基于“干法＋濕法實(shí)驗(yàn)”和“配位化學(xué)”探討石膏解熱配伍規(guī)律及物質(zhì)基礎(chǔ)

皮雯敏，韓娜娜，袁枝花，王志家，林曉鈺，雷海民，王鵬龍

·數(shù)據(jù)挖掘與循證醫(yī)學(xué)·

基于“干法＋濕法實(shí)驗(yàn)”和“配位化學(xué)”探討石膏解熱配伍規(guī)律及物質(zhì)基礎(chǔ)

皮雯敏，韓娜娜，袁枝花，王志家，林曉鈺，雷海民，王鵬龍*

北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 102488

整理分析含有石膏的古方，挖掘石膏在治療熱證時(shí)的配伍用藥規(guī)律，并結(jié)合“有機(jī)小分子活性成分與無機(jī)金屬離子”間的配位化學(xué)探究其解熱的物質(zhì)基礎(chǔ)。收集《中醫(yī)方劑大辭典》中含有石膏且具有解熱作用的方劑，構(gòu)建方藥數(shù)據(jù)庫，利用Microsoft Excel 2019統(tǒng)計(jì)各中藥出現(xiàn)頻次，通過SPSS Modeler 18.0對方劑中的藥物進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，得到核心藥物組合。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析核心藥物組合，得到核心靶點(diǎn)，并進(jìn)行蛋白互作分析以及基因本體（gene ontology，GO）和京都基因與基因組百科全書（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富集分析；用等溫滴定量熱儀滴定核心藥物組合，驗(yàn)證其是否發(fā)生反應(yīng)；梳理中藥有機(jī)活性成分-金屬配合物研究進(jìn)展，探究石膏解熱物質(zhì)基礎(chǔ)。共納入方劑1440首，以湯劑、散劑為主；涉及中藥770味，其中與石膏配伍的高頻中藥29味（頻次≥100），以清熱藥、補(bǔ)虛藥、解表藥為主。關(guān)聯(lián)規(guī)則分析得到二項(xiàng)關(guān)聯(lián)16條，其中核心藥物組合“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”的有效成分分別為43、99個(gè)，與發(fā)熱的交集靶點(diǎn)有51、94個(gè)。GO和KEGG富集分析結(jié)果顯示，2個(gè)核心藥物組合很可能以調(diào)控核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號通路為主，同時(shí)調(diào)控白細(xì)胞介素（inter leukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、一氧化氮（nitric oxide，NO）等細(xì)胞因子及絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinases，MAPK）信號通路、TNF信號通路等，協(xié)同發(fā)揮作用。以核心藥物組合“石膏-黃芩”為例，等溫滴定量熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示黃芩和石膏互作強(qiáng)烈，而其主要有效成分黃芩苷和鈣離子也發(fā)生了配位反應(yīng)，證明黃芩中的活性成分和石膏中的金屬離子可發(fā)生相互作用。通過梳理中藥有機(jī)活性成分-金屬配合物研究進(jìn)展，推測石膏藥效的發(fā)揮與其中金屬元素和配伍中藥有機(jī)活性成分形成配合物密切相關(guān)。利用“干法＋濕法實(shí)驗(yàn)”結(jié)合“配位化學(xué)”理念，探究石膏解熱配伍規(guī)律及物質(zhì)基礎(chǔ)，石膏在自身發(fā)揮解熱作用的同時(shí)，其中豐富的元素可與配伍中藥中的黃酮類、蒽醌類、多糖類等有機(jī)活性成分形成配合物，從而增強(qiáng)生物活性，發(fā)揮協(xié)同作用，以期為石膏解熱物質(zhì)基礎(chǔ)及機(jī)制的探究提供新的方向。

石膏；數(shù)據(jù)挖掘；網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)；配位化學(xué)；解熱；配伍規(guī)律；石膏-黃芩；石膏-甘草

礦物藥作為中藥的三大來源之一，資源豐富，功效明確，在中醫(yī)藥領(lǐng)域具有不可或缺的作用[1]。自本次新型冠狀病毒疫情爆發(fā)以來，中醫(yī)藥治療取得了明顯的療效[2]。在各省市公布的預(yù)防新型冠狀病毒肺炎處方中，礦物藥石膏的使用頻率最高，占比為33.93%[3]。石膏作為清熱藥，口服具有清熱瀉火、除煩止渴的功效，主要用于外感熱病的高熱煩渴、肺熱喘咳、胃火亢盛等癥[4]，臨床應(yīng)用歷史悠久。其炮制品煅石膏具有收濕、生肌、斂瘡、止血的功效，外用治療潰瘍不斂、濕疹瘙癢等癥。由于石膏等礦物藥的主要成分為金屬元素，使其研究難度加大，尤其是其物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制，仍為目前礦物藥研究的瓶頸，制約其發(fā)展[5]。

