摘要 "目的:通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接探討蔓荊子降壓作用機(jī)制。方法:通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)(TCMSP)數(shù)據(jù)庫(kù)篩選蔓荊子有效成分和作用靶點(diǎn),利用UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)將蛋白質(zhì)名稱轉(zhuǎn)換為Gene Symbol;檢索基因名片數(shù)據(jù)庫(kù)(GeneCards)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取高血壓疾病靶點(diǎn),將蔓荊子和高血壓靶點(diǎn)基因取交集后導(dǎo)入STRING平臺(tái),得到交集靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),借助Cytoscape軟件繪制PPI網(wǎng)絡(luò)圖并提取核心網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵靶點(diǎn);運(yùn)用Metascape對(duì)交集靶點(diǎn)進(jìn)行基因本體(GO)功能分析、京都基因和基因組百科全書(KEGG)富集分析,借助微生信平臺(tái)繪制氣泡圖和條形圖,運(yùn)用Cytoscape軟件構(gòu)建“疾病-通路-靶點(diǎn)-成分-藥物”網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行拓?fù)浞治?,最后通過AutoDock進(jìn)行分子對(duì)接驗(yàn)證。結(jié)果:蔓荊子降壓的潛在核心成分為槲皮素、山柰酚、木犀草素等,關(guān)鍵靶點(diǎn)包含白細(xì)胞介素-6(IL6)、腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素-10(IL10)、小窩蛋白-1(CAV1)、蛋白激酶-1(AKT1)等,KEGG富集分析主要集中在流體剪切應(yīng)力與動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病并發(fā)癥中的晚期糖基化終產(chǎn)物及其受體(AGE-RAGE)信號(hào)通路、脂質(zhì)與動(dòng)脈粥樣硬化等通路。分子對(duì)接結(jié)果顯示,蔓荊子主要活性成分與關(guān)鍵靶點(diǎn)具有較好的結(jié)合活性。結(jié)論:蔓荊子通過多成分、多靶點(diǎn)、多通路干預(yù)高血壓,推測(cè)其作用機(jī)制主要是保護(hù)血管內(nèi)皮、舒張血管、抑制炎癥反應(yīng)、抗動(dòng)脈粥樣硬化、調(diào)控腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)等。
關(guān)鍵詞 "高血壓;蔓荊子;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);分子對(duì)接;作用機(jī)制;信號(hào)通路
doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2025.01.002
Effect of Viticis Fructus on Hypertension Based on Network Pharmacology and Molecular Docking
YIN Lujie1,2, LI Yufeng1, XIAO Min1, "DING Tao1,2, CAO Jiaqi1,2
1.Dongzhimen Hospital, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100700, China; 2.Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China
Corresponding Author "XIAO Min, E-mail: 13910906849@163.com
Abstract Objective:To explore the effect of Viticis Fructus on hypertension based on network pharmacology and molecular docking.Methods:The active components and targets of Viticis Fructus were screened through the traditional Chinese medicine system pharmacology database(TCMSP).Using UniProt database protein names were converted into Gene Symbols.GeneCards databases were retrieved to obtain disease targets related to hypertension.The target genes of Viticis Fructus and hypertension were imported into the STNING platform to obtain the intersection target network data. Protein-protein interaction(PPI) network diagrams and targets network data and key targets were extracted by Cytoscape software.Metascape was used to perform gene ontology(GO) function analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) enrichment analysis of intersection targets.Bubble chart and bar charts were drawn with the bioinformatics platform.The \"disease-pathway-target-component-drug\" network was constructed by Cytoscape software and topological analysis was carried out.Finally,the molecular docking was verified by AutoDock.Results:The potential core ingredients of Viticis Fructus related hypertension were quercetin,kaempferol,and luteolin,etc.The key targets included interleukin-6(IL6),tumor necrosis factor(TNF),interleukin-10(IL10),CAV1,and protein kinase-1(AKT1),etc.KEGG enrichment analysis focused mainly on fluid shear stress and atherosclerosis,advanced glycation end products and their receptor(AGE-RAGE) signaling pathway in diabetic complications,and lipid and atherosclerosis pathways etc.The results of molecular docking showed that the main active components of Viticis Fructus possessed better binding activity to key targets.Conclusion:Viticis Fructus interferes with hypertension through multi-component,multi-target and multi-pathway.It is speculated that the main mechanism of Viticis Fructus for treating hypertension is to protect vascular endothelium,relax blood vessels,inhibit inflammation,anti-atherosclerosis,regulate renin-angiotensin-aldosterone system and so on.
