基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對接技術(shù)探討心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的作用機(jī)制

郭軒彤，馬麗紅

心力衰竭是各種心血管疾病的終末階段?！吨袊难芙】蹬c疾病報(bào)告2019概要》流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示，心力衰竭已影響全球約4 000萬人，我國心力衰竭現(xiàn)患病人數(shù)約為1370萬例，較2000年增長44%，再住院率約為69%，住院死亡率約為4%，其高患病率、高住院率和高死亡率給我國經(jīng)濟(jì)帶來沉重負(fù)擔(dān)，已成為重要的公共衛(wèi)生問題[1-2]。中醫(yī)藥在減少心力衰竭終點(diǎn)事件、改善臨床癥狀和預(yù)后、提高生活質(zhì)量、降低死亡率方面具有多途徑、多靶點(diǎn)的治療特點(diǎn)和優(yōu)勢。臨床研究顯示，中藥可顯著降低慢性心力衰竭病人心血管不良事件發(fā)生率，中藥的多種活性成分通過抗氧化、抗炎、改善能量代謝等途徑拮抗心力衰竭發(fā)生發(fā)展[3]。

心復(fù)力顆粒是北京名醫(yī)丁鳴九治療慢性心力衰竭的經(jīng)驗(yàn)方，主要由人參、黃芪、黑順片、丹參等組成，作為內(nèi)部制劑，在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院臨床應(yīng)用50余年，療效顯著。前期研究發(fā)現(xiàn)，心復(fù)力顆粒可改善慢性心力衰竭病人臨床癥狀，提高左室射血分?jǐn)?shù)，降低血漿腦鈉肽(brain natriuretic peptide，BNP)水平；通過調(diào)節(jié)能量代謝、抑制心肌細(xì)胞凋亡和心肌纖維化等機(jī)制發(fā)揮心力衰竭心肌保護(hù)作用[4-5]。由于心復(fù)力顆粒成分多樣，活性成分復(fù)雜，藥理作用具有多靶點(diǎn)、多途徑、多層次的特點(diǎn)，因而常規(guī)基礎(chǔ)研究難以全面揭示心復(fù)力顆粒的作用機(jī)制，極大阻礙了藥物優(yōu)化和臨床應(yīng)用發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是基于藥物和疾病的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫檢索、高通量組學(xué)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算機(jī)虛擬計(jì)算的新興藥理學(xué)方法，通過構(gòu)建并分析生物網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對藥物與疾病交叉作用靶點(diǎn)的初步預(yù)測，廣泛用于中藥的基礎(chǔ)機(jī)制研究。分子對接是以空間結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，依據(jù)配體與受體作用“鎖-鑰原理”，預(yù)測分子相互作用的一種模擬技術(shù)。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，篩選得到心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的活性成分和潛在作用靶點(diǎn)，并結(jié)合基因本體(Gene Ontology，GO)和京都基因與基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)富集分析結(jié)果，初步探討心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的潛在分子作用機(jī)制。利用分子對接技術(shù)，進(jìn)一步模擬預(yù)測心復(fù)力顆粒潛在藥效成分與心力衰竭作用靶點(diǎn)之間的結(jié)合模式與強(qiáng)度，從而為心復(fù)力顆粒在心力衰竭中的治療優(yōu)化和研究提供線索和依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)庫、軟件和網(wǎng)站 數(shù)據(jù)庫包括TCMSP(http://ibts.hkbu.edu.hk/LSP/tcmsp.php)、PubChem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)、SwissTargetPrediction(http://www.swisstargetpredic tion.ch/)、GeneCards(http://www.genecards.org/)、DrugBank(https://go.drugbank.com/)、STRING(https://stringdb.org/)、DAVID(https://david.ncifcrf.gov/)、PDB(http://www.rcsb.org/)。使用軟件包括SAS 9.4(http://www.sas.com/)、Cytoscape 3.7.0(https://cytoscape.org/)、AutoDock Tools 1.5.6(http://autodock.scripps.edu/resources/adt)、PyMol(https://pymol.org/)。使用在線網(wǎng)站包括韋恩在線繪制(http://jvenn.toulouse.inra.fr/)、Bioinformatics (http://www.bioinformatics.com.cn/)。