礦物藥石膏藥效物質(zhì)基礎(chǔ)是中藥尚未充分揭示的關(guān)鍵問題之一，我國學(xué)者曹治權(quán)[6-7]很早便提出了中藥配位化學(xué)學(xué)說，認(rèn)為中藥中的有機(jī)成分和微量元素形成的配合物是中藥有效物質(zhì)基礎(chǔ)之一，其存在形態(tài)與生物活性密切相關(guān)。配位化學(xué)主要是研究金屬原子或離子與含孤對電子的分子或離子通過配位鍵形成的化合物[8]。金屬離子和有機(jī)配體之間的配位組裝由于同時(shí)具有無機(jī)和有機(jī)化合物的雙重優(yōu)點(diǎn)，在藥物遞送、催化、核磁共振成像等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢[9-10]，引起了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注，其研究成果也為中醫(yī)藥揭示礦物藥的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制提供了參考和思路。為充分揭示石膏藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，本研究采用“配位化學(xué)”和“干法＋濕法實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合的研究模式，其中干法實(shí)驗(yàn)是指運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、分子模擬等技術(shù)手段收集信息加以分析的方法[11]，區(qū)別于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，即濕法實(shí)驗(yàn)。本研究旨在運(yùn)用干法實(shí)驗(yàn)即數(shù)據(jù)挖掘和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，結(jié)合濕法實(shí)驗(yàn)即等溫滴定量熱實(shí)驗(yàn)，再梳理目前金屬離子與有機(jī)配體的研究成果，克服現(xiàn)有干法實(shí)驗(yàn)只能對單體成分進(jìn)行分析而缺少對2個(gè)或多個(gè)成分自組裝形成的配合物預(yù)測分析的現(xiàn)狀，通過總結(jié)現(xiàn)有中藥成分與金屬配合物研究進(jìn)展，演繹推導(dǎo)礦物藥石膏的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。總結(jié)分析石膏解熱配伍規(guī)律的同時(shí)，探討其解熱的物質(zhì)基礎(chǔ)，以期為石膏的作用機(jī)制提供依據(jù)。

1 干法實(shí)驗(yàn)

1.1 資料與方法

1.1.1 數(shù)據(jù)采集 含石膏的方劑信息均來自于《中醫(yī)方劑大辭典》[12]，采用Excel 2019軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，構(gòu)建石膏方藥數(shù)據(jù)庫。

1.1.2 數(shù)據(jù)篩選 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）組成中含有石膏的方劑；（2）方劑的方源、組成、主治完整；（3）功效或主治中涉及到“大熱”“瀉火”“積熱”等關(guān)鍵詞；（4）內(nèi)服方劑。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）方源、組成或主治不完整；（2）外用方劑；（3）重復(fù)方劑，如方名不同但組成相同[13]。

1.1.3 數(shù)據(jù)規(guī)范 由于中藥中存在“同名異物”“同物異名”的現(xiàn)象，因此，依據(jù)《中國藥典》[4]和《中華本草》[14]，將藥材名稱進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范。

1.1.4 數(shù)據(jù)挖掘方法 用Excel 2019對石膏方藥數(shù)據(jù)庫進(jìn)行頻數(shù)分析，得到石膏的常用配伍用藥。通過SPSS Modeler 18.0進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，得到核心藥物組合，結(jié)果用Cytoscape 3.8.2進(jìn)行可視化。

