王維 郭志玲 趙曉東 何瑩 張葳 李志紅
摘要 目的:借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法分析參白顆粒逆轉(zhuǎn)胃低級(jí)別上皮內(nèi)瘤變的作用機(jī)制。方法:基于中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)(TCMSP)、中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(TCMID)篩選藥物有效成分和對(duì)應(yīng)靶點(diǎn),采用GEO數(shù)據(jù)庫(kù)篩選胃低級(jí)別上皮內(nèi)瘤變的相關(guān)靶點(diǎn),確定藥物作用靶點(diǎn)與疾病靶點(diǎn)的交集基因,并進(jìn)一步構(gòu)建參白顆?!八幬?成分-靶點(diǎn)-疾病”的調(diào)控網(wǎng)絡(luò);應(yīng)用STRING平臺(tái)構(gòu)建蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò);利用David數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基因本體(GO)富集分析和京都基因和基因組百科全書(KEGG)富集分析。結(jié)果:共得到43個(gè)有效成分和334個(gè)相應(yīng)靶點(diǎn),疾病靶點(diǎn)2 472個(gè),韋恩圖篩選得到共同靶點(diǎn)50個(gè);富集分析得到23個(gè)GO功能條目和10條KEGG信號(hào)通路。結(jié)論:參白顆粒主要通過(guò)參與氧化還原過(guò)程、細(xì)胞增殖、氧化應(yīng)激反應(yīng)、血管生成等生物學(xué)過(guò)程,以及癌癥通路、神經(jīng)活性配體-受體相互作用、花生四烯酸代謝和HIF-1信號(hào)通路等生物學(xué)通路發(fā)揮治療作用,這可能是參白顆粒逆轉(zhuǎn)胃低級(jí)別上皮內(nèi)瘤變的重要作用機(jī)制。
關(guān)鍵詞 參白顆粒;胃低級(jí)別上皮內(nèi)瘤變;胃癌前病變;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);靶點(diǎn);富集分析;作用機(jī)制;信號(hào)通路
Study on Network Pharmacology Shenbai Granules in Reversing Lowing Grade Gastric Intraepithelial Neoplasia
WANG Wei1,GUO Zhiling2,ZHAO Xiaodong1,HE Ying3,ZHANG Wei1,LI Zhihong1
(1 Dongzhimen Hospital,Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing 100700,China; 2 Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing 100029,China; 3 Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu 610075,China)
Abstract Objective:To analyze the mechanism in reversing low-grade gastric intraepithelial neoplasia by Shenbai Granules based on network pharmacology.Methods:The effective ingredients and corresponding targets of drugs were screened based on TCMSP and TCMID databases,use GEO database was used to screen the related targets of gastric low-grade intraepithelial neoplasia,the intersection genes between drug targets and disease targets were determined,and Shenbai Granules further constructed. The regulatory network of “drugs-components-targets-disease” was further established; STRING platform was used to construct protein interaction(PPI) network; David database was used for GO and KEGG enrichment analysis.Results:A total of 43 active ingredients and 334 corresponding targets were obtained,with 2 472 disease targets,and 50 common targets were screened by Venn diagram; 23 GO function entries and 10 KEGG signal pathways were obtained by enrichment analysis.Conclusion:Shenbai Granules mainly participated in biological processes such as oxidation-reduction process,cell proliferation,response to oxidative stress,angiogenesis,and other biological pathways.And it plays an important role in biological pathways such as cancer pathway,neuroactive ligand-receptor interactions,arachidonic acid metabolism and HIF-1 signaling pathways etc.
