示網(wǎng)絡(luò)中和節(jié)點(diǎn)相連路線的數(shù)目。分析網(wǎng)路圖degree 值前5 位化合物依次為槲皮素quercetin(149),山柰酚kaempferol(63),木犀草素luteolin(57),7?O?甲基異 丙醇胺7?O?methylisomu?cronulatol(46),芒柄花黃素formononetin(40)。這些數(shù)據(jù)表明,這些degree 值高的化合物有可能在健心膠囊的藥理功能中發(fā)揮著較為重要的作用。
圖1 中藥?化學(xué)成分?作用靶點(diǎn)相互作用網(wǎng)絡(luò)圖
2.3 心律失常相關(guān)疾病靶點(diǎn)的收集 采用OMIM 數(shù)據(jù)庫、PharmGkb 數(shù)據(jù)庫、Drugbank 數(shù)據(jù)庫、TTD 數(shù)據(jù)庫、DisGeNET 數(shù)據(jù)庫及NCBI Gene 數(shù)據(jù)庫,通過檢索關(guān)鍵詞“cardiac arrhythmia;arrhythmia”收集心律失常相關(guān)靶點(diǎn)基因,分別收集到56、4、55、19、131、173 個(gè),剔除重復(fù),共收集到274 個(gè)心律失常相關(guān)疾病靶點(diǎn)。
2.4 健心膠囊潛在作用心律失常靶點(diǎn)信息、靶點(diǎn)類型歸屬健心膠囊潛在作用靶點(diǎn)和心律失常疾病靶點(diǎn)Venn 分析,得到22 個(gè)共同的靶點(diǎn)基因(圖2)。并且將交集靶點(diǎn)集導(dǎo)入DAVID 數(shù)據(jù)庫,限定物種人,將所有靶基因名稱校正為其官方名稱(official gene symbol),得到22 個(gè)共同靶點(diǎn)(表2)。其中,黃芪對(duì)應(yīng)21 個(gè)靶點(diǎn),苦參對(duì)應(yīng)19 個(gè)靶點(diǎn),多數(shù)靶點(diǎn)2 種藥物都同時(shí)具有。將這22 個(gè)靶點(diǎn)輸入Dis?GeNET 數(shù)據(jù)庫,得到靶點(diǎn)類型的信息,包括酶(水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、連接酶、激酶、細(xì)胞連接蛋白酶等)、轉(zhuǎn)運(yùn)體、轉(zhuǎn)錄因子、受體、核酸受體等(表2),表明健心膠囊通過不同靶點(diǎn)類型發(fā)揮藥效,且這些作用靶點(diǎn)共同作用、互相調(diào)節(jié)可能增強(qiáng)了健心膠囊治療作用。
表2 健心膠囊潛在抗心律失常靶點(diǎn)
圖2 健心膠囊潛在作用靶點(diǎn)?心律失常疾病靶點(diǎn)Venn 圖
2.5 “中藥?化學(xué)成分?作用靶點(diǎn)?疾病”網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和分析結(jié)果 利用Cytoscape 3.7.2 軟件構(gòu)建“中藥?化學(xué)成分?作用靶點(diǎn)?疾病”網(wǎng)絡(luò),分析網(wǎng)絡(luò):網(wǎng)絡(luò)中有61 個(gè)節(jié)點(diǎn)(其中中藥2 個(gè),化學(xué)成分節(jié)點(diǎn)35 個(gè),靶基因節(jié)點(diǎn)23 個(gè),疾病節(jié)點(diǎn)1 個(gè))和184 條邊(圖3),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選方法,平均Degree 值為4,篩選所得核心化合物,這些化合物可能是健心膠囊發(fā)揮治療抗心律失常作用的關(guān)鍵(表3)。
圖3 中藥?化學(xué)成分?作用靶點(diǎn)?疾病網(wǎng)絡(luò)圖
表3 健心膠囊治療心律失常核心化合物拓?fù)浞治?/p>
2.6 蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及分析 將“2.4”項(xiàng)下得到的22 個(gè)基因檢索String 數(shù)據(jù)庫,得到蛋白與蛋白之間的互相作用信息,蛋白互作關(guān)系,并進(jìn)一步導(dǎo)入Cytoscape軟件,如圖4 所示。該網(wǎng)絡(luò)圖中PDE3A 與其他靶點(diǎn)之間無相互作用,故網(wǎng)絡(luò)圖中未顯示;包含21 個(gè)節(jié)點(diǎn)、46 條邊,代表了蛋白之間相互作用,網(wǎng)絡(luò)中degree 值越大,節(jié)點(diǎn)越大,而Combine score 值越大,邊越粗,各節(jié)點(diǎn)的平均自由度為4,篩選得到NOS3(12)、IL6(10)、SLC6A4(8)、GJA1(7)、PRKCA(6)、PTGS2(6)、ADRA1B(5)、MMP3(5),推測(cè)這些靶點(diǎn)可能是健心膠囊治療心律失常的重要靶點(diǎn),表明健心膠囊治療心律失??赡芡ㄟ^多個(gè)靶點(diǎn)聯(lián)合共同發(fā)揮作用。