1.1.5 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析 通過TCMSP（https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php）數(shù)據(jù)庫以口服生物利用度（oral bioavailability，OB）≥30%、類藥性（drug-likeness，DL）≥0.18為條件進(jìn)行篩選，同時(shí)查找文獻(xiàn)補(bǔ)充得到黃芩和甘草的活性成分及靶點(diǎn)信息[15-16]。通過對石膏進(jìn)行電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）分析[17]，發(fā)現(xiàn)石膏中除含Ca以外，含量較高的元素還有Al、Mg、Fe、K、Na等，因此選擇Ca、Al、Mg、Fe、K、Na為石膏的主要成分，在STITCH（http://stitch.embl.de/）數(shù)據(jù)庫中，以homo sapiens為限定條件，以combined score≥0.5為篩選條件，獲得石膏的靶點(diǎn)信息。通過GeneCards（https://www.genecards.org/）數(shù)據(jù)庫以“fever”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，使用中位數(shù)對relevance score進(jìn)行篩選，獲得疾病靶點(diǎn)信息。使用Uniprot（http://www.Uniprot.org）數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一規(guī)范靶點(diǎn)名稱。將核心藥物組合靶點(diǎn)和疾病靶點(diǎn)導(dǎo)入Venny 2.1（https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/ venny/index.html），二者取交集后獲得潛在作用靶點(diǎn)，繪制韋恩圖。將活性成分和潛在作用靶點(diǎn)導(dǎo)入Cytoscape 3.8.2軟件，繪制“中藥-成分-靶點(diǎn)-疾病”網(wǎng)絡(luò)圖。再將潛在作用靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING（https:// string-db.org/）數(shù)據(jù)庫，限定物種為homo sapiens，選擇置信度高于0.9的基因，并根據(jù)中介中心性（betweenness centrality，BC）、接近中心性（closeness centrality，CC）、度（degree）篩選核心靶點(diǎn)。利用DAVID網(wǎng)站（https://david.ncifcrf.gov/）對核心靶點(diǎn)進(jìn)行基因本體（gene ontology，GO）富集分析和京都基因與基因組百科全書（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）信號通路富集分析，限定物種為homo sapiens，結(jié)果以＜0.05進(jìn)行篩選。

1.2 結(jié)果

1.2.1 數(shù)據(jù)篩選結(jié)果 從《中醫(yī)方劑大辭典》中共收集符合標(biāo)準(zhǔn)的方劑1440首，涉及770味中藥，總頻數(shù)為13 417，其中與石膏配伍的高頻中藥（頻次≥100）29味，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 與石膏配伍的高頻中藥(頻數(shù)≥100)

1.2.2 納入方劑劑型分布 對符合標(biāo)準(zhǔn)的1440首方劑進(jìn)行劑型分析，涉及湯、散、丸、丹、膏、片6種劑型。其中湯劑占比最高，其次為散劑，而在散劑中煮散占絕大部分，這符合石膏作為礦物藥需先煎、久煎的用法，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 石膏納入方劑劑型分布

1.2.3 高頻中藥功效分布 分析高頻中藥的功效，結(jié)果顯示，與石膏配伍的中藥以清熱藥、補(bǔ)虛藥和解表藥為主，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

1.2.4 高頻中藥關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 將與石膏配伍的高頻中藥通過SPSS Modeler 18.0的Apriori算法進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，設(shè)置參數(shù)支持度為10%，置信度為90%，最大前項(xiàng)數(shù)為1，挖掘出16個(gè)二項(xiàng)關(guān)聯(lián)組合，藥物組合的提升度均大于1，說明其具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[18]。二項(xiàng)關(guān)聯(lián)支持度最高的組合是“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”藥對，結(jié)果見表4。此外，通過Cytoscape 3.8.2構(gòu)建高頻中藥的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖，清晰直觀地反映了藥物之間的關(guān)聯(lián)程度，見圖1。

1.3 “石膏-黃芩”和“石膏-甘草”核心配伍機(jī)制探討

1.3.1 “中藥-成分-靶點(diǎn)-疾病”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 通過TCMSP、STITCH數(shù)據(jù)庫和文獻(xiàn)補(bǔ)充檢索到“石膏-黃芩”藥對共涉及43個(gè)活性成分，264個(gè)靶點(diǎn)；“石膏-甘草”藥對共涉及99個(gè)活性成分，369個(gè)靶點(diǎn)。以“fever”為關(guān)鍵詞，在GeneCards數(shù)據(jù)庫檢索到943個(gè)疾病靶點(diǎn)，導(dǎo)入Venny 2.1，與“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”藥對分別得到51和94個(gè)交集靶點(diǎn)，如圖2、3所示。將活性成分和潛在作用靶點(diǎn)導(dǎo)入Cytoscape 3.8.2軟件，繪制“中藥-成分-靶點(diǎn)-疾病”網(wǎng)絡(luò)圖，如圖4、5所示。