Keywords Shenbai Granules; Low grade gastric intraepithelial neoplasia; Precancerous Lesions of Gastric Cancer; Network pharmacology; Targets; Enrichment analysis; Action mechanism; Signaling pathway
中圖分類號(hào):R285;R735.2;G351.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.16.006
胃癌(Gastric Cancer,GC)是起源于胃黏膜上皮的惡性腫瘤,其死亡率在全世界癌癥中高居第三位[1]。胃上皮內(nèi)瘤變(Gastric Intraepithelial Neoplasia,GIN)作為GC的癌前病變,是正常胃黏膜轉(zhuǎn)為癌變的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)細(xì)胞和腺體結(jié)構(gòu)異型增生的程度可將GIN分為低級(jí)別上皮內(nèi)瘤變(Low Grade Intraepithelial Neoplasia,LGIN)和高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變(High Grade Intraepithelial Neoplasia,HGIN),其中LGIN相當(dāng)于輕、中度異型增生,而HGIN相當(dāng)于重度異型增生和原位癌[2]。隨著LGIN進(jìn)展為HGIN,惡變及侵襲風(fēng)險(xiǎn)則進(jìn)一步升高,因此對(duì)LGIN進(jìn)行早期干預(yù),及時(shí)逆轉(zhuǎn)是防止胃癌前病變(Precancerous Lesions of Gastric Cancer,PLGC)進(jìn)展與預(yù)防GC發(fā)生的關(guān)鍵?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為L(zhǎng)GIN的惡性變風(fēng)險(xiǎn)較HGIN低,因此制定出LGIN的治療方案為定期隨訪或內(nèi)鏡下治療,但2種治療方案目前仍存在較大爭(zhēng)議[3]:經(jīng)常鏡下篩查與活檢會(huì)加重患者的身體、心理及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),而內(nèi)鏡治療可能造成大的創(chuàng)傷而引起嚴(yán)重的并發(fā)癥或由于切除不完全而引起復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[4]。因此積極尋找更為安全有效且成本較低的干預(yù)手段對(duì)于LGIN的逆轉(zhuǎn)及GC的防治具有重要意義。
參白顆粒是導(dǎo)師李志紅教授在傳承國(guó)家級(jí)名老中醫(yī)田德祿教授所創(chuàng)“清降論”和甘平養(yǎng)胃法的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身治療PLGC的長(zhǎng)期臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所創(chuàng)制,基于PLGC本虛標(biāo)實(shí),虛實(shí)夾雜的病機(jī)特點(diǎn),以清肝降胃、益氣養(yǎng)陰、清熱解毒、活血利濕為治法[5]。參白顆粒由柴胡、蘇梗、太子參、莪術(shù)各10 g、白花蛇舌草、薏苡仁各30 g組成。柴胡長(zhǎng)于疏泄肝膽邪熱,蘇梗善于寬中理氣通降,二者合用乃取“清降論”之要義以清肝降胃,恢復(fù)肝胃氣機(jī);太子參乃取自于田德祿教授在“八五”攻關(guān)課題針對(duì)PLGC所用甘平養(yǎng)胃方中要藥[6],太子參專補(bǔ)氣陰,柔而不烈,補(bǔ)不助邪;白花蛇舌草、莪術(shù)、薏苡仁側(cè)重治標(biāo),行清熱解毒、活血利濕之功,其中白花蛇舌草為公認(rèn)的抗癌要藥,可阻斷PLGC病程發(fā)展及防止胃黏膜發(fā)生癌變[7]。課題組前期研究證實(shí)應(yīng)用參白顆粒能改善PLGC患者的癥狀積分,經(jīng)治療后,對(duì)于萎縮、腸化、異型增生的病理組織學(xué)改變也具有明顯逆轉(zhuǎn)作用,并可改善腸上皮化生PTEN、核因子κB、CDX2水平[8]。目前關(guān)于參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的療效已被證實(shí),然而作用機(jī)制尚不明確,因此本研究借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法進(jìn)一步分析參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用機(jī)制,為臨床應(yīng)用提供依據(jù)并為后期臨床研究提供借鑒。
1 材料與方法