1.2 心復(fù)力顆粒藥效成分及作用靶點(diǎn)的篩選 以人參、黑順片、茯苓、丹參、檳榔、黃芪、三棱、木瓜和葶藶子為心復(fù)力顆粒主要成分，在TCMSP數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，獲取所有化學(xué)成分。以口服生物利用度(oral bioavailability，OB)≥30%、類藥性(drug-likeness，DL)≥0.18為篩選標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建心復(fù)力顆粒藥效成分?jǐn)?shù)據(jù)庫。利用PubChem數(shù)據(jù)庫獲取藥效成分的Canonical SMILES序列，并在SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫中以可能性分值>0.1、居前15位作為篩選標(biāo)準(zhǔn)，得到心復(fù)力顆粒藥效成分作用靶點(diǎn)，構(gòu)建心復(fù)力顆粒藥效成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)檢索TCMSP數(shù)據(jù)庫中靶點(diǎn)信息，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查漏補(bǔ)充。

1.3 心力衰竭相關(guān)作用靶點(diǎn)的篩選 以“heart failure”“congestive heart failure”“cardiac failure”“cardiac insufficiency”“coronary failure”為心力衰竭關(guān)鍵詞，在GeneCards數(shù)據(jù)庫及DrugBank數(shù)據(jù)庫中檢索心力衰竭相關(guān)作用靶點(diǎn)，以相關(guān)性分?jǐn)?shù)>30為篩選標(biāo)準(zhǔn)，建立心力衰竭作用靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。

1.4 心復(fù)力顆粒與心力衰竭相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建 使用SAS 9.4軟件對心復(fù)力顆粒藥效成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和心力衰竭作用靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合并分析，導(dǎo)出交叉共同靶點(diǎn)，建立心復(fù)力顆粒治療心力衰竭靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。利用韋恩圖在線網(wǎng)站繪制心復(fù)力顆粒治療心力衰竭潛在靶點(diǎn)韋恩圖。將心復(fù)力顆粒治療心力衰竭靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫，得到靶點(diǎn)互作關(guān)系圖，構(gòu)建蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction，PPI)網(wǎng)絡(luò)模型。使用Cytoscape 3.7.0軟件對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，以Degree值居前10位為篩選標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建心復(fù)力顆粒治療心力衰竭關(guān)鍵靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。

1.5 靶點(diǎn)通路富集與可視化分析 將心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的潛在靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入DAVID數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行GO、KEGG富集分析，得到心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的潛在理論上的生物學(xué)過程與代謝通路。將結(jié)果上傳至Bioinformatics網(wǎng)站，繪制高級氣泡圖及基因富集分析柱狀圖，對結(jié)果進(jìn)行可視化分析。

1.6 分子對接分析 結(jié)合心復(fù)力顆粒、心力衰竭關(guān)鍵靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫與GO、KEGG富集分析結(jié)果，通過PubChem數(shù)據(jù)庫和PDB數(shù)據(jù)庫下載得到擬分析的心復(fù)力顆粒藥效成分和心力衰竭作用靶點(diǎn)3D晶體結(jié)構(gòu)。使用PyMol軟件對3D結(jié)構(gòu)進(jìn)行去水、加氫等預(yù)處理。使用AutoDock Tools 1.5.6軟件進(jìn)行分子對接分析，獲取藥效成分與靶點(diǎn)結(jié)合的自由能和構(gòu)象數(shù)據(jù)，并在PyMol軟件中進(jìn)行可視化分析。

2 結(jié) 果

2.1 心復(fù)力顆粒成分及靶點(diǎn) 以O(shè)B≥30%，DL≥0.18為篩選標(biāo)準(zhǔn)，通過TCMSP數(shù)據(jù)庫檢索得到人參藥效成分22種、黑順片藥效成分21種、茯苓藥效成分15種、丹參藥效成分65種、檳榔藥效成分8種、黃芪藥效成分20種、三棱藥效成分5種、木瓜藥效成分4種、葶藶子藥效成分22種，經(jīng)合并整理后，獲得心復(fù)力顆粒藥效成分共160種。詳見表1。將心復(fù)力顆粒藥效成分導(dǎo)入PubChem和SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫，獲得心復(fù)力顆粒藥效成分作用靶點(diǎn)575個(gè)。