表3 石膏配伍中藥的功效分布

表4 石膏與配伍高頻中藥間的二項(xiàng)關(guān)聯(lián)規(guī)則分析

圖1 高頻中藥關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

圖2 “石膏-黃芩”解熱靶點(diǎn)韋恩圖

圖3 “石膏-甘草”解熱靶點(diǎn)韋恩圖

圖4 “石膏-黃芩”的中藥-成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)圖

圖5 “石膏-甘草”藥材-成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)圖

1.3.2 核心靶點(diǎn)篩選及GO和KEGG富集分析 將“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”的潛在作用靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫，分別篩選出16和28個(gè)核心靶點(diǎn)，如表5所示。二者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲蹬琶壳暗陌悬c(diǎn)包括：腫瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）、轉(zhuǎn)錄因子p65（transcription factor p65，RELA）、血管內(nèi)皮生成因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶1（RAC-alpha serine/ threonine-protein kinase，AKT1）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL6）、絲裂原活化蛋白激酶14（mitogen-activated protein kinase 14，MAPK14）。將核心靶點(diǎn)導(dǎo)入DAVID網(wǎng)站，進(jìn)行GO和KEGG富集分析。以＜0.05為條件對GO分析結(jié)果進(jìn)行篩選，得到“石膏-黃芩”藥對生物過程149條，細(xì)胞組成15條，分子功能24條；“石膏-甘草”藥對生物過程263條，細(xì)胞組成21條，分子功能34條。均選擇值排前的15條做條形圖，如圖6、7所示。“石膏-甘草”藥對均可通過對蛋白磷酸化、RNA聚合酶II啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄、一氧化氮合成等過程的正調(diào)控及調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、細(xì)胞對脂多糖的應(yīng)答反應(yīng)來綜合發(fā)揮作用。以＜0.05為條件對KEGG分析結(jié)果進(jìn)行篩選，分別得到76和102條信號通路，選擇值排前的15條做氣泡圖，如圖8、9所示。結(jié)果顯示，“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”藥對涉及的通路主要包括乙型肝炎、Toll樣受體信號通路、癌癥通路、NOD樣受體信號通路、腫瘤壞死因子信號通路等。

表5 核心靶點(diǎn)

圖6 “石膏-黃芩”藥對GO富集分析

2 濕法實(shí)驗(yàn)

2.1 材料

2.1.1 藥材與試劑 石膏為硫酸鹽類礦物硬石膏族石膏，黃芩為唇形科植物黃芩Georgi的干燥根，均購自北京同仁堂，經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)雷海民教授鑒定，符合《中國藥典》2020年版規(guī)定。無水氯化鈣（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥96%，批號20200406）購自天津市大茂化學(xué)試劑廠，黃芩苷（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%，批號110715-200514）購自購自中國食品藥品檢定研究院。

2.1.2 儀器 NANO ITC等溫滴定量熱儀和脫氣站Degassing Station（美國TA公司）；YP3002電子天平（上海佑科儀器儀表有限公司）。

2.2 方法

2.2.1 樣品溶液的制備 石膏和黃芩各稱取12 g，加8倍量水冷凝回流煎煮1 h后，濾過得到藥材水煎液。稱取無水氯化鈣4.44 mg，溶于4 mL去離子水，得到10 mmol/L氯化鈣溶液；稱取黃芩苷3.57 mg，調(diào)堿后溶于4 mL去離子水，得到2 mmol/L黃芩苷溶液。

圖8 “石膏-黃芩”藥對KEGG富集分析圖

圖9 “石膏-甘草”藥對KEGG富集分析圖

2.2.2 等溫滴定量熱法（isothermal titration calorimetry，ITC）測定 將石膏和黃芩水煎液、氯化鈣和黃芩苷溶液放入脫氣站，于25 ℃條件下恒溫脫氣20 min。將被滴定液于樣品池中注入300 μL，滴定液于進(jìn)樣針中吸入50 μL。攪拌速率為200 r/min，在25 ℃條件下連續(xù)滴定20滴，每滴2.5 μL，間隔時(shí)間為240 s。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理 在滴定過程中，ITC Run軟件會(huì)自動(dòng)采集每次滴定的能量變化，能量變化值曲線峰朝上代表該滴定過程為放熱反應(yīng)，焓變（d）為負(fù)值；朝下則為吸熱反應(yīng)，d為正值。樣品互滴結(jié)束后，再扣除滴定液滴定空白去離子水的能量，計(jì)算得到趨勢線。