1.1 參白顆粒有效成分及靶點(diǎn)篩選 本研究采用系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)[9]對(duì)參白顆粒中的六味藥物進(jìn)行有效成分篩選,篩選標(biāo)準(zhǔn)為口服生物利用度(Oral Bioavailability,OB)≥30%以及類藥性(Drug-likeness,DL)≥0.18,在有效成分篩選完成后進(jìn)一步在TCMSP查詢有效成分的作用靶點(diǎn),對(duì)于尚未收錄于TCMSP的中藥則使用中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(Traditional Chinese Medicines Integrated Database,TCMID)[10]進(jìn)行檢索以獲取其有效成分及作用靶點(diǎn)。最后使用Uniprot數(shù)據(jù)庫(kù)(https://uniprot.org/)對(duì)以上所得靶點(diǎn)名稱作標(biāo)準(zhǔn)化處理[11]。
1.2 LGIN疾病靶點(diǎn)的確定 在GEO數(shù)據(jù)庫(kù)中以關(guān)鍵詞“gastric intraepithelial neoplasia”檢索與胃低級(jí)別上皮內(nèi)瘤變相關(guān)的生物芯片,確定編號(hào)為GSE55696的數(shù)據(jù)集[12]。使用GEO2R在線分析工具(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r)以慢性胃炎作為對(duì)照進(jìn)行分析并確定19例慢性胃炎與19例LGIN之間的差異表達(dá)基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),篩選標(biāo)準(zhǔn)均設(shè)定為校正后P值<0.05和|log FC|≥1,將篩選后得到的DEGs作為逆轉(zhuǎn)LGIN的作用靶點(diǎn),并使用Sangerbox數(shù)據(jù)分析平臺(tái)(http://sangerbox.com/)繪制火山圖。
1.3 參白顆粒和LGIN共同靶點(diǎn)篩選 使用Omicshare(http://www.omicshare.com/)在線工具將參白顆粒有效成分作用靶點(diǎn)和逆轉(zhuǎn)LGIN作用靶點(diǎn)合并,繪制韋恩圖,將其交集作為參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的預(yù)測(cè)作用靶點(diǎn)。
1.4 “藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病”調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 基于以上分析所得的參白顆粒藥物有效成分及其作用靶點(diǎn),以及逆轉(zhuǎn)LGIN的作用靶點(diǎn)與藥物作用靶點(diǎn)交集的結(jié)果,利用Cytoscape3.8.0軟件構(gòu)建“藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病”的網(wǎng)絡(luò)模型。
1.5 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用靶點(diǎn)基因提交至STRING數(shù)據(jù)庫(kù)(http://string.embl.de/)[13],將最低相互作用閾值設(shè)為“highest confidence”(>0.4),并將網(wǎng)絡(luò)中斷開(kāi)的節(jié)點(diǎn)隱藏后構(gòu)建蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(Protein-Protein Interaction,PPI)網(wǎng)絡(luò)。使用Cytoscape3.8.0軟件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化處理,并進(jìn)一步使用插件CytoHubba計(jì)算每個(gè)蛋白質(zhì)節(jié)點(diǎn)的度(Degree),根據(jù)度的大小篩選潛在靶點(diǎn)。度的值越大,與其具有相互作用的蛋白節(jié)點(diǎn)就越多,對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的影響也就越大[14]。
1.6 基因本體(GO)富集分析和京都基因和基因組百科全書(KEGG)通路富集分析 在DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)在線工具(david.ncifcrf.gov/)上傳參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN作用靶點(diǎn),設(shè)置P<0.01,進(jìn)行基因本體(Gene Ontology,GO)富集分析,包括細(xì)胞成分(Cellular Component,CC)、分子功能(Molecular Function,MF)、生物過(guò)程(Biological Process,BP)3部分分析和京都基因和基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,借助R語(yǔ)言繪制弦圖[15-16]。
