益胃湯治療慢性萎縮性胃炎作用機制的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究

劉少玲 謝梅娟 譚雪群 嚴冰鳳 徐國良

【摘 要】 目的：基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法研究益胃湯治療慢性萎縮性胃炎的作用機制。方法：使用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫 （TCMSP）獲取益胃湯藥物活性成分，通過Swiss Target Prediction平臺預(yù)測藥物活性成分的潛在靶點，并檢索OMIM、Gene Cards兩大疾病靶點數(shù)據(jù)庫，然后獲得益胃湯治療慢性萎縮性胃炎的作用靶點。使用String數(shù)據(jù)庫和Cytoscape3.2.1軟件構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)，選出degree值排名前10的作用靶點。通過Metascape平臺對益胃湯治療慢性萎縮性胃炎的作用靶點進行KEGG通路分析。結(jié)果：從益胃湯中得到13個藥物活性成分，62個與益胃湯治療慢性萎縮性胃炎相關(guān)的作用靶點。KEGG通路富集分析結(jié)果顯示益胃湯治療慢性萎縮性胃炎作用機制涉及PI3K-Akt信號通路、ERBB信號通路、EGFR酪氨酸激酶抑制劑耐藥，雌激素信號通路等信號通路。結(jié)論：益胃湯通過“多成分-多靶點-多通路”模式對慢性萎縮性胃炎發(fā)揮著治療作用。

【關(guān)鍵詞】 益胃湯;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);慢性萎縮性胃炎;作用機制

【中圖分類號】R285.5 【文獻標志碼】 A 【文章編號】1007-8517（2021）15-0043-06

Abstract：Objective To study the mechanism of YiWei Soup in the treatment of chronic atrophic gastritis based on network pharmacology.Methods The YiWei Soup active component was obtained by the Chinese Medicine System Pharmacology Database （TCMSP）， the potential target of the active ingredient was predicted by the Swiss Target Prediction platform，and the two major disease target databases of OMIM and Gene Cards was searched to obtain the target of YiWei Soup in treating chronic atrophic gastritis.The PPI network was built with the help of the String database and Cytoscape3.2.1software，and the top 10 targets of the degree value were screened.KEGG pathway analysis was performed on the target of Yiwei Soup in the treatment of chronic atrophic gastritis through the Metascape platform.Results 13 active ingredients of medicine were obtained from Yiwei Soup，and 62 targets related to the treatment of chronic atrophic gastritis by Yiwei Soup.KEGG pathway enrichment analysis results show that the mechanism of Yiwei Soup in the treatment of chronic atrophic gastritis involves PI3K-Akt signaling pathway，ERBB signaling pathway，EGFR tyrosine kinase inhibitor resistance，estrogen signaling pathway and other signaling pathways. Conclusions Yiwei Soup has a therapeutic effect on chronic atrophic gastritis through the “multi-component-multi-target-multi-pathway” model.