2.3 結(jié)果

黃芩水煎液滴定石膏水煎液結(jié)果如圖10所示，黃芩和石膏為放熱反應(yīng)，d為?1999 kJ/mol，反應(yīng)程度較強(qiáng)。為進(jìn)一步探究“石膏-黃芩”藥對中活性成分之間的相互作用，以石膏和黃芩的主要有效成分鈣離子和黃芩苷為例，進(jìn)行ITC滴定，結(jié)果如圖11所示，黃芩苷和鈣離子也為放熱反應(yīng)，d為?65.54 kJ/mol。由于藥材水煎液中成分復(fù)雜多樣，所以與單體成分滴定相比，反應(yīng)程度更強(qiáng)。

3 中藥有機(jī)成分-金屬配合物

“干法實(shí)驗(yàn)”只能以中藥中的單體成分為單位進(jìn)行藥效學(xué)機(jī)制分析，但中藥中的活性成分多以黃酮類、蒽醌類、萜類等小分子化合物和多糖等大分子物質(zhì)為主，這些有機(jī)成分因具有酚羥基、醛基、羧基等基團(tuán)，對金屬離子具有較強(qiáng)的配位能力，可與Ca2+、Zn2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+等人體所必須的大量或微量金屬元素形成配合物，在藥理活性上產(chǎn)生雙重功能或協(xié)同作用[19]。因此，要深入揭示以石膏為代表的礦物藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，僅以單體成分為單位進(jìn)行分析是不準(zhǔn)確的，需借助中藥有機(jī)成分-金屬配合物的研究現(xiàn)狀，最終演繹推導(dǎo)石膏的藥效機(jī)制。

圖10 黃芩滴定石膏熱量變化圖

圖11 氯化鈣滴定黃芩苷熱量變化圖

3.1 黃酮類金屬配合物

黃酮類化合物存在于大部分中藥中，具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤等藥理活性[20]，其結(jié)構(gòu)多具有3-羥基-4-羰基和5-羥基-4-羰基而易與金屬離子絡(luò)合。Li等[21]研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷與金屬離子形成的配合物，其藥效明顯強(qiáng)于黃芩苷單體，如黃芩苷-銅可通過抑制細(xì)胞增殖進(jìn)而抑制HepG2細(xì)胞移植瘤的生長，提示銅偶聯(lián)增強(qiáng)了黃芩苷的抗腫瘤細(xì)胞增殖作用。研究表明，槲皮素與釩、銅、鎂、鐵、釕、鈷、鎘、鈣等金屬絡(luò)合后，表現(xiàn)出比槲皮素單體更優(yōu)異的抗氧化活性[22]。

3.2 蒽醌類金屬配合物

蒽醌類化合物具有抗菌、抗病毒等廣泛的藥理活性[23]，具有α酚羥基或鄰二酚羥基的蒽醌類較易與金屬離子反應(yīng)。向暉[24]研究發(fā)現(xiàn)，大黃酸分別與Cr3+、Fe2+、Fe3+以2∶1的比例形成配合物，在抗菌、抗氧化和抗癌中顯示其優(yōu)異活性。Yang等[25]發(fā)現(xiàn)，大黃素和Mn2+通過9-C=O和1-OH 2個(gè)位點(diǎn)配位絡(luò)合，形成的配合物對人肝癌細(xì)胞HepG2、人乳腺癌細(xì)胞MCF-7、小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16、人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231、人宮頸癌細(xì)胞HeLa 5種腫瘤細(xì)胞的IC50值比大黃素提高了近3倍，可誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)改變，降低細(xì)胞存活率，誘導(dǎo)癌細(xì)胞G0/G1期阻滯和凋亡。

3.3 萜類金屬配合物

萜類化合物在自然界中分布廣泛，結(jié)構(gòu)多樣，具有抗腫瘤、抗菌等活性[26]。孫儀萌[27]將甘草酸與Cu2+組裝絡(luò)合，發(fā)現(xiàn)組裝體可以保持穩(wěn)定的螺旋纖維結(jié)構(gòu)，并作為催化骨架，既能降低反應(yīng)成本，又極大地提高了Diels-Alder反應(yīng)的速率，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥等領(lǐng)域。