1.7 “藥物-成分-靶點(diǎn)-通路”調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 根據(jù)KEGG通路富集結(jié)果,在進(jìn)一步篩選確認(rèn)后得到參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的相關(guān)通路。利用Cytoscape3.8.0軟件構(gòu)建“藥物-成分-靶點(diǎn)-通路”的多元網(wǎng)絡(luò)模型。
2 結(jié)果
2.1 參白顆粒的有效成分和對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)的篩選 根據(jù)篩選條件在TCMSP中收集到的藥物有效成分如下:柴胡17個(gè),太子參8個(gè),白花蛇舌草7個(gè),莪術(shù)3個(gè),薏苡仁9個(gè)。由于TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)未收錄紫蘇梗,故在TCMID中對(duì)紫蘇梗進(jìn)行檢索,檢索后發(fā)現(xiàn)具有活性靶點(diǎn)的紫蘇梗成分共有3個(gè),分別為亞麻酸(Linolenic acid)、紫蘇醛(Perilaldehyde)和紫蘇醇(Perillyl alcohol),盡管它們?cè)赥CMSP中DL較低,但現(xiàn)代研究表明它們?cè)诟纳莆竷?nèi)環(huán)境及防治GC方面具有巨大潛力:亞麻酸可根除幽門螺桿菌并且不良反應(yīng)小,同時(shí)又能通過(guò)抑制Wnt/b-catenin信號(hào)通路抑制GC細(xì)胞生長(zhǎng)和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,已有學(xué)者提出建議將其作為防治GC的潛在有效生物活性植物化學(xué)物質(zhì)[17-18]。有報(bào)道指出紫蘇醛可通過(guò)誘導(dǎo)自噬激活A(yù)MP激活的蛋白激酶以防止GC細(xì)胞生長(zhǎng),并認(rèn)為紫蘇醛可用于防治GC的臨床工作中[19]。紫蘇醇能夠抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),并在多種動(dòng)物腫瘤模型中發(fā)揮癌癥的預(yù)防和治療作用[20]。鑒于LGIN屬于PLGC并與GC的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切,推測(cè)以上3種化合物對(duì)LGIN具有一定的潛在藥理作用,故將亞油酸、紫蘇醛和紫蘇醇3個(gè)有效成分納入。對(duì)以上藥物有效成分進(jìn)行去重后,共得到43個(gè)有效成分,進(jìn)一步根據(jù)有效成分進(jìn)行靶點(diǎn)預(yù)測(cè),除去重復(fù)靶點(diǎn)后共得靶點(diǎn)334個(gè)。選取前10個(gè)有效成分化合物及其對(duì)應(yīng)靶點(diǎn),按照OB值由大到小排序。見(jiàn)表1。
2.2 LGIN的疾病靶點(diǎn) 根據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn),在慢性胃炎與LGIN之間篩選出DEGs共2 472個(gè),其中1 655個(gè)為上調(diào)基因,817個(gè)為下調(diào)基因。見(jiàn)圖1。
2.3 參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用靶點(diǎn)篩選 將參白顆粒作用的靶點(diǎn)與逆轉(zhuǎn)LGIN的潛在靶點(diǎn)取交集后,獲得共用靶點(diǎn)50個(gè)。見(jiàn)圖2。
2.4 “藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病”調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 利用Cytoscape3.8.0軟件構(gòu)建“藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病”網(wǎng)絡(luò)圖,網(wǎng)絡(luò)中共有78個(gè)節(jié)點(diǎn)(藥物6個(gè)、有效成分21個(gè)、作用靶點(diǎn)50個(gè)和疾病1個(gè))和201條邊,結(jié)果顯示亞麻酸具有的潛在靶點(diǎn)最多為24個(gè),其次是槲皮素(Quercetin)為21個(gè),接著是2-甲氧基-3-甲基-9,10-蒽醌(2-methoxy-3-methyl-9,10-anthraquinone)10個(gè)以及山柰酚(Kaempferol)9個(gè)。見(jiàn)圖3。從網(wǎng)絡(luò)圖可以看出參白顆粒的活性成分與靶點(diǎn)之間存在互為一對(duì)多的關(guān)系,體現(xiàn)出中藥復(fù)方多成分,多靶點(diǎn)的復(fù)合調(diào)治特點(diǎn)。