表1 心復(fù)力顆粒藥效成分基本信息

2.2 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭潛在靶點(diǎn) 檢索GeneCards數(shù)據(jù)庫和DrugBank數(shù)據(jù)庫，獲取心力衰竭作用靶點(diǎn)355個(gè)。使用SAS 9.4軟件對心復(fù)力顆粒藥效成分作用靶點(diǎn)與心力衰竭作用靶點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)性分析，提取到共同作用靶點(diǎn)62個(gè)，即心復(fù)力顆粒治療心力衰竭靶點(diǎn)。將心復(fù)力顆粒治療心力衰竭靶點(diǎn)與心復(fù)力顆粒內(nèi)單藥的藥效成分作用靶點(diǎn)進(jìn)行比對分析，獲得單藥藥效成分治療心力衰竭的潛在靶點(diǎn)114個(gè)，其中，人參潛在靶點(diǎn)27個(gè)、黑順片潛在靶點(diǎn)12個(gè)、茯苓潛在靶點(diǎn)7個(gè)、丹參潛在靶點(diǎn)39個(gè)、檳榔潛在靶點(diǎn)9個(gè)、黃芪潛在靶點(diǎn)46個(gè)、三棱潛在靶點(diǎn)19個(gè)、木瓜潛在靶點(diǎn)36個(gè)、葶藶子潛在靶點(diǎn)45個(gè)。詳見圖1、圖2。

圖1 心復(fù)力顆粒藥效成分作用靶點(diǎn)-心力衰竭靶點(diǎn)Venn圖

圖2 心復(fù)力顆粒藥效成分作用靶點(diǎn)-心力衰竭靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖

2.3 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的潛在藥效成分-作用靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò) 將心復(fù)力顆粒治療心力衰竭靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫，得到心復(fù)力顆粒治療心力衰竭PPI網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果顯示：PPI網(wǎng)絡(luò)共61個(gè)節(jié)點(diǎn)、656條邊，高于同等數(shù)量下隨機(jī)蛋白互作關(guān)系度，提示心復(fù)力顆粒治療心力衰竭靶點(diǎn)蛋白之間存在高度生物相互作用關(guān)系，心復(fù)力顆粒治療心力衰竭有明確機(jī)制可循，詳見圖3。將PPI網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)入Cytoscape 3.7.0軟件，通過“Network Analyzer”進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)59個(gè)、邊656條，最短路徑3 422條，網(wǎng)絡(luò)中心度0.406，平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)22.237個(gè)，聚類系數(shù)0.716，無孤立蛋白節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步證實(shí)心復(fù)力顆粒治療心力衰竭PPI網(wǎng)絡(luò)靶點(diǎn)相互作用緊密，心復(fù)力顆粒治療心力衰竭存在確切的作用機(jī)制。導(dǎo)出富集組織為心臟且關(guān)聯(lián)強(qiáng)度Degree值居前10位的靶點(diǎn)，構(gòu)建心復(fù)力顆粒治療心力衰竭關(guān)鍵靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，包括：內(nèi)皮素1(endothelin-1，EDN1)、血管內(nèi)皮生長因子A(vascular endothelial growth factor A，VEGFA)、一氧化氮合酶3(nitric oxide synthase 3，NOS3)、趨化因子2(CCL2)、白細(xì)胞介素-8(interleukin-8，IL-8)、腫瘤蛋白p53(tumor protein 53，TP53)、血管細(xì)胞黏附因子1(vascular cell adhesion molecule 1，VCAM1)、纖溶酶原激活物抑制因子1(serpin family E member 1，SERPINE1)、小窩蛋白(caveolin 1，CAV1)、選擇素-E(selectin E，SELE)。詳見表2。

圖3 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭作用靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)

表2 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭關(guān)鍵靶點(diǎn)基本信息

2.4 靶點(diǎn)通路富集分析與可視化分析 提交心復(fù)力顆粒治療心力衰竭作用靶點(diǎn)至DAVID數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行基因富集分析，包括KEGG通路、GO的生物過程(biological process，BP)、細(xì)胞成分(cellular component，CC)和分子功能(molecular function，MF)，以富集值為篩選標(biāo)準(zhǔn)，取前20位的分析結(jié)果導(dǎo)入Bioinformatics平臺，繪制氣泡圖及基因富集分析柱狀圖進(jìn)行可視化分析。詳見圖4、圖5。

圖4 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭KEGG通路分析結(jié)果

圖5 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭GO富集分析結(jié)果

KEGG通路富集分析結(jié)果顯示，共94條代謝通路可能與心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的分子機(jī)制相關(guān)，主要包括信號傳遞、免疫系統(tǒng)、能量代謝、血管新生，內(nèi)分泌激素等。前期研究已初步證實(shí)心復(fù)力顆粒通過促進(jìn)改善心肌能量代謝和血管新生，調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激等機(jī)制發(fā)揮心力衰竭心肌保護(hù)作用。進(jìn)一步研究對缺氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)信號通路、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)信號通路、核苷酸寡聚化結(jié)構(gòu)域(NOD)樣受體(NOD-like receptor，NLRs)信號通路、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)信號通路等及關(guān)鍵作用靶點(diǎn)VEGFA、EDN1、絲裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、蛋白激酶Cα(PRKCA)、NOS3和腎素(REN)在心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的作用機(jī)制進(jìn)行深入探討。