3.4 多糖類金屬配合物

多糖是中藥中很常見的一類有機(jī)物，具有抗癌、抗病毒、降血糖等多種藥理活性[28]。Tan等[29]制備了麥冬多糖-Fe3+絡(luò)合物，從化學(xué)組成上看，多糖- 鐵絡(luò)合物是一種含有高分子碳水化合物和金屬離子的超分子結(jié)構(gòu)，不僅具有適當(dāng)?shù)呐湮环€(wěn)定性，而且更有利于人體吸收。

通過對中藥有機(jī)成分-金屬配合物的梳理發(fā)現(xiàn)，有機(jī)配體多與Cu、Fe、Mn、Zn等過渡金屬元素通過自組裝的方式形成配合物，活性研究多集中在抗氧化、抗腫瘤和抗菌等方面，歸納總結(jié)見表6。

表6 中藥有機(jī)成分-金屬配合物及藥效學(xué)評價(jià)

“—”表示文獻(xiàn)未提及

“—” represent not mentioned in the literature

4 討論

石膏作為礦物藥，含有豐富的元素，其中Ca元素含量最多，此外還含有Zn、Fe、Mn、Mg、Na、Al、K、Cu、Si、Pb、As、Cd、Hg、Cu、Be等微量元素[34]。石膏的解熱機(jī)制目前尚無統(tǒng)一觀點(diǎn)，調(diào)研后認(rèn)為可從兩方面理解。首先，石膏本身便具有解熱作用，所含豐富的元素是石膏解熱的物質(zhì)基礎(chǔ)。如Na+和Ca2+與下丘腦的體溫調(diào)定點(diǎn)有關(guān)，Ca2+可作用于下丘腦，調(diào)控發(fā)熱細(xì)胞的信號傳導(dǎo)，降低Na+/Ca2+值，從而發(fā)揮降溫作用[17]；Zn、Cd、Co、Pb等微量元素與退熱作用關(guān)系密切；Fe、Cu、Se等微量元素可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，與清熱作用也有間接的關(guān)系[35]。其次，石膏作為一個(gè)“元素庫”，常與黃芩、甘草、麻黃等清熱藥、補(bǔ)虛藥、解表藥配伍使用，這些中藥中含有大量的黃酮類、蒽醌類、萜類等小分子化合物和蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)[36-38]，這些有機(jī)化合物很可能與石膏中豐富的金屬離子及其他微量元素形成配合物，且由于其具有一定的穩(wěn)定性，因此也可看作是一個(gè)“新化學(xué)實(shí)體”，從而改變原有機(jī)配體的理化性質(zhì)或與病灶靶點(diǎn)的結(jié)合途徑，增強(qiáng)生物活性，發(fā)揮協(xié)同作用[39]。

本研究首先通過對《中醫(yī)方劑大辭典》進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，得到了解熱方劑中的石膏常用配伍中藥。發(fā)現(xiàn)與石膏配伍頻數(shù)較高的有黃芩、甘草、炙甘草，其中，炙甘草作為甘草的炮制品，二者所含化學(xué)成分的含量稍有差異但種類幾乎不變，炙甘草中甘草苷、甘草酸、芹糖甘草苷含量下降，醇溶性浸出物、甘草素含量增加[40]。因此，選取“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”2個(gè)核心配伍藥對運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)做進(jìn)一步的機(jī)制探討。發(fā)現(xiàn)其涉及到蛋白磷酸化、Toll樣受體等信號通路，而Toll樣受體是一種跨膜蛋白，能介導(dǎo)炎癥和免疫反應(yīng)，與配體結(jié)合后可激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號通路，且激活NF-κB信號通路最關(guān)鍵的步驟就是核因子κB抑制劑α（nuclear factor-κB inhibitor，IκBα）的磷酸化和降解[41]。因此核心配伍藥對很可能主要通過調(diào)控NF-κB信號通路，同時(shí)調(diào)控IL6、TNF、NO等細(xì)胞因子及MAPK信號通路、腫瘤壞死因子信號通路等多靶點(diǎn)、多途徑地發(fā)揮解熱作用。再以核心藥物組合“石膏-黃芩”為例，進(jìn)行等溫滴定量熱實(shí)驗(yàn)，證明石膏和黃芩及其主要活性成分確實(shí)可以發(fā)生相互作用。通過干法實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“石膏-黃芩”和“石膏-甘草”藥效機(jī)制與“黃芩”和“甘草”明顯不同，再結(jié)合配位化學(xué)理念，提出對石膏解熱作用的理解：石膏中富含的金屬元素不僅具有直接的生理功能，在水煎煮過程中更可以與中藥多種有機(jī)活性成分發(fā)生分子互作，形成配合物發(fā)揮藥理作用，本研究為石膏解熱機(jī)制的探究提供新的方向。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Analysis of antipyretic compatibility law and material basis ofbased on “dry-method + wet-method” and “coordination chemistry”