Keywords：YiWei Soup; Network Pharmacology; Chronic Atrophic Gastritis;Mechanism

慢性萎縮性胃炎（Chronic atrophic gastritis，CAG）是以胃黏膜上皮和腺體萎縮，數(shù)目減少，胃黏膜變薄，黏膜基層增厚，或伴幽門腺化生和腸腺化生，或有不典型增生為特征的慢性消化系統(tǒng)疾病，是一種多致病因素性疾病及癌前病變。目前認為該疾病的發(fā)生發(fā)展與幽門螺旋桿菌感染、胃腸動力下降，膽汁返流等因素密切相關(guān)[1]。世界衛(wèi)生組織將CAG定義為胃癌前病變，其一般演變模式為“正常粘膜→慢性胃炎→CAG腸化生→不典型增生→胃癌”，因此及時地治療CAG是防止胃癌發(fā)生的重要策略[2]。CAG屬于中醫(yī)“胃痞”“痞滿”范疇，證候分型分別為胃陰不足、肝胃氣滯、脾胃虛弱等六種證型，其中胃陰不足證型代表方劑為益胃湯。益胃湯（YiWei Soup，YWS）出自清代吳鞠通《溫病條辨》，其方藥組成為沙參、麥冬、生地黃、玉竹，冰糖，具有養(yǎng)陰益胃功效。根據(jù)相關(guān)文獻報道，YWS治療CAG的臨床療效顯著[3-4]。目前YWS治療CAG作用機制尚未完全闡述清楚。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)“多成分-多靶點-多通路”的研究方法，與具有整體性、系統(tǒng)性特點的中醫(yī)藥理論不謀而合，因此適用于中醫(yī)藥療效作用機制研究[5]。本文采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究方法對YWS治療CAG進行分析，預(yù)測其潛在作用機制，為其進一步研究提高理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 YWS藥物活性成分篩選 將YWS中沙參、麥冬、生地黃、玉竹，冰糖5味藥物導(dǎo)入中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫（TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/），取得YWS藥物成分信息。基于口服生物利用度（Oral bioavailability，OB）大于30%和藥物相似性（Drug-likeness，DL）大于 0.18的篩選條件，篩選出YWS藥物活性成分。

1.2 YWS藥物活性成分的靶點預(yù)測 通過PubChem 數(shù)據(jù)庫（https：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/），獲得YWS藥物活性成分的“Canonical SMILES”，接著將每個成分“Canonical SMILES”輸入到入Swiss Target Prediction平臺（http：//www.swisstarget prediction.ch/），預(yù)測YWS藥物活性成分的作用靶點。

1.3 YWS治療CAG相關(guān)靶點收集 通過人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫（OMIM，http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/omim）和Gene Cards數(shù)據(jù)庫（http：//www.genecards.org/），以“chronic atrophic gastritis”為關(guān)鍵詞進行搜索，收集與CAG相關(guān)的疾病靶點，去除重復(fù)靶點，然和與1.2項獲得的YWS藥物活性成分作用靶點進行比對，取交集，最終獲得YWS治療CAG相關(guān)靶點。

1.4 YWS治療CAG相關(guān)靶點相互作用網(wǎng)絡(luò)建立 將1.3項下獲得的YWS治療CAG相關(guān)靶點輸入到Sring數(shù)據(jù)庫（https：//string-db.org/），設(shè)置參數(shù)如下：物種為“人類（Homo sapiens）”，最低相互作用閾值為中等置信度（medium confidence），其余參數(shù)保持默認，得到靶點間相互作用數(shù)據(jù)，利用Cytoscape 3.2.1軟件建立YWS治療CAG相關(guān)靶點相互作用網(wǎng)絡(luò)（Protein Protein Interaction， PPI）

1.5 YWS治療CAG相關(guān)靶點的KEGG通路富集分析 通過Metascape平臺，導(dǎo)入YWS治療CAG相關(guān)靶點，參數(shù)“Input as species”和“Analysis as species” 均 選 擇 “人類（Homo sapiens） ”，P值設(shè)置為小于 0.01，對YWS治療CAG相關(guān)靶點進行KEGG通路富集分析，根據(jù)每條通路P值，從小到大進行排序，篩選出前10條通路，并進行可視化處理。

1.6 YWS治療CAG作用機制的“成分-靶點-通路”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 基于YWS藥物活性成分、YWS治療CAG相關(guān)靶點以及靶點參與的KEGG通路數(shù)據(jù)，使用Cytoscape 3.2.1軟件構(gòu)建“成分-靶點-通路”網(wǎng)絡(luò)。

2 結(jié)果

2.1 YWS藥物活性成分收集 按OB>30%，DL>0.18的篩選條件，總共收集13個藥物活性成分，其中沙參7個、麥冬5個、生地2個、玉竹3個、冰糖0個，成分詳細信息見于表1。

2.2 YWS治療CAG相關(guān)靶點 通過Swiss Target Prediction平臺，一共獲得327個基因靶點，刪除重復(fù)靶點后得到208個YWS藥物活性成分靶點，與OMIM、Gene Cards兩個數(shù)據(jù)庫收集到的CAG疾病相關(guān)靶點進行比對，取交集，最終得到62個YWS治療CAG相關(guān)靶點，見表2。