2.5 PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 通過(guò)Cytoscape 3.8.0軟件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化處理,得到PPI網(wǎng)絡(luò)圖,圖中共有43個(gè)節(jié)點(diǎn)和165條邊。根據(jù)Cytohubba插件對(duì)圖中節(jié)點(diǎn)的度進(jìn)行計(jì)算,并設(shè)置度越大的節(jié)點(diǎn)越靠近網(wǎng)絡(luò)中心且顏色越深。見(jiàn)圖4。選取度最高的前6個(gè)靶點(diǎn)作為參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的潛在靶點(diǎn),分別為白細(xì)胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(Vascular Endothelial Growth Factor A,VEGFA)、前列腺素內(nèi)過(guò)氧化物合酶2(Prostaglandin-endoperoxide Synthase 2,PTGS2)、白細(xì)胞介素-8(IL-8,Interleukin-8,IL-8/CXCL8)、載脂蛋白B(Apolipopro-tein B,APOB)和纖溶酶原激活物抑制因子1(Plasminogen Activator Inhibitor-1,SERPINE1/PAI-1)。見(jiàn)表2。
2.6 GO功能與KEGG通路富集分析 通過(guò)DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用靶點(diǎn)進(jìn)行GO功能與KEGG通路富集分析。GO功能富集顯示包括藥物反應(yīng)、氧化還原過(guò)程、細(xì)胞增殖、氧化應(yīng)激反應(yīng)、缺氧反應(yīng)、血管生成等生物過(guò)程,質(zhì)膜、細(xì)胞外空間或區(qū)域、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、頂端質(zhì)膜等細(xì)胞組成以及蛋白質(zhì)均二聚活性、血紅素結(jié)合、相同蛋白質(zhì)結(jié)合、酶結(jié)合、磷脂結(jié)合等分子功能。見(jiàn)表3。KEGG通路富集分析顯示主要涉及癌癥通路、神經(jīng)活性配體-受體相互作用、脂肪的消化吸收、HIF-1信號(hào)通路以及PPAR信號(hào)通路等。見(jiàn)表4。進(jìn)一步借助R軟件對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行可視化處理。見(jiàn)圖5~6。其中l(wèi)ogFC數(shù)據(jù)來(lái)源于結(jié)果2.2中LGIN的疾病靶點(diǎn)資料。
2.7 “藥物-成分-靶點(diǎn)-通路”調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 根據(jù)KEGG通路富集結(jié)果,排除與LGIN無(wú)關(guān)的通路(小細(xì)胞肺癌通路與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎通路)后,發(fā)現(xiàn)“藥物-成分-靶點(diǎn)-KEGG通路”多元網(wǎng)絡(luò)中共有66個(gè)節(jié)點(diǎn)(藥物6個(gè)、有效成分21個(gè)、靶點(diǎn)31個(gè)和KEGG通路8條)和172條邊。見(jiàn)圖7。通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)揭示了參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的多成分、多靶點(diǎn)、多通路的作用特點(diǎn)。
3 討論
LGIN歸屬于中醫(yī)“痞滿”“胃脘痛”“嘈雜”的范疇,中醫(yī)認(rèn)為其病機(jī)以本虛標(biāo)實(shí)為主,本虛多在于脾胃虛弱,標(biāo)實(shí)則在于氣滯、血瘀、濕熱、瘀毒等[21]。參白顆粒從扶正與祛邪2個(gè)方面治療本病已初顯良效,然而其具體作用機(jī)制尚未明確,本研究通過(guò)中藥網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)從多種角度對(duì)參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用機(jī)制及特點(diǎn)進(jìn)行初步闡釋。
