基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究雞血藤治療胃癌的作用機(jī)制

摘要：目的" 借助網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測(cè)雞血藤治療胃癌的潛在作用機(jī)制。方法" 通過TCMSP數(shù)據(jù)庫獲得雞血藤的活性成分及對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)，同時(shí)利用GeneCards、TTD和OMIM等數(shù)據(jù)庫收集胃癌靶點(diǎn)。采用韋恩圖得到藥物和疾病交集靶點(diǎn)，通過STRING數(shù)據(jù)庫構(gòu)建交集靶點(diǎn)蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)（PPI）。運(yùn)用DAVID在線工具對(duì)交集靶點(diǎn)進(jìn)行GO功能和KEGG通路富集分析。結(jié)果" 獲得雞血藤有效活性成分共24個(gè)，對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)104個(gè)，收集胃癌靶點(diǎn)共1639個(gè)，通過Venn圖得到雞血藤-胃癌交集靶點(diǎn)共66個(gè)。蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析得到TP53、STAT3、AKT1、CASP3和TNF等關(guān)鍵靶點(diǎn)。GO富集分析得到生物過程條目489個(gè)、細(xì)胞組成條目45個(gè)和分子功能條目89個(gè)；KEGG通路富集分析得到159條信號(hào)通路，其中通路主要與PIK3-Akt信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路和HIF-1信號(hào)通路等密切相關(guān)。結(jié)論" 基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)初步揭示雞血藤抗腫瘤可能通過調(diào)節(jié)TP53、STAT3、AKT1、CASP3和TNF等關(guān)鍵蛋白，干擾PIK3-Akt信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路和HIF-1信號(hào)通路等發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)；雞血藤；胃癌

中圖分類號(hào)：R273" " " " " " nbsp; " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.16.002

文章編號(hào)：1006-1959（2024）16-0007-05

Study on the Mechanism of Suberect Spatholobus Stem in the Treatment of Gastric Cancer

Based on Network Pharmacology

JI Lei1，SHAN Hui-min2，WANG Yin-xiang1，SUN Zhi-qin1，ZHAI Chang-yun1，WANG Jin-qiu1

（Department of Oncology1，Department of Pathology2，Yancheng Dafeng People's Hospital/Dafeng Clinical College，

Yangzhou University School of Medicine，Yancheng 224005，Jiangsu，China）

Abstract：Objective" To predict the potential mechanism of Suberect Spatholobus Stem in the treatment of gastric cancer by network pharmacology.Methods" The active components and corresponding targets of Suberect Spatholobus Stem were obtained by TCMSP database， and the gastric cancer targets were collected by GeneCards， TTD and OMIM databases. The intersection targets of drugs and diseases were obtained by Wayne diagram， and the intersection target protein interaction network （PPI） was constructed by STRING database. The GO function and KEGG pathway enrichment analysis of the intersection targets were performed using the DAVID online tool.Results" A total of 24 active components of Suberect Spatholobus Stem were obtained， corresponding to 104 targets， and a total of 1639 gastric cancer targets were collected. A total of 66 intersection targets of Suberect Spatholobus Stem-gastric cancer were obtained by Venn diagram. Key targets such as TP53， STAT3， AKT1， CASP3 and TNF were obtained by protein interaction network analysis. GO enrichment analysis obtained 489 biological process items， 45 cell composition items and 89 molecular function items. KEGG pathway enrichment analysis obtained 159 signaling pathways， among which the pathways were mainly closely related to PIK3-Akt signaling pathway， IL-17 signaling pathway and HIF-1 signaling pathway.Conclusion" Based on network pharmacology， it is preliminarily revealed that Suberect Spatholobus Stem anti-tumor may play a role by regulating key proteins such as TP53， STAT3， AKT1， CASP3 and TNF， and interfering with PIK3-Akt signaling pathway， IL-17 signaling pathway and HIF-1 signaling pathway.