2.3 62個YWS治療CAG相關(guān)靶點PPI網(wǎng)絡(luò)分析 通過Sring數(shù)據(jù)庫取得YWS治療CAG相關(guān)靶點相互作用數(shù)據(jù)，使用Cytoscape 3.2.1軟件PPI網(wǎng)絡(luò)，見圖1。該網(wǎng)絡(luò)一共包括62個節(jié)點，334條線（若兩個靶點之間存在相互作用關(guān)系，則用邊連接兩個靶點）。靶點degree值越大則節(jié)點越大，使用軟件中的網(wǎng)絡(luò)分析工具，挑出網(wǎng)絡(luò)中degree值排名前10的靶點，分別為SRC、AKT1、EGFR、HSP90AA1、MAPK14、MTOR、MMP9、AR、PIK3CA、MMP2。

2.4 KEGG通路富集分析 通過Metascape平臺對YWS治療CAG的62個相關(guān)靶點進行KEGG通路富集分析，根據(jù)P值大小，從小到大進行排序，篩選出前10條通路，結(jié)果見圖2。主要通路有內(nèi)分泌耐藥、PI3K-Akt信號通路、ERBB信號通路、EGFR酪氨酸激酶抑制劑耐藥、雌激素信號通路、松弛素信號通路等。

2.5 YWS治療CAG作用機制的“成分-靶點-通路”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 基于收集到的數(shù)據(jù)，繪制YWS治療CAG作用機制的“成分-靶點-通路”網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果見圖3。圖3中圓圈節(jié)點代表YWS藥物活性成分（用表1中的編號代替成分名稱），三角形節(jié)點代表YWS治療CAG相關(guān)靶點，四邊形節(jié)點代表相關(guān)靶點參與的KEGG通路。若某一藥物活性成分與某一作用靶點以邊相連，則說明該靶點為此成分的潛在作用靶點;若某一作用靶點與某條通路以邊相連，則說明該作用靶點能調(diào)節(jié)此通路。YWS不是以單個藥物成分、單個作用蛋白、單個信號通路來發(fā)揮治療CAG的，而是以多成分-多靶點-多途徑的形式來達到治療CAG作用，體現(xiàn)了YWS治療CAG作用機制的系統(tǒng)性與復(fù)雜性。

3 討論

3.1 YWS治療CAG涉及的重要藥物成分 本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究方法探索益胃湯（YiWei Tang，YWS）治療慢性萎縮性胃炎（chronic atrophic gastritis，CAG）的作用機制。結(jié)果顯示歐前胡素（Ammidin）、β-谷甾醇（Beta-sitosterol）、槲皮素（Quercetin）、豆甾醇（Stigmasterol）等是YWS藥物活性成分。歐前胡素屬于呋喃香豆素，主要來源于蛇床子、白芷、沙參等傳統(tǒng)中藥植物，具有抗腫瘤、抗菌、消炎、鎮(zhèn)痛等功效[6]。β-谷甾醇可以上調(diào)超氧化物歧化酶（SOD）活性，增加血清中NO含量，降低血清中炎癥因子水平，通過增加胃腸道血流量和抗炎等途徑治療阿司匹林引起的小鼠胃黏膜損傷[7]。槲皮素具有良好的抗炎、抗菌的作用[8]，有學(xué)者通過動物實驗發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠通過降低胃酸，發(fā)揮抗?jié)?、胃黏膜保護的作用，進而抑制大鼠反流性食管炎和胃炎[9]。亦有研究[10]發(fā)現(xiàn)槲皮素可有效地抑制幽門螺旋桿菌，而幽門螺旋桿菌與CAG的發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系。