由“藥物-成分-靶點(diǎn)-疾病”網(wǎng)絡(luò)可見(jiàn),擁有較多LGIN疾病靶點(diǎn)的化合物為亞麻酸、槲皮素、2-甲氧基-3-甲基-9,10-蒽醌及山柰酚等。亞麻酸作為人體必需不飽和脂肪酸之一,具有抗炎、抗氧化與抗癌等生理功能[22]。研究證實(shí)亞麻酸可通過(guò)抑制IL-8的表達(dá)來(lái)降低幽門螺桿菌引起的胃黏膜炎癥,從而阻遏了慢性胃炎向LGIN的進(jìn)展[23]。槲皮素可能通過(guò)消除自由基以及促進(jìn)NO的產(chǎn)生來(lái)抑制胃黏膜細(xì)胞過(guò)度增殖[24]。盡管未檢索到關(guān)于2-甲氧基-3-甲基-9,10-蒽醌對(duì)胃黏膜細(xì)胞的相關(guān)研究,但其屬于白花蛇舌草活性成分中的蒽醌類化合物,此類物質(zhì)普遍具有抗氧化、抗菌消炎和抗癌等作用[25],基于本研究結(jié)果顯示出此化合物的重要性,因此有必要進(jìn)一步展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究此化合物對(duì)LGIN的作用。此外,山柰酚可通過(guò)降低炎癥介質(zhì)TNF-α、IL-1β和IL-8的表達(dá)抑制由幽門螺桿菌引起的胃黏膜炎癥,對(duì)于抑制胃黏膜的炎-癌轉(zhuǎn)化過(guò)程具有重要意義[26]。
本研究篩選出的參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的潛在基因靶標(biāo)可能有IL-6、VEGFA、PTGS2、IL-8、APOB和SERPINE1等。IL-6是一種炎癥介質(zhì),在慢性胃炎-癌轉(zhuǎn)化過(guò)程中,IL-6水平在正?!晕秆住鶳LGC發(fā)展過(guò)程中逐漸升高,而至GC階段時(shí)IL-6表達(dá)水平則明顯下降,原因可能是在慢性胃炎和PLGC階段時(shí)炎癥反應(yīng)逐漸增強(qiáng),GC階段時(shí)因免疫功能受損而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)減弱[27]。VEGFA是腫瘤血管新生過(guò)程中最關(guān)鍵的刺激因子,可通過(guò)刺激內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移而促進(jìn)腫瘤血管新生[28]。研究發(fā)現(xiàn)血清VEGF水平與胃黏膜萎縮及腸上皮化生程度之間皆存在顯著相關(guān)性,VEGFA可能參與了PLGC的形成[29]。環(huán)氧化酶-2的表達(dá)與炎癥及腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[30]。研究發(fā)現(xiàn)PTGS2的表達(dá)水平在慢性淺表性胃炎、萎縮化生性病變、不典型增生組、GC組中呈現(xiàn)逐步上升趨勢(shì),提示其在癌前病變中具有重要作用,并可能與GC的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[31]。CXCL8又稱IL8,主要參與胃黏膜炎癥損傷,是炎癥致癌的主要因子之一[32]。有研究發(fā)現(xiàn)在改善PLGC大鼠的胃黏膜組織病理學(xué)后,大鼠血清IL-8水平明顯降低,提示調(diào)節(jié)IL-8水平可能作為防治PLGC的機(jī)制之一[33]。APOB是構(gòu)成低密度脂蛋白的主要蛋白成分,研究發(fā)現(xiàn)APOB在GC患者血清中顯著高表達(dá),提示脂蛋白代謝失調(diào)可能導(dǎo)致GC的發(fā)生[34]。SERPINE1編碼蛋白主要負(fù)責(zé)抑制纖維蛋白的溶解[35],研究發(fā)現(xiàn)在感染幽門螺桿菌的慢性胃炎患者中,幽門螺桿菌可能通過(guò)激活ERK1/2信號(hào)導(dǎo)致SERPINE1表達(dá)上調(diào)而產(chǎn)生致癌作用[36]。
通過(guò)對(duì)參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN作用靶點(diǎn)的富集分析,共得到23個(gè)GO功能條目和10條KEGG通路。通過(guò)GO功能結(jié)果可以看出,參白顆粒可能主要通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白或磷脂活性等分子功能,以及影響氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖及血管生成等生物過(guò)程并主要作用于質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及細(xì)胞外區(qū)域來(lái)逆轉(zhuǎn)LGIN。KEGG富集分析顯示,參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用靶點(diǎn)主要富集在癌癥通路、神經(jīng)活性配體-受體相互作用、花生四烯酸代謝、脂肪的消化吸收、HIF-1信號(hào)通路以及PPAR信號(hào)通路等。