圖4 潛在核心靶蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖
2.7 GO 注釋及KEGG 通路富集分析
2.7.1 靶點(diǎn)生物學(xué)功能GO 注釋結(jié)果 使用DAVID 工具對(duì)獲得的健心膠囊潛在治療心律失常的22 個(gè)靶標(biāo)基因進(jìn)行GO 富集分析,結(jié)果提示生物過程中主要富集到血管收縮的積極調(diào)節(jié)、腺苷酸環(huán)化酶激活腎上腺素能受體信號(hào)通路、血小板活化、細(xì)胞?細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、積極調(diào)節(jié)平滑肌收縮、去甲腎上腺素?腎上腺素血管收縮參與全身動(dòng)脈血壓的調(diào)節(jié)、細(xì)胞溶質(zhì)鈣離子濃度的正調(diào)節(jié)、對(duì)藥物的反應(yīng)、調(diào)節(jié)心室肌細(xì)胞膜復(fù)極化等,細(xì)胞組成中富集到細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)膜的整體成分,分子功能中富集到α1 腎上腺素能受體活性、支架蛋白結(jié)合、酶結(jié)合,可見健心膠囊涉及多個(gè)生物學(xué)過程發(fā)揮作用(表4)。
表4 健心膠囊治療心律失常候選靶點(diǎn)的GO 富集
2.7.2 靶點(diǎn)KEGG 通路富集分析結(jié)果 使用DAVID 工具對(duì)獲得的共同靶標(biāo)基進(jìn)行KEGG 富集分析,以P<0.05 為基準(zhǔn)篩選,共獲得17 個(gè)通路富集,包括環(huán)鳥苷酸?蛋白激酶G(cGMP?PKG)信號(hào)通 路、血管內(nèi) 皮生長因子(VEGF)信號(hào)通路、心肌細(xì)胞中的腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、唾液分泌、鈣離子信號(hào)通路、血管平滑肌收縮、神經(jīng)活性配體?受體相互作用、間隙連接、HIF?1 信號(hào)通路、PI3K?Akt 信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路、阿米巴病、TNF 信號(hào)通路、5?羥色胺能突觸通路、癌癥通路、鞘脂信號(hào)通路、醛固酮調(diào)節(jié)的鈉重吸收等。并通過Omicshare(http:/ /www.omicshare.com/tools/Home/Soft/search)對(duì)富集分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理。其中,Y 軸代表通路名稱;X 軸代表富集因子(RichFactor,即目標(biāo)基因中屬于這個(gè)通路的基因的數(shù)量/背景基因集中這個(gè)pathway 所有基因的數(shù)量);氣泡面積大小代表目標(biāo)基因集中屬于這個(gè)通路的基因數(shù)量;氣泡顏色代表富集顯著性,即P?value 數(shù)值的大?。▓D5)。
圖5 健心膠囊治療心律失常候選靶點(diǎn)KEGG 富集分析
中醫(yī)治療以整體觀念、辨證論治為基本原則,中藥化學(xué)成分復(fù)雜,且復(fù)方作用機(jī)制和配伍機(jī)制較難分析,具有多成分、多靶點(diǎn)、多途徑的特點(diǎn)。而網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)具有整體性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn),為我們提供了研究中藥的一種新策略。本研究基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)手段,通過對(duì)健心膠囊進(jìn)行成分,靶點(diǎn)與疾病的生物信息學(xué)綜合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,初步探究了該藥治療心律失常的可能作用機(jī)制。