GO功能富集分析結(jié)果顯示，共399種潛在分子生物功能與心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的作用相關(guān)，主要包括平滑肌細(xì)胞增殖、去甲腎上腺素作用下心臟收縮與心率調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡及內(nèi)皮素相關(guān)動(dòng)脈血壓調(diào)節(jié)等321條生物過程；軸突、細(xì)胞骨架、RNA轉(zhuǎn)錄復(fù)合物和細(xì)胞表面等31處與細(xì)胞成分相關(guān)的功能；NO合酶活性、腎上腺素能受體活性、去甲腎上腺素結(jié)合及血管內(nèi)皮生長因子受體結(jié)合等47種分子功能。以上各機(jī)制對心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的作用機(jī)制進(jìn)行了初步概括與揭示。

2.5 分子對接分析 EDN1是血管平滑肌和心肌細(xì)胞合成并分泌的具有強(qiáng)烈縮血管作用的活性肽，在心力衰竭中表達(dá)升高，通過活化磷脂酶C促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞收縮，升高血壓，并可激活蛋白激酶C引起心肌細(xì)胞肥厚和纖維化，影響心力衰竭的發(fā)生發(fā)展。多項(xiàng)臨床研究顯示，血漿EDN1濃度與心力衰竭病人短期院內(nèi)臨床終點(diǎn)事件和住院死亡率呈正相關(guān)，拮抗EDN1的治療策略可使病人獲益[6-8]。VEGFA是血管新生的重要作用因子，可促進(jìn)缺血心肌內(nèi)分支血管生成，改善冠狀動(dòng)脈血流灌注和心肌氧供，通過磷脂酰肌醇3-激酶-絲氨酸/蘇氨酸激酶(phosphatidylinositide 3-kinases/protein kinase B，PI3K/Akt)信號通路抑制心肌細(xì)胞凋亡[9]。心復(fù)力顆粒治療心力衰竭PPI網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)參數(shù)分析結(jié)果顯示，EDN1與VEGFA是心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的關(guān)鍵靶點(diǎn)，關(guān)聯(lián)Degree值居首位。GO、KEGG富集分析提示，HIF-1信號通路是心復(fù)力顆粒發(fā)揮心力衰竭心肌保護(hù)作用的機(jī)制中重要潛在通路，而HIF-1信號通路激活引起下游VEGF通路與EDN1通路活化，促進(jìn)血管新生與血管張力調(diào)節(jié)。課題組前期研究結(jié)果初步證實(shí)，心復(fù)力顆?？山档托牧λソ叽笫笮募?nèi)EDN1含量，改善心肌缺氧與細(xì)胞凋亡[5]。因此，初步以VEGF信號通路和EDN1信號通路作為本研究切入點(diǎn)，探討心復(fù)力顆粒是否通過結(jié)合EDN1降低其循環(huán)含量，拮抗不利作用，同時(shí)選取VEGFR和EDNR為心復(fù)力顆粒作用靶點(diǎn)，探討心復(fù)力顆粒通過結(jié)合受體發(fā)揮藥效作用的可能機(jī)制。 檢索心復(fù)力顆粒藥效成分靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，選取丹參中的有效成分木犀草素、隱丹參酮、丹參酮ⅡA；檳榔中的有效成分原花青素；黃芪、葶藶子和木瓜中的有效成分五羥黃酮進(jìn)行分子對接分析。詳見表3。

表3 心復(fù)力顆粒藥效成分與心力衰竭作用靶點(diǎn)的分子對接結(jié)果

對接結(jié)果顯示，心復(fù)力顆粒藥效成分與心力衰竭相關(guān)靶點(diǎn)的結(jié)合自由能均為負(fù)值，提示其結(jié)合為自發(fā)放能反應(yīng)，可形成穩(wěn)定復(fù)合物，為心復(fù)力顆粒的藥效作用機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。因此，心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的基礎(chǔ)作用機(jī)制可能通過結(jié)合激活或抑制VEGFR和EDNR受體或與EDN1配體形成復(fù)合物有關(guān)，表明心復(fù)力顆?？赡芡ㄟ^調(diào)節(jié)血壓、促進(jìn)血管新生、抑制心肌纖維化及病理重構(gòu)發(fā)揮藥物活性和心力衰竭保護(hù)作用，且丹參、黃芪、葶藶子、木瓜及檳榔中含有較多作用成分，為藥物優(yōu)化指明了方向。提交主要結(jié)果在PyMol軟件中進(jìn)行可視化，詳見圖6。