3.2 YWS治療CAG涉及的重要作用靶點 YWS治療CAG作用靶點PPI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示，AKT1、EGFR、AR、MMP2、MMP9等10個靶點的Degree值排在62個YWS治療CAG作用靶點前10位。AKT是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，一共有3亞型：AKT1、AKT2，AKT3。AKT1和AKT2在炎癥過程中的作用已有研究，已知AKT信號通路在各種炎癥介導(dǎo)的疾病，如動脈粥樣硬化、多發(fā)性硬化癥、哮喘，類風濕性關(guān)節(jié)炎中發(fā)揮重要作用[11-12]。國外有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)人參可通過降低AKT1與AKT2活性在胃炎、肝炎、結(jié)腸炎等多種炎性疾病中發(fā)揮抗炎作用[13]。表皮生長因子（EGF）高度參與胃腸上皮細胞的增生及分化成熟，受損的胃腸粘膜的修復(fù)、調(diào)節(jié)腸道的生長發(fā)育等重要生理過程，而EGFR廣泛分布于各種上皮細胞的細胞膜上。在胃潰瘍以及萎縮性胃炎受損粘膜愈合過程中，EGF和EGFR的正常表達對胃黏膜增殖有著重要意義，但其一旦過度表達則會引起細胞過度增生，進而導(dǎo)致細胞變異甚至不典型增生。實驗中慢性萎縮性胃炎大鼠體內(nèi)EGF、EGFR表達水平過高，這與慢性萎縮性胃炎患者體內(nèi)EGF、EGFR過度表達情況相吻，提示EGF、EGFR與慢性萎縮性胃炎的發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系[14-15]。MMPs是一組內(nèi)源性蛋白水解酶，其主要功能是降解細胞外基質(zhì)膜有效成分，作用于細胞外其他蛋白質(zhì)而發(fā)揮其潛在的生物學(xué)功能，參與組織模型再塑以及創(chuàng)傷修復(fù)等生理過程[16]。許升等[17-18]實驗發(fā)現(xiàn)，黃芪建中湯通過下調(diào)MMP9、MMP2表達水平，修復(fù)胃黏膜損傷。

3.3 YWS治療CAG涉及的重要生物通路 KEGG通路富集分析結(jié)果顯示，YWS治療CAG主要涉及內(nèi)分泌耐藥、PI3K-Akt信號通路、ERBB信號通路、雌激素信號通路、EGFR酪氨酸激酶抑制劑耐藥，松弛素信號通路等多條信號通路。PI3K-Akt信號通路是哺乳動物中廣泛存在的經(jīng)典通路，在細胞分化、增殖、凋亡過程中有著重要作用[19]。研究表明，PI3K-Akt信號通路與慢性萎縮性胃炎的發(fā)生發(fā)展有著密切關(guān)系，PI3K-Akt信號通路過度激活會誘導(dǎo)慢性萎縮性胃炎癌變化，此外其還可以上調(diào)NF-κB、TNF-α等促炎因子表達水平，加重炎癥反應(yīng)，進而使胃黏膜進一步受損[20]。表皮生長因子受體（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）酪氨酸激酶活性，對表皮生長因子（Epidermal Growth Factor，EGF）具有高親和力和特異性，EGFR活性大小主要受到EGF濃度影響，胃黏膜受損后會分泌大量的EGF來修復(fù)胃黏膜，因此胃黏膜EGFR是評估粘膜愈合質(zhì)量的指標，其表達水平上升能夠有效地促進胃黏膜的修復(fù)與重建[21]。

4 結(jié)論與展望

本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究方法初步預(yù)測了YWS治療CAG的作用機制，發(fā)現(xiàn)YWS主要通過抗炎、抗幽門螺旋桿菌和促進胃黏膜修復(fù)等方面發(fā)揮治療CAG作用，為其進一步的研究初步奠定理論基礎(chǔ)。由于本研究僅是依靠數(shù)據(jù)庫信息在理論層面上對YWS治療CAG作用機制進行探索，具有一定的局限性，預(yù)測結(jié)果雖與目前一些已報道的研究相吻合，但后期仍需要通過臨床實驗和動物實驗進一步驗證結(jié)果的可靠性。

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（收稿日期：2020-12-23 編輯：劉 斌）