百合大棗粥改善失眠的網(wǎng)絡(luò)營養(yǎng)藥理學(xué)研究

趙安達(dá) 張海峰 唐雯 孫娟 劉希鵬 劉喆

【摘要】目的：探討百合大棗粥改善失眠的作用機(jī)制。方法：通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，研究百合、大棗中活性組分的營養(yǎng)藥理作用。利用TCMSP數(shù)據(jù)庫篩選百合、大棗的活性組分和作用靶點(diǎn)，隨后利用DrugBank數(shù)據(jù)庫篩選出失眠相關(guān)的作用靶點(diǎn)。將百合、大棗活性成分對應(yīng)的靶點(diǎn)與失眠相關(guān)靶點(diǎn)取交集，并對交集的靶點(diǎn)進(jìn)行GO和KEGG富集分析。結(jié)果：共篩選到有效活性成分百合7種，大棗29種；作用靶點(diǎn)百合46個(gè)，大棗204個(gè)，其中與失眠相關(guān)的作用靶點(diǎn)有38個(gè)，它們主要通過膽堿能系統(tǒng)、5-羥色胺、GABA、cAMP等信號通路改善失眠。結(jié)論：百合大棗粥改善失眠存在多組分、多靶點(diǎn)和多途徑作用，本研究為進(jìn)一步研究失眠提供了科學(xué)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】百合；大棗；失眠；網(wǎng)絡(luò)營養(yǎng)藥理學(xué)

【中圖分類號】R256.23 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2096-5249（2021）04-0011-03

Mechanism of Lilii bulbus-Jujubae fructus porridge on improving insomnia based on network nutritional pharmacology

Zhao anda，Zhang Haifeng，Tang Wen，Sun Juan，Liu Xipeng，Liu Zhe

Department of Clinical Nutrition，Shanghai Ninth People’s Hospital，Shanghai Jiao Tong University School of Medicine，Shangha 200011，China

【Abstract】Objective：To explore the mechanism of Lilii bulbus-Jujubae fructus porridge on improving insomnia. Methods：Using network pharmacology method the nutritional and pharmacological effects of L. bulbus and J. fructus were studied. Active ingredients and targets of L. bulbus and J. fructus were screened out through TCMSP database. Potential targets related to insomnia were screened out through DrugBank. The intersections of the above targets were taken for KEGG and GO enrichment analysis.Results：Totally， 7 and 29 effective active ingredients were found in L. bulbus and J. fructus， respective. 46 and 204 targets were screened out from L. bulbus and J. fructus， respective， in which there were 38 overlapping targets with insomnia. These targets improve insomnia mainly through cholinergic system， 5-hydroxytryptamine， GABA， cAMP signaling pathways. Conclusion：L. bulbus and J. fructus possess multi- ingredients，multi-targets and multi-pathways to improve insomnia. The present study provides a scientific basis for further research on insomnia.

【Key words】Lilii bulbus； Jujubae fructus； insomnia； network nutritional pharmacology

現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏加快，失眠是一種常見的臨床疾病，據(jù)估計(jì)在中國約有15 %人存在失眠[1]。持續(xù)的失眠不僅會(huì)使身體疲憊，無法恢復(fù)精力，還會(huì)損害認(rèn)知功能，增加焦慮、抑郁的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量[2-7]。目前，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療失眠以藥物為主，盡管部分藥物見效快，但同時(shí)存在依賴性、不耐受和停藥后復(fù)發(fā)等問題[8]。因此，有療效而無依賴、易耐受、無復(fù)發(fā)等問題的治療方法值得進(jìn)一步研究。中醫(yī)藥膳是含有傳統(tǒng)中藥、具有保健、防治疾病作用的膳食，其隱藥于食，兼顧安全與療效等[9]。百合大棗粥是一種常用于改善失眠的藥膳，其核心成分百合與大棗皆為藥食同源，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中前者具有養(yǎng)陰潤肺，清心安神功效，后者則有補(bǔ)中益氣，養(yǎng)血安神作用。然而由于失眠病因和機(jī)制較為復(fù)雜，且鑒于百合與大棗所含成分較多，不同組分之間存在相互作用，百合大棗粥改善失眠的機(jī)制尚未完全闡明。

營養(yǎng)藥理學(xué)是研究食物中特異營養(yǎng)物質(zhì)（包括一些活性成分）的藥理學(xué)作用的一門科學(xué)[10]。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一種基于系統(tǒng)生物學(xué)理論，研究藥物、靶點(diǎn)、基因、疾病之間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的方法，對預(yù)測藥膳多組分、多靶點(diǎn)、多途徑的具體機(jī)制提供了解決途徑[11-13]。本研究首次利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法來研究營養(yǎng)藥理作用。通過對百合大棗粥中活性成分進(jìn)行篩選，探索百合大棗粥改善失眠的作用靶點(diǎn)及分子信號通路，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和臨床提供理論基礎(chǔ)。