圖6 心復(fù)力顆粒藥效成分原花青素與VEGFR分子對接圖

3 討 論

一項(xiàng)中藥治療心力衰竭的系統(tǒng)性綜述納入了芪藶強(qiáng)心膠囊等9項(xiàng)隨機(jī)對照臨床研究，指出中藥聯(lián)合西藥可降低心力衰竭病人不良心血管事件發(fā)生率，中西醫(yī)結(jié)合是心力衰竭治療策略的潛在優(yōu)化方向[10]。心復(fù)力顆粒是阜外醫(yī)院名老中醫(yī)丁鳴九治療心力衰竭的經(jīng)驗(yàn)方，本研究在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建心復(fù)力顆粒與心力衰竭作用靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)和GO與KEGG基因富集分析，發(fā)現(xiàn)心復(fù)力顆粒中160種藥效成分可作用于心力衰竭62個(gè)相關(guān)靶點(diǎn)，其中關(guān)鍵靶點(diǎn)包括EDN1、VEGFA、NOS3、CCL2、IL8、TP53、VCAM1、SERPINE1、CAV1和SELE等，涉及信號通路包括HIF-1信號通路、TNF信號通路、NLRs信號通路、VEGF信號通路等。在前期研究基礎(chǔ)上，選取關(guān)鍵靶點(diǎn)通路進(jìn)行分子對接分析，實(shí)現(xiàn)對心復(fù)力顆粒治療心力衰竭潛在機(jī)制的科學(xué)系統(tǒng)分析。

3.1 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭現(xiàn)有證據(jù)分析 網(wǎng)絡(luò)分析與數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果顯示，參與心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的114種藥效成分主要來自丹參、人參、黑順片、茯苓、檳榔、黃芪、三棱、木瓜和葶藶子。相關(guān)研究表明，丹參通過作用于核受體類視黃醇X受體α和核因子(NF)-κB通路減輕氧化應(yīng)激導(dǎo)致的能量代謝障礙和心肌肥厚，提高線粒體功能[11-12]。人參通過調(diào)節(jié)心肌能量代謝發(fā)揮心力衰竭保護(hù)作用外，還可介導(dǎo)腺苷酸活化蛋白激酶-結(jié)節(jié)性硬化癥蛋白2-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase-tuberous sclerosis 2-mammalian target of rapamycin，AMPK-TSC2-mTOR)信號通路參與細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)多種炎性介質(zhì)表達(dá)實(shí)現(xiàn)對心肌肥厚和心室不利重構(gòu)的抑制[13-14]。黑順片通過線粒體合成相關(guān)的組蛋白脫乙酰酶/過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α(sirtuin 1/peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator，Sirt1/PGC-1α)信號通路促進(jìn)線粒體合成及鈣離子信號通路和心肌收縮相關(guān)基因SERCA2a表達(dá)的調(diào)節(jié)，提高心力衰竭大鼠心功能[15-16]。在減輕心臟負(fù)荷方面，茯苓通過作用于水的重吸收相關(guān)精氨酸加壓素-血管加壓素受體2-水通道蛋白2(arginine vasopression-vasopressin receptor 2-aquaporin 2，AVP-V2R-AQP2)軸發(fā)揮利尿作用，降低心力衰竭大鼠循環(huán)BNP含量，拮抗心力衰竭[17]。黃芪作為心力衰竭的常用治療藥物，通過促進(jìn)血管新生，抑制心肌組織重構(gòu)和調(diào)節(jié)心肌能量代謝等作用機(jī)制發(fā)揮心力衰竭心肌保護(hù)作用，并作用于去甲腎上腺素、醛固酮等神經(jīng)體液因子水平改善心功能[18-19]。葶藶子通過抑制心力衰竭大鼠模型中神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)過度激活，改善體內(nèi)氧化應(yīng)激失衡，抑制心肌細(xì)胞凋亡與心室重構(gòu)等發(fā)揮作用[20]。