健心膠囊由黃芪和苦參組方而成?,F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),黃芪具有抗氧化,抗炎,免疫調(diào)節(jié),抗腫瘤,降血脂,降血糖和利尿作用[21?22]。在心血管系統(tǒng)保護(hù)方面,黃芪具有保護(hù)心肌、改善心肌缺血、抑制心肌肥厚、抑制心肌纖維化、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、促進(jìn)血管生成、抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖、抑制心肌重構(gòu)及抗心律失常等保護(hù)心臟作用[23?24]??鄥⒕哂锌共《尽⒖寡?、消腫利尿、抗腫瘤作用,同時(shí)抗心律失常、調(diào)節(jié)免疫作用,廣泛用于心律失常、心力衰竭、病毒性心肌炎、冠心病等作用[25?26]。
本研究篩選得到健心膠囊中41 個(gè)具有治療心律失常靶點(diǎn)的化合物,部分成分的有效性已被證實(shí)。MOL000098 槲皮素是一種具有多種生物活性的化合物,具有抗氧化、抗炎、降糖,保護(hù)心臟等多種作用[27]。槲皮素能降低心肌細(xì)胞的自律性、延長不應(yīng)期、保護(hù)心肌細(xì)胞膜上的Na+?K+?ATP 酶、拮抗外鈣內(nèi)流等直接抗心律失常作用[28]。山柰酚屬于黃酮類化合物,具有抗氧化、抗炎、預(yù)防心血管疾病等多種藥理活性[29]。木犀草素是黃酮類化合物,具有抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、血管生成及神經(jīng)保護(hù)作用等多種作用[30]。在缺血/再灌注損傷的糖尿病大鼠模型中,木犀草素可保留心臟功能,減少梗死面積和心肌細(xì)胞凋亡,降低心律失常的發(fā)生率[31]。芒柄花黃素具有抗氧化應(yīng)激,抗炎作用[32],并具有調(diào)節(jié)體內(nèi)血脂代謝和預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的作用[33],發(fā)揮保護(hù)心臟作用。
蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖表明健心膠囊治療心律失常的靶蛋白之間存在著相互關(guān)系,是一個(gè)復(fù)雜交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò),并非單獨(dú)發(fā)揮作用。分析網(wǎng)絡(luò),篩選得到的NOS3、IL6、SLC6A4、PTGS2、CXCR4、GJA1、PRKCA、ADRA1B、MMP3,這些核心靶點(diǎn)均與心肌細(xì)胞代謝、心電活動(dòng)、血流灌注等顯著相關(guān),均被大量的實(shí)驗(yàn)研究論證,可能是健心膠囊治療心律失常的重要作用靶點(diǎn)。
一氧化氮合酶(NOS)是唯一能限制左旋精氨酸生成一氧化氮的合成酶,它的變化直接影響著一氧化氮的生成及發(fā)揮的作用。一氧化氮是內(nèi)皮依賴的血管舒張因子,具有舒張血管、調(diào)節(jié)血壓、抑制血小板聚集與黏附、抑制血管平滑肌細(xì)胞增生、防止脂蛋白氧化等生物學(xué)作用[34],在心律失常中作為內(nèi)源性心臟保護(hù)因子[35]。白細(xì)胞介素6(IL?6)由纖維母細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生,作用于血管系統(tǒng),促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子和其他炎癥遞質(zhì),增強(qiáng)局部炎癥反應(yīng)。研究表明,心房顫動(dòng)患者中炎癥介質(zhì)IL?6 水平顯著上升,心房收縮受損可促進(jìn)炎癥前的改變,IL?6 的水平已被認(rèn)為是高危房顫患者中風(fēng)和死亡、異常炎癥與血栓栓塞的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素[36]??p隙連接蛋白43(CJA1)是相鄰細(xì)胞間形成縫隙連接,允許離子之間跨細(xì)胞互相流動(dòng),是動(dòng)作電位更加協(xié)調(diào)的基礎(chǔ),可編碼Cx43 基因,Cx43 功能缺陷是房顫等心律失常發(fā)生的原因之一[37]。α1B?