1 方法

1.1 百合、大棗活性成分篩選及靶點(diǎn)預(yù)測

利用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫及分析平臺(tái)（TCMSP）[14]，以口服生物利用度（OB）≥30 %，類藥性（DL）≥0.18作為篩選條件，分別篩選出百合、大棗中的活性成分及其對應(yīng)的候選靶點(diǎn)。

1.2 失眠相關(guān)靶點(diǎn)的預(yù)測

利用公認(rèn)的疾病靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫DrugBank，把insomnia（s）作為篩選條件，提取與失眠相關(guān)的靶點(diǎn)。將百合、大棗活性成分對應(yīng)的靶點(diǎn)與失眠相關(guān)靶點(diǎn)取交集。

1.3 靶點(diǎn)富集分析

利用 DAVID工具[15]對上述所取交集的基因進(jìn)行基因本體（GO）和京都基因與基因組百科全書（KEGG）信號通路富集分析。其中GO分析顯著富集的條件為FDR<0.001，KEGG分析顯著富集的條件為FDR<0.05。

2 結(jié)果

2.1 篩選百合、大棗有效活性成分及靶點(diǎn)預(yù)測

截至2021年1月，通過TCMSP數(shù)據(jù)庫，以O(shè)B≥30%，DL≥0.18作為篩選條件，共篩選到百合有效活性成分7種，大棗有效活性成分29 種，百合和大棗共有活性成分2種，分別為β-谷甾醇（beta-sitosterol）和豆甾醇（stigmasterol）。其中百合有效活性成分的潛在靶點(diǎn)共72個(gè)，刪除重復(fù)后，剩余46 個(gè)；大棗有效活性成分的潛在靶點(diǎn)共410 個(gè)，刪除重復(fù)后，剩余204 個(gè)。

2.2 失眠相關(guān)靶點(diǎn)的預(yù)測

通過挖掘DrugBank疾病靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，得到與失眠密切相關(guān)的靶點(diǎn)96 個(gè)，將其與有效活性成分靶點(diǎn)取交集，共獲得38 個(gè)靶點(diǎn)，提示這38 個(gè)靶點(diǎn)可能是百合大棗粥改善失眠的關(guān)鍵靶點(diǎn)（見表1）。

2.3 百合大棗粥改善失眠GO和KEGG富集分析

通過DAVID數(shù)據(jù)庫，對上述百合與大棗活性成分對應(yīng)的38個(gè)關(guān)鍵基因靶點(diǎn)進(jìn)行分析，GO功能分析得到36 個(gè)顯著的條目（FDR<0.001），其中生物過程（BP）條目有16 個(gè)，細(xì)胞組成（CC）有11 個(gè)，分子功能（MF）有8 個(gè)（見圖1）。KEGG富集分析共篩選到14 條顯著的信號通路（FDR<0.05），（見圖2）。

3 討論

本研究首次報(bào)道通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法來研究營養(yǎng)藥理作用。本研究運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)，對百合大棗粥中活性組分進(jìn)行篩選，探索其改善失眠的作用靶點(diǎn)、相關(guān)信號通路和作用機(jī)制。成分-靶點(diǎn)分析結(jié)果顯示：核黃素（Nuciferin）、光千金藤堿（stepharine）、千金藤啶堿（Stepholidine）、富馬堿（Fumarine）、槲皮素（quercetin）、β-谷甾醇和豆甾醇等靶點(diǎn)較多，提示這幾個(gè)可能是百合大棗粥起作用的主要成分。以往研究報(bào)道千金藤啶堿有助于激活并維持小鼠的非快動(dòng)眼睡眠[16]；槲皮素可通過激活GABA受體改變睡眠-覺醒周期[17]。另外還有研究發(fā)現(xiàn)，富含β-谷甾醇和豆甾醇的辣木籽油可通過GABA能系統(tǒng)增強(qiáng)戊巴比妥誘導(dǎo)的小鼠睡眠行為[18]。而核黃素和光千金藤堿對改善失眠的作用目前并無文獻(xiàn)報(bào)道，本研究為首次提出，有待后續(xù)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。本研究中GO富集分析顯示：百合大棗粥有效活性成分廣泛涉及GABA信號通路、類固醇激素介導(dǎo)的信號通路、膽堿能突觸傳遞、α1腎上腺素能受體活性、去甲腎上腺素結(jié)合等多個(gè)生物學(xué)過程和分子功能。KEGG富集分析顯示：百合大棗粥可能通過膽堿能突觸、5-羥色胺能突觸、GABA能突觸、cAMP信號通路改善失眠。之前研究已經(jīng)證實(shí)膽堿能系統(tǒng)、5-羥色胺、GABA、cAMP信號通路都與睡眠調(diào)節(jié)有關(guān)[19-25]，這與本研究結(jié)果一致，同時(shí)也提示百合大棗改善失眠存在復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

綜上所述，本研究首次報(bào)道采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法來探索營養(yǎng)藥理作用，為未來營養(yǎng)藥理學(xué)研究提供了新的研究策略。初步分析了百合大棗粥改善失眠的主要活性成分及其潛在的可能機(jī)制，同時(shí)探討了百合、大棗對失眠相關(guān)信號通路的作用，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和臨床研究提供了理論依據(jù)和研究方向。

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