檢索既往相關(guān)文獻(xiàn)，心復(fù)力顆粒治療心力衰竭發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵藥效物質(zhì)可能包括丹參、人參、黑順片、茯苓、黃芪和葶藶子。心復(fù)力顆粒的多種藥效成分是否由于相互作用影響其藥理機(jī)制、已有研究證據(jù)缺乏對通路的功能缺失性雙重驗(yàn)證、相關(guān)藥物療效缺乏設(shè)計(jì)嚴(yán)密的臨床觀察或研究佐證等問題，有待進(jìn)一步解決。

3.2 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭關(guān)鍵靶點(diǎn)和通路分析 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭關(guān)鍵靶點(diǎn)基因富集分析顯示，心復(fù)力顆粒通過EDN1、VEGFA、NOS3和SERPINE1作用于HIF-1信號通路；EDN1、CCL2、VCAM1、IL-8和SELE作用于TNF信號通路；NOS3及其他靶點(diǎn)作用于環(huán)磷酸鳥苷-蛋白激酶G(cGMP-PKG)和鈣離子信號通路；CCL2和IL-8作用于NLRs信號通路；VEGFA、NOS3和TP53作用于PI3K/Akt信號通路；NOS3和VEGFA作用于VEGF信號通路。其中，HIF-1通路在心肌缺氧條件下被激活，通過調(diào)節(jié)葡萄糖代謝相關(guān)酶類基因表達(dá)，作用于葡萄糖運(yùn)輸、線粒體氧化磷酸化和ATP生成等途徑，導(dǎo)致線粒體功能障礙、代謝紊亂和心肌細(xì)胞凋亡，引起不利重構(gòu)和心功能惡化，通過影響血管新生和心肌炎性反應(yīng)促進(jìn)心力衰竭發(fā)生發(fā)展[21]。TNF信號通路通過促炎作用影響心肌細(xì)胞收縮功能，介導(dǎo)微血管炎癥和障礙，參與成纖維細(xì)胞活化，引起心室重構(gòu)，使心力衰竭惡化[22]。在心力衰竭心肌神經(jīng)內(nèi)分泌活化和心肌損傷刺激下，cGMP-PKG信號通路活化可減輕心肌纖維化，抑制心肌細(xì)胞凋亡和調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮通透性等，已有臨床研究初步證實(shí)促進(jìn)cGMP-PKG信號通路可降低心力衰竭病人心血管死亡率和再住院率，改善預(yù)后[23]。鈣離子作為第二信使，通過影響心肌收縮、促進(jìn)心肌肥厚與重構(gòu)相關(guān)基因表達(dá)和心律失常等機(jī)制參與心力衰竭發(fā)生發(fā)展，作用于線粒體，干擾電子轉(zhuǎn)移與三羧酸循環(huán)，引起能量代謝障礙和ATP生成減少[24]。有研究顯示，腎上腺素能信號不僅影響心肌收縮力與心肌變力儲備，同時(shí)引起胰島素抵抗、心肌纖維化和心室重構(gòu)，導(dǎo)致心力衰竭；NLRs信號通路通過激活下游NF-κB信號及鈣離子信號，引起轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β等細(xì)胞因子分泌、心肌細(xì)胞凋亡和纖維化，導(dǎo)致心功能障礙[25]。心力衰竭心肌中VEGF信號通路的激活促進(jìn)血管新生，提高血管通透性，改善局部血流灌注，通過激活PI3K/AKT信號通路，促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)增加，抑制促凋亡蛋白Caspase-3等活性，發(fā)揮抑制心肌細(xì)胞凋亡和提高血管穩(wěn)定性作用[26-27]。詳見圖7。

圖7 心復(fù)力顆粒治療心力衰竭潛在的分子機(jī)制示意圖

結(jié)合心復(fù)力顆粒中單藥成分治療心力衰竭的研究證據(jù)和富集分析結(jié)果，本研究從理論層面初步探討了心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的機(jī)制可能包括調(diào)節(jié)心肌能量代謝、抑制不利重構(gòu)、促進(jìn)血管新生、減輕心臟負(fù)荷、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡與自噬和抑制神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)過度激活等，體現(xiàn)了心復(fù)力顆粒治療心力衰竭多成分、多靶點(diǎn)、多通路的藥效特點(diǎn)，從整體探討了心復(fù)力顆粒治療心力衰竭的潛在機(jī)制，為進(jìn)一步開展基礎(chǔ)和臨床研究提供理論支持與研究方向。