PI Wen-min, HAN Na-na, YUAN Zhi-hua, WANG Zhi-jia, LIN Xiao-yu, LEI Hai-min, WANG Peng-long

School of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 102488, China

To sort out and analyze the ancient prescriptions containing Shigao (), to explore the rule of compatibility ofin the treatment of fever, and its antipyretic material basis combined with coordination chemistry between the active components of organic small molecules and inorganic metal ions.Methods The prescriptions containingand antipyretic effect in thewere collected, and the prescription database was constructed.The occurrence frequency of each traditional Chinese medicine (TCM) was counted by Microsoft Excel 2019, and the core drug combinations were obtained by analyzing the association rules of the drugs in the prescription by SPSS Modeler 18.0.The core drug combinations were analyzed by network pharmacology, and the core targets were obtained.Protein interaction analysis and gene ontology (GO) and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) enrichment analysis were carried out.The core drug combination was titrated by isothermal titration calorimeter to verify whether it reacted or not.The research progress of organic components of TCM-metal complex was summarized, and the material basis of antipyretic substance ofwas explored.Through screening 1440 prescriptions were included, mainly decoctions and powders.A total of 770 TCMs were involved, including 29 high-frequency drugs compatible with(frequency ≥ 100), which were mainly heat-clearing TCMs, deficiency-tonifying TCMs and exterior-releasing TCMs.Sixteen two-item associations were obtained by association rule analysis, in which the active components of the core drug combinations “-Huangqin ()” and “-Gancao (et)” were 43 and 99 respectively, and 51 and 94 targets were intersected with fever.The results of GO and KEGG enrichment analysis showed that the combinations of the two core drugs probably regulated nuclear factor-κB (NF-κB) signal pathway mainly, cytokines such as inter leukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor (TNF), nitric oxide (NO), mitogen activated protein kinases (MAPK) signal pathway, TNF signal pathway were played a synergistic role.Taking the core drug combination “-” as an example, the results of isothermal titration calorimetry test showed that there was a strong interaction betweenand, and the coordination reaction between baicalin and calcium ion also occurred.It was proved that the active components ofcan interact with the metal ions in.Through combing the research progress of organic active components of TCM-metal complexes, it was inferred that the efficacy ofwas closely related to the formation of complexes between metal elements and organic components of TCM.The “dry-method + wet-method” combined with the concept of “coordination chemistry” were used to explore the antipyretic compatibility law and material basis of.It was considered that whileplayed an antipyretic role, rich elements could be partitioned with flavonoids, anthraquinones and polysaccharides in TCM to form complexes, so as to enhance biological activity and play a synergistic effect, with view to providing a new direction for the study of antipyretic material basis of.

; data mining; network pharmacology; coordination chemistry; antipyretic effect; compatibility law;-;-et

R285

A

0253 - 2670(2022)05 - 1471 - 12

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.05.023

2021-10-20

北京市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（7202116）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（82073974）；北京市科技新星計(jì)劃（Z201100006820026）；中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)青年人才托舉工程項(xiàng)目（CACM-2018-QNRC2-B08）；北京中醫(yī)藥大學(xué)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（2020-JYB-ZDGG-044）；中央高?；鹂蒲袠I(yè)務(wù)項(xiàng)目（杰出青年基金B(yǎng)UCM-2019-JCRC002，岐黃團(tuán)隊(duì)2019-JYB-TD005）；北京市中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

皮雯敏，女，碩士研究生在讀，研究方向?yàn)橹兴帍?fù)方活性物質(zhì)基礎(chǔ)表征研究。Tel: 18810973813 E-mail: wenminpi@163.com

通信作者：王鵬龍，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榛谌蹑I化學(xué)探究中藥復(fù)方物質(zhì)基礎(chǔ)及其配伍機(jī)制。Tel: (010)53912100 E-mail: wpl581@126.com

[責(zé)任編輯 潘明佳]