本研究顯示,富集在癌癥通路的藥物作用靶點(diǎn)數(shù)量明顯高于其他通路,同時(shí)癌癥通路中富含多條調(diào)節(jié)途徑,可見(jiàn)參白顆粒主要通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用、VEGF信號(hào)通路和細(xì)胞凋亡等異常過(guò)程影響癌癥通路而發(fā)揮作用。見(jiàn)圖8。研究證實(shí),通過(guò)阻斷細(xì)胞因子IL-6介導(dǎo)的JAK1/STAT3通路可切斷炎-癌轉(zhuǎn)化并起到逆轉(zhuǎn)PLGC的作用[37];VEGF信號(hào)通路在胃黏膜腸上皮化生及異型增生中表達(dá)增強(qiáng)可能會(huì)促進(jìn)血管生成,增加癌變可能[38];而癌癥通路中的Bcl-2是線粒體凋亡途徑中最關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子,研究證實(shí)在胃黏膜腸上皮化生或不典型增生中可通過(guò)降低Bcl-2蛋白的表達(dá)來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡,達(dá)到防治GC的目的[39]。
由于消化系統(tǒng)及內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中樞與情感中樞的皮層下整合中心共處同一解剖位置,因此胃腸疾病的發(fā)生與神經(jīng)遞質(zhì)異常之間關(guān)系密切[40]。神經(jīng)活性配體-受體相互作用通路中存在大量神經(jīng)遞質(zhì),研究顯示胃黏膜受刺激時(shí)CHRM3會(huì)促進(jìn)胃蛋白酶原和胃酸的分泌,加劇炎癥反應(yīng)而造成胃黏膜損傷,而5-羥色胺及其亞型可通過(guò)增強(qiáng)胃腸功能運(yùn)動(dòng)減輕胃黏膜慢性炎癥[41]。又有研究指出5-羥色胺2B受體在GC患者胃液及血液中的表達(dá)量明顯高于慢性淺表性胃炎患者[42],可見(jiàn)神經(jīng)活性配體及受體與胃黏膜炎-癌轉(zhuǎn)化過(guò)程可能具有一定關(guān)系?;ㄉ南┧岽x通路是產(chǎn)生炎癥介質(zhì)的主要途徑,在慢性萎縮性胃炎早期,胃黏膜因受刺激引起損傷并釋放花生四烯酸,在PTGS2的催化下經(jīng)一系列生物轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生炎癥介質(zhì),通過(guò)炎-癌轉(zhuǎn)化途徑對(duì)萎縮性胃炎及癌前病變的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生重要影響[43]。目前研究發(fā)現(xiàn)脂代謝異常與癌癥的關(guān)系密切[44-45],有學(xué)者通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)在GC中脂肪消化吸收代謝通路顯著異常,原因可能與脂質(zhì)消化酶的表達(dá)異常有關(guān)[46]。HIF-1信號(hào)通路主要發(fā)生在細(xì)胞低氧應(yīng)激時(shí)的一系列代償反應(yīng),低氧誘導(dǎo)因子-1α(Hypoxia Inducible Factor-1 Alpha,HIF-1α)是通路中應(yīng)答缺氧應(yīng)激的關(guān)鍵因子[47]。據(jù)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),在大鼠PLGC的胃黏膜中HIF-1表達(dá)較正常組明顯升高,說(shuō)明PLGC期大鼠胃黏膜存在缺氧耐受事件,并提示HIF-1α的升高促進(jìn)PLGC的惡性轉(zhuǎn)化[48]。過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)是核激素受體超家族的脂肪酸激活轉(zhuǎn)錄因子,可通過(guò)PPAR信號(hào)通路調(diào)節(jié)能量代謝、炎癥反應(yīng)及癌癥形成等生物過(guò)程[49]。研究發(fā)現(xiàn)其受體PPARγ可促進(jìn)胃黏膜上皮細(xì)胞糖酵解和脂肪酸合成,并抑制脂肪酸氧化分解,使細(xì)胞ATP生成和乳酸脫氫酶活性有所增加,從而促進(jìn)GC的發(fā)生[50]。有報(bào)道顯示慢性萎縮性胃炎與線粒體脂肪酸氧化密切相關(guān),而亞油酸可通過(guò)逆轉(zhuǎn)線粒體產(chǎn)生的大量活性氧以減少氧化應(yīng)激并增強(qiáng)機(jī)體代謝功能,因此LGIN的發(fā)生可能與氧化應(yīng)激產(chǎn)物在線粒體積累造成線粒體損傷有關(guān)[51-52]。此外,胃黏膜血管平滑肌舒張有利于胃黏膜血流量增加以及胃黏膜損傷修復(fù)[53]。
綜上所述,本研究創(chuàng)新性應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法從多層面、多角度揭示了參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的作用機(jī)制,并初步預(yù)測(cè)了參白顆粒逆轉(zhuǎn)LGIN的主要靶點(diǎn)和途徑,為進(jìn)一步的探索研究提供了理論依據(jù),但后期仍需通過(guò)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,以提高臨床用藥的安全性和科學(xué)性。
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(2020-08-18收稿 責(zé)任編輯:蒼寧)