Key words：Network pharmacology;Suberect Spatholobus Stem;Gastric cancer

胃癌（gastric cancer）是最常見惡性腫瘤的之一，其發(fā)病率僅次于肺癌和肝癌，嚴(yán)重危害人類健康[1]。目前治療胃癌的手段主要包括手術(shù)切除、化療、免疫和靶向治療等[2]。由于缺乏早期癥狀，大多數(shù)胃癌被診斷時(shí)已是晚期，失去手術(shù)機(jī)會(huì)，而化療、免疫和靶向治療效果不佳。近年來，大量臨床研究顯示[3，4]，中醫(yī)藥在胃癌防治中具有積極的作用，特別是在改善臨床癥狀、阻止癌前病變進(jìn)一步發(fā)展、術(shù)后預(yù)防復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移、對(duì)化療的增效減毒等方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。雞血藤（Suberect Spatholobus Stem）來源于豆科植物密花豆（Spatholobus suberectus Dunn）的干燥藤根，有活血補(bǔ)血、調(diào)經(jīng)止痛、舒經(jīng)活絡(luò)之功效?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明[5，6]，雞血藤具有一定的抗癌作用。但關(guān)于雞血藤抗胃癌活性成分和作用機(jī)制仍不清楚，基于此，本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法篩選雞血藤有效成分，預(yù)測(cè)其治療胃癌的潛在作用機(jī)制，現(xiàn)報(bào)道如下。

1資料與方法

1.1篩選雞血藤活性成分及預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)" 采用TCMSP在線數(shù)據(jù)庫（https：//old.tcmsp-e.com/tcmsp.php）檢索雞血藤的化學(xué)成分。根據(jù)成分毒藥物動(dòng)力學(xué)參數(shù)，設(shè)置藥物口服生物利用度（oral bioavailability， OB）≥30%，藥物相似度（drug-like properties， DL）≥0.18為條件，篩選主要化學(xué)成分以及其對(duì)應(yīng)靶標(biāo)。

1.2收集胃癌相關(guān)靶點(diǎn)" 通過檢索GeneCards（https：//www.genecards.org）、TTD（http：//db.idrblab.net/ttd）和OMIM（https：//www.omim.org）在線數(shù)據(jù)庫，以“gastric cancer”檢索詞，收集胃癌相關(guān)靶點(diǎn)。

1.3獲取雞血藤與胃癌共同靶點(diǎn)" 利用生信數(shù)據(jù)分析平臺(tái)（http：//www.bioinformatics.com.cn/），通過Venn圖獲取雞血藤相關(guān)靶點(diǎn)和胃癌靶點(diǎn)的交集，即兩者的共同靶點(diǎn)。

1.4構(gòu)建蛋白相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)" 通過STRING數(shù)據(jù)庫（https：//cn.string-db.org/），將雞血藤和胃癌交集靶點(diǎn)輸入該數(shù)據(jù)庫檢索框中，構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)圖，并下載該TSV文件。利用Cytoscape 3.7.1軟件載入TSV文件并進(jìn)行可視化處理，再利用Network Analyzer功能，根據(jù)節(jié)點(diǎn)degree值篩選出排名前5的靶點(diǎn)。

1.5 GO及KEGG富集分析" 運(yùn)用DAVID數(shù)據(jù)庫（https：//david.ncifcrf.gov/home.jsp）中的在線分析工具，對(duì)雞血藤和胃癌疾病共同靶點(diǎn)進(jìn)行GO功能和KEGG通路富集分析，并利用生信數(shù)據(jù)分析平臺(tái)進(jìn)行可視化處理。

2結(jié)果

2.1雞血藤有效成分篩選" 通過TCMSP數(shù)據(jù)庫檢索雞血藤有效成分及作用靶點(diǎn)，以O(shè)B≥30%，DL≥0.18為條件，共獲得活性成分共24個(gè)，見表1。再根據(jù)活性成分預(yù)測(cè)靶標(biāo)共104個(gè)，利用Uiprot數(shù)據(jù)庫，制定檢索參數(shù)為“Review”“Human”，然后轉(zhuǎn)換靶蛋白名稱為對(duì)應(yīng)基因名簡(jiǎn)稱。