Keywords "hypertension; Viticis Fructus; network pharmacology; molecular docking; mechanism; signaling pathway
高血壓是臨床最常見的心血管疾病,由于中國(guó)人口老齡化及現(xiàn)代不良生活方式等原因,高血壓的患病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加。估算我國(guó)高血壓現(xiàn)患人數(shù)2.45億人[1],且患病率仍呈上升趨勢(shì),高血壓導(dǎo)致的腦卒中、冠心病、心力衰竭、終末期腎病等并發(fā)癥,給人們的生命健康造成了嚴(yán)重威脅[2],因此尋找安全有效的降壓藥物仍是高血壓防治中的重點(diǎn)。
蔓荊子(Viticis Fructus)為馬鞭草科植物單葉蔓荊或三葉蔓荊的干燥成熟果實(shí),味辛、苦,性微寒,歸肝、胃、膀胱經(jīng),具有疏散風(fēng)熱、清利頭目、祛風(fēng)勝濕等功效,是常用的辛涼解表類中藥?,F(xiàn)代研究表明,蔓荊子主要含有黃酮類、萜類、酚酸類、環(huán)烯醚萜類、木脂素類以及揮發(fā)油類等化學(xué)成分[3],具有解熱鎮(zhèn)痛、抗炎、抗過敏、殺蟲抑菌、抗腫瘤、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、降血壓等生物藥理活性作用[4-5],臨床上可有效地治療神經(jīng)痛、偏頭痛、高血壓頭痛、急性乳腺炎、鼻炎、老年性白內(nèi)障等疾病。蔓荊子是治療高血壓的常用中藥,降壓作用明確,國(guó)外學(xué)者給貓靜脈注射蔓荊子醇浸液后血壓立即由120 mmHg下降至100 mmHg,160 min時(shí)下降至32 mmHg,后繼續(xù)下降至死亡,十二指腸給藥2 h后貓血壓下降幅度達(dá)52%,而靜脈注射蔓荊子水煎液對(duì)血壓、心電圖均無影響[6]。相關(guān)研究表明,蔓荊子降壓作用可能與興奮中樞誘導(dǎo)的副交感神經(jīng)系統(tǒng)、舒張血管、增進(jìn)外周及內(nèi)臟微循環(huán)有關(guān)[4]。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)蔓荊子的藥理研究多集中于其抗腫瘤及鎮(zhèn)痛消炎活性,尚缺乏對(duì)其降壓機(jī)制的深入探索。
網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)融合了系統(tǒng)生物學(xué)、生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)基因?qū)W、代謝組學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科,能從多角度闡釋中醫(yī)藥作用于人體的機(jī)制[7]。因此,本研究將基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法,挖掘蔓荊子治療高血壓病的有效成分和作用機(jī)制,為進(jìn)一步的臨床和實(shí)驗(yàn)研究提供參考。
1 資料與方法
1.1 蔓荊子活性成分及作用靶點(diǎn)的獲取
通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與分析平臺(tái)(TCMSP,https://tcmsp-e.com/tcmsp.php)以“蔓荊子”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索,根據(jù)口服用藥在體內(nèi)代謝經(jīng)過吸收、分布、代謝、排泄等過程后最終發(fā)揮生物學(xué)作用的特點(diǎn),將口服利用度(OB)設(shè)置為≥30%,類藥性(DL)設(shè)置為≥0.18,篩選蔓荊子所含化合物成分及其作用靶點(diǎn),運(yùn)用UniProt(https://uniprot.org)數(shù)據(jù)庫(kù)將獲得的靶蛋白名稱統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成Gene Symbol。
1.2 疾病靶點(diǎn)的獲取
以“hypertension”為關(guān)鍵詞檢索基因名片數(shù)據(jù)庫(kù)(GeneCard,shttps://www.genecards.org/),并進(jìn)行Relevance Score中位數(shù)篩選以獲取高血壓疾病的核心靶點(diǎn)。
1.3 藥物-疾病交集靶點(diǎn)的獲取
利用微生信-在線生物信息學(xué)分析、可視化云平臺(tái)(https://www.bioinformatics.com.cn/)將所得的藥物作用靶點(diǎn)與疾病基因相映射,繪制韋恩圖,獲取蔓荊子與高血壓交集靶點(diǎn),即為蔓荊子治療高血壓的潛在作用靶點(diǎn)。
1.4 構(gòu)建蔓荊子成分-高血壓靶點(diǎn)蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)
將所得的交集靶點(diǎn)輸入String Version 11.5(https://cn.string-db.org/),選擇物種為“human”,設(shè)置靶點(diǎn)關(guān)聯(lián)的置信度為0.90,其余參數(shù)保持默認(rèn)設(shè)置,隱藏游離蛋白后剩余66個(gè)節(jié)點(diǎn),導(dǎo)出PPI網(wǎng)絡(luò)TSV文件,利用Cytoscape 3.7.2軟件繪制蔓荊子治療高血壓的PPI網(wǎng)絡(luò)圖,同時(shí)使用Cytoscape中的Mcode插件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浞治?,得到潛在的重要蛋白質(zhì)功能模塊并分析。
1.5 基因本體(GO)功能分析、京都基因和基因組百科全書(KEGG)富集通路分析
將疾病藥物共同靶點(diǎn)輸入Metascape(https://metascape.org/gp/index.html#/main/step1),選擇物種為“human”,分別進(jìn)行GO的生物過程(biological processes,BP)、分子功能(molecualr functions,MF)、細(xì)胞組分(cellular components,CC)富集分析和KEGG通路富集分析。將各個(gè)分析結(jié)果按照校正后P值由小到大進(jìn)行排序,以P<0.01為篩選條件,并且依據(jù)富集到的生物功能、通路涉及的基因數(shù)和顯著性大小,篩選出符合條件的排名前10位的GO生物功能和前20位的KEGG通路,并使用微生信平臺(tái)分別繪制條形圖和氣泡圖。
1.6 構(gòu)建“疾病-通路-靶點(diǎn)-成分-藥物”網(wǎng)絡(luò)
將蔓荊子成分、靶點(diǎn)、KEGG富集的前20位信號(hào)通路信息導(dǎo)入Cytoscape 3.7.2軟件中進(jìn)行可視化分析,繪制“疾病-通路-靶點(diǎn)-成分-藥物”網(wǎng)絡(luò)圖,并通過內(nèi)置的Network Analyzer對(duì)網(wǎng)絡(luò)行拓?fù)鋮?shù)分析,根據(jù)連接度(Degree)、介度(betweenness centrality)和緊密度(closeness centrality)評(píng)價(jià)蔓荊子有效成分及靶點(diǎn)的重要程度。
1.7 分子對(duì)接驗(yàn)證
將上述過程分析得到的蔓荊子治療高血壓的前5種潛在核心成分與排名前5位的關(guān)鍵靶蛋白分別作為配體和受體進(jìn)行分子對(duì)接驗(yàn)證。通過RCSB數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.rcsb.org/)檢索靶蛋白的三維晶體結(jié)構(gòu),下載其pdb格式文件,導(dǎo)入Pymol 2.4.0軟件進(jìn)行去水、去除配體預(yù)處理,再用AutoDockTools-1.5.6軟件進(jìn)行加氫、計(jì)算Gasteiger電荷,導(dǎo)出為PDBQT文件。從TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)下載蔓荊子活性成分mol2文件,運(yùn)用AutoDock對(duì)小分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理,使其能量最小化,并保存為PDBQT文件。最后使用AutoDock軟件進(jìn)行分子對(duì)接,并通過Pymol軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)接結(jié)果的可視化。
2 結(jié)果
2.1 蔓荊子的有效成分和靶點(diǎn)
根據(jù)前置條件,檢索TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)獲得蔓荊子的有效化學(xué)成分23種,包括牡荊去甲二萜酮、薊黃素、蔓荊呋喃、牡荊內(nèi)酯、β-谷甾醇、山柰酚、豆甾醇、橙皮素、艾黃素、木犀草素、鐵銹醇、槲皮素、二氫槲皮素等。剔除重復(fù)值后得到217個(gè)蔓荊子靶點(diǎn)蛋白,利用UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,最終獲得203個(gè)靶點(diǎn)基因。
2.2 蔓荊子-高血壓交集靶點(diǎn)
檢索GeneCards數(shù)據(jù)庫(kù)后共獲得11 976個(gè)疾病靶點(diǎn),參考以往文獻(xiàn)及經(jīng)驗(yàn)對(duì)Relevance Score連續(xù)進(jìn)行4次中位數(shù)篩選后,最后取Relevance Score≥5.971 5的高血壓相關(guān)靶點(diǎn)共719個(gè)。將蔓荊子與高血壓靶點(diǎn)基因通過韋恩圖取交集,得到84個(gè)蔓荊子干預(yù)高血壓的潛在作用靶點(diǎn)。詳見圖1。
2.3 蔓荊子成分-高血壓靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)
基于蛋白與蛋白之間的相互作用關(guān)系,將84個(gè)藥物-疾病共同靶點(diǎn)上傳至STRING 11.5在線數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),設(shè)置最高置信度(highest confidence)0.900,獲得蔓荊子治療高血壓潛在靶點(diǎn)蛋白的PPI網(wǎng)絡(luò)信息,再運(yùn)用Cytoscape 3.7.2軟件重新繪制PPI網(wǎng)絡(luò)圖(見圖2),其中節(jié)點(diǎn)面積越大、顏色越紅代表靶點(diǎn)重要程度越高,邊越寬、顏色越深代表相互作用關(guān)系越強(qiáng),并通過Cytoscape中的Mcode插件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)中連線較高的子網(wǎng)絡(luò)Module進(jìn)行提取分析,得到潛在的重要蛋白質(zhì)功能模塊(見圖3)。根據(jù)Degree和介度同時(shí)大于均數(shù)的條件篩選出11個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn),分別是白細(xì)胞介素-6(IL6)、腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素-10(IL10)、小窩蛋白-1(CAV1)、蛋白激酶-1(AKT1)、原癌基因c-Fos(FOS)、絲裂原活化蛋白激酶-1(MAPK1)、腫瘤蛋白-53(TP53)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGFA)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGFB1)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)2,提示蔓荊子可通過調(diào)節(jié)上述細(xì)胞因子、受體、酶、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子、激活因子、誘導(dǎo)因子類關(guān)鍵靶蛋白發(fā)揮治療高血壓的作用。
2.4 GO功能分析和KEGG信號(hào)富集通路分析