腎上腺素受體(ADRA1B)屬于G 蛋白偶聯(lián)受體超家族成員,是去甲腎上腺素的主要靶受體,能夠激活多項(xiàng)下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)起到預(yù)防心力衰竭條件下心臟病理性重塑的作用。并能激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑,減少鈣離子流,顯著延長動(dòng)作電位時(shí)間,導(dǎo)致心律失常[38]?;|(zhì)金屬蛋白酶3(MMP3)是一種在細(xì)胞外基質(zhì)降解及再塑中發(fā)揮重要作用的鋅離子依賴的中性蛋白酶,其在動(dòng)脈粥樣硬化、及心肌重構(gòu)過程中發(fā)揮著重要作用[39]。這些進(jìn)一步說明本研究測(cè)得的結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。
另外,健心膠囊候選作用心律失常靶基因KEGG 通路的顯著富集通路涉及cGMP?PKG 信號(hào)通路、VEGF 信號(hào)通路、心肌細(xì)胞中的腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、唾液分泌、鈣離子信號(hào)通路、血管平滑肌收縮通路。目前研究表明,cGMP?PKG 信號(hào)通路具有增強(qiáng)心臟收縮力,抑制肥大和影響細(xì)胞重塑作用,可通過PDEs 信號(hào)通路調(diào)節(jié)cAMP 信號(hào)通路,發(fā)揮保護(hù)心肌作用[40]。VEGF 由血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌,是最關(guān)鍵的血管生成促進(jìn)因子,在生理性和病理性血管新生過程中發(fā)揮著重要作用,可增加微血管與小靜脈血管的通透性,促進(jìn)血管新生,從而改善心肌缺氧,緩解心絞痛[41]。鈣離子通道是心臟電活動(dòng)、機(jī)械偶聯(lián)調(diào)控及維持心臟正常節(jié)律的中心環(huán)節(jié),Ca2+的失調(diào)控是收縮失能和心律失常的主要原因[42]。
通過上述分析,本研究預(yù)測(cè)健心膠囊治療心律失常的作用機(jī)制,可能是通過調(diào)控健心膠囊?心律失常交接靶基因的表達(dá),改善心肌細(xì)胞代謝、心電活動(dòng)、血流灌注等,調(diào)節(jié)下游cGMP?PKG 信號(hào)、VEGF 信號(hào)、心肌細(xì)胞中的腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、鈣離子信號(hào)、血管平滑肌收縮等通路,達(dá)到治療心律失常的目的。
綜上所述,本研究借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù)庫信息,對(duì)健心膠囊治療心律失常作用機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)分析。結(jié)果證實(shí)了中藥治療疾病的多成分、多靶點(diǎn)、多通路特點(diǎn),并為健心膠囊的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究和臨床應(yīng)用提供了新思路和指明了新方向,同時(shí)也為中醫(yī)藥的研究提供了新方法和新思路。但是,由于機(jī)體連續(xù)性和整體性的生物學(xué)特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析存在數(shù)據(jù)庫和已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)模型局限性,其雖能系統(tǒng)地預(yù)測(cè)藥物化學(xué)成分作用的靶點(diǎn),但無法預(yù)測(cè)靶點(diǎn)的上調(diào)和下調(diào),從而預(yù)測(cè)功能改變的方向,此外也存在藥物代謝動(dòng)力學(xué)方面的問題,如靶點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)時(shí)空分布的實(shí)際問題等,不能揭示完整的藥理作用。因此,分析結(jié)果需要開展相應(yīng)的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,以期更加全面地闡釋中醫(yī)藥治療疾病多成分、多靶點(diǎn)、多通路的機(jī)制。