2.2雞血藤和胃癌交集靶點(diǎn)篩選" 通過GeneCards數(shù)據(jù)庫得到胃癌靶點(diǎn)12 936個(gè)，經(jīng)過3次中位數(shù)篩選后獲得最終靶點(diǎn)1594個(gè)。利用TTD數(shù)據(jù)庫得到胃癌靶點(diǎn)22個(gè)。再通過OMIM數(shù)據(jù)庫得到胃癌靶點(diǎn)23個(gè)。剔除重復(fù)靶點(diǎn)，將3個(gè)數(shù)據(jù)庫收集的靶點(diǎn)取并集共得1639個(gè)胃癌靶點(diǎn)，與雞血藤的104個(gè)靶點(diǎn)通過Venn圖取交集，獲得66個(gè)雞血藤-胃癌交集靶點(diǎn)，即為雞血藤治療胃癌的潛在靶點(diǎn)，見圖1。

2.3 PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建以及核心靶點(diǎn)篩選" 66個(gè)雞血藤-胃癌的交集靶點(diǎn)通過STRING數(shù)據(jù)庫在線工具繪制PPI網(wǎng)絡(luò)，再利用Cytoscape 3.6.1軟件進(jìn)行可視化處理，見圖2。根據(jù)相互作用節(jié)點(diǎn)degree數(shù)值大小進(jìn)行核心靶點(diǎn)篩選。節(jié)點(diǎn)degree數(shù)值越大，表明該靶點(diǎn)與其他靶點(diǎn)關(guān)系越緊密，代表這些靶點(diǎn)在PPI網(wǎng)絡(luò)中起著重要作用。本研究篩選出TP53、STAT3、AKT1、CASP3和TNF等關(guān)鍵蛋白。

2.4 GO及KEGG富集分析" 通過DAVID在線工具對(duì)雞血藤-胃癌共同靶點(diǎn)進(jìn)行GO富集分析，共獲得生物過程（biological process， BP）489個(gè)，主要涉及凋亡過程調(diào)控、RNA聚合酶II啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、基因表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞分裂調(diào)控等；細(xì)胞組成（cellular component， CC）45個(gè)，主要涉及大分子復(fù)合物、核質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞漿和線粒體等；分子功能（molecular function， MF）89個(gè)，主要涉及酶結(jié)合、相同的蛋白質(zhì)結(jié)合、蛋白激酶結(jié)合和泛素蛋白連接酶結(jié)合等，見圖3。同時(shí)對(duì)雞血藤-胃癌共同靶點(diǎn)通過DAVID數(shù)據(jù)庫進(jìn)行KEGG通路富集分析，主要涉及PIK3-Akt信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路和HIF-1信號(hào)通路等，見圖4。

3討論

雞血藤抗腫瘤的具體分子機(jī)制仍不清楚，其部分原因在于雞血藤成分復(fù)雜，作用靶點(diǎn)較多，很難通過傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法系統(tǒng)且全面的進(jìn)行分析。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是基于系統(tǒng)生物學(xué)的理論，從系統(tǒng)層次和生物網(wǎng)絡(luò)整體角度，研究“藥物-靶標(biāo)-疾病”的關(guān)系[7]。因此，本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)系統(tǒng)全面的預(yù)測(cè)雞血藤抗胃癌的機(jī)制，以期為雞血藤防治胃癌提供分子理論基礎(chǔ)。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，常春藤皂苷元、膽固醇七葵酸鹽、β-谷甾醇、芒柄花黃素、異黃酮、豆甾醇等為雞血藤治療胃癌主要活性成分?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明[8]，雞血藤主要成分包括黃酮類、萜類、甾醇類、內(nèi)酯類和苷類等。有研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選出現(xiàn)抗癌活性成分，并通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，甚至動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，如李洵珣等[9]研究發(fā)現(xiàn)，豐城雞血藤成分中的木犀草素和白樺脂酸對(duì)人乳腺癌細(xì)胞增殖具有一定的抑制作用；陳康等[10]研究顯示，雞血藤有效活性成分木犀草素和甘草查爾酮A對(duì)人肺癌A549有抑制作用；朱時(shí)純等[11]研究表明，雞血藤成分中的櫻黃素對(duì)人卵巢癌細(xì)胞增殖有明顯抑制作用；謝君[12]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雞血藤有效成分甘草素、異甘草素能夠抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖。