利用Metascape進(jìn)行富集分析,共得到1 470條BP,104條MF,64條CC,將校正后的P值從小到大進(jìn)行排序,分別選取前10條進(jìn)行氣泡圖展示(見圖4)。生物過程GO分析主要涉及對(duì)激素的反應(yīng)、細(xì)胞遷移的正調(diào)控、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的正調(diào)控、移動(dòng)的正調(diào)控、細(xì)胞對(duì)氮化合物的反應(yīng)、對(duì)無機(jī)物的反應(yīng)、對(duì)肽的反應(yīng)等方面。分子功能GO分析主要涉及信號(hào)受體調(diào)節(jié)活性、信號(hào)受體激活劑活性、受體-配體活性、細(xì)胞因子受體結(jié)合、細(xì)胞因子活性、激酶調(diào)節(jié)活性、蛋白酶結(jié)合等方面。細(xì)胞組分GO分析集中在膜筏、膜微結(jié)構(gòu)域、微囊、囊泡內(nèi)腔、細(xì)胞外基質(zhì)、外部封裝結(jié)構(gòu)等。KEGG富集分析共顯示168條相關(guān)信號(hào)通路,選取其P值位于前20位的信號(hào)通路繪制條形圖(見圖5)。篩選得到與高血壓病關(guān)系密切的通路有流體剪切應(yīng)力與動(dòng)脈粥樣硬化通路、糖尿病并發(fā)癥中的晚期糖基化終產(chǎn)物及其受體(AGE-RAGE)信號(hào)通路、癌癥通路、脂質(zhì)與動(dòng)脈粥樣硬化、IL-17信號(hào)通路、腫瘤壞死因子通路、缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)信號(hào)通路、化學(xué)致癌-受體激活、化學(xué)致癌-活性氧、磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(PI3K-AKT)信號(hào)通路、松弛素信號(hào)通路、內(nèi)分泌抵抗等。
2.5 “疾病-通路-靶點(diǎn)-成分-藥物”網(wǎng)絡(luò)分析
運(yùn)用Cytoscape 3.7.2繪制出“疾病-通路-靶點(diǎn)-成分-藥物”圖(見圖6),圖中青色代表疾病,黃色代表藥物,綠色為P值前20位的信號(hào)通路,紅色為23種藥物活性成分,藍(lán)色為84個(gè)靶點(diǎn)基因,其中節(jié)點(diǎn)面積越大表示度值越大。由圖6可知,通路與通路之間通過共有靶點(diǎn)相連接,在蔓荊子干預(yù)高血壓的過程中發(fā)揮協(xié)同作用。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)參數(shù)分析,主要活性成分有槲皮素、山柰酚、木犀草素、豆甾醇、艾黃素、牡荊素C等,核心靶點(diǎn)有PTGS2、MAPK1、AKT1、NCOA2、TNF、VEGFA、EGFR、FOS、IL6、MMP9、BCL2、IL1B、NCOA1、TP53、CASP3、CCL2、CXCL8、ICAM1、IFNG、PGR等,可見蔓荊子治療高血壓的過程涉及多個(gè)活性成分、靶標(biāo)及通路。詳見表1、表2。
2.6 分子對(duì)接結(jié)果
從23種藥物活性成分中選擇綜合參數(shù)最高的槲皮素、山柰酚、木犀草素、豆甾醇、艾黃素,與PPI網(wǎng)絡(luò)中最關(guān)鍵的5個(gè)潛在靶點(diǎn)進(jìn)行分子對(duì)接操作,驗(yàn)證核心成分與關(guān)鍵靶蛋白之間的結(jié)合潛能和活性,結(jié)果見表3,其中結(jié)合能<0提示配體與受體可自發(fā)結(jié)合,結(jié)合能<-17.85 kJ/mol表明配體與受體有一定的結(jié)合活性,<-21.00 kJ/mol時(shí)表示有較好的結(jié)合活性[8],結(jié)合能越低則結(jié)合構(gòu)象越穩(wěn)定。結(jié)果表明槲皮素與IL6、AKT1,山柰酚與IL6、木犀草素與IL6、IL10,豆甾醇與IL6、IL10、TNF、AKT1,艾黃素與IL6結(jié)合能較低。選擇部分較好的對(duì)接結(jié)果繪制三維圖譜。詳見圖7。
表3 分子對(duì)接結(jié)合能 單位:kJ/mol
3 討論
高血壓發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,目前對(duì)其發(fā)病機(jī)制的研究主要涉及交感神經(jīng)活性亢進(jìn)、內(nèi)皮功能障礙、水鈉潴留、胰島素