本研究通過PPI網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，TP53、STAT3、AKT1、CASP3 和TNF等蛋白可能是雞血藤治療胃癌的重要靶點(diǎn)。Chung Y等[13]研究顯示，TP53作為重要的抑癌基因，其改變包括p53突變、雜合性缺失以及蛋白過表達(dá)，是胃癌發(fā)生早期事件，也是胃癌預(yù)后和預(yù)測(cè)治療反應(yīng)的重要標(biāo)志物。Ouyang S等[14]研究發(fā)現(xiàn)，STAT3在胃癌發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用，靶向抑制STAT3相關(guān)通路可以阻止或者減緩胃癌的發(fā)生和發(fā)展。Han Z等[15]研究顯示，磷酸化-Akt1在人胃癌中過表達(dá)，其水平與腫瘤分化和pTNM相關(guān)。Akt1作為一種活性激酶，參與癌癥的進(jìn)展并促進(jìn)癌癥細(xì)胞的增殖，靶向負(fù)調(diào)控Akt可以抑制胃癌細(xì)胞分裂。Isobe N等[16]通過臨床研究發(fā)現(xiàn)，Caspase-3表達(dá)情況與腫瘤預(yù)后高度相關(guān)，抑制Caspase-3的激活可以避免腫瘤凋亡。

此外，本研究通過富集分析發(fā)現(xiàn)，雞血藤治療胃癌的作用機(jī)制可能主要涉及在PIK3-Akt信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路和HIF-1信號(hào)通路等上。目前研究表明[17]，PI3K-Akt信號(hào)通路在胃癌發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，靶向作用于PI3K-Akt信號(hào)通路抑制胃癌進(jìn)展成為潛在的治療策略。薛霧松等[18]研究顯示，雞血藤可通過抑制PI3K/Akt信號(hào)通路，阻止結(jié)腸癌上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抑制細(xì)胞增殖。Rao S等[19]研究顯示，胃癌組織中IL-17表達(dá)水平高于正常組織，且胃癌患者IL-17高表達(dá)預(yù)后較差，提示IL-17信號(hào)通路與胃癌發(fā)生密切相關(guān)。HIF-1信號(hào)通路在胃癌發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色，既往研究[20，21]通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，抑制HIF-1α表達(dá)可以阻止胃癌生長(zhǎng)和血管新生。

綜上所述，本研究基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)成功預(yù)測(cè)雞血藤治療胃癌的活性成分、潛在靶點(diǎn)和信號(hào)通路，表明雞血藤治療胃癌具有“多成分、多靶點(diǎn)、多通路”的特點(diǎn)。但網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)具有一定的局限性，相關(guān)結(jié)論是通過在線工具預(yù)測(cè)，后期仍需要生物實(shí)驗(yàn)和臨床研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

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收稿日期：2023-08-18；修回日期：2023-09-21

編輯/杜帆

基金項(xiàng)目：2022年度國(guó)家中醫(yī)藥管理局“胃癌毒邪論治”重點(diǎn)研究室開放課題（編號(hào)：202263）

作者簡(jiǎn)介：季磊（1990.10-），男，江蘇鹽城人，碩士，住院醫(yī)師，主要從事中醫(yī)藥抗腫瘤基礎(chǔ)與臨床研究

通訊作者：王晉秋（1976.11-），女，江蘇鹽城人，本科，副主任中醫(yī)師，主要從事中醫(yī)藥抗腫瘤基礎(chǔ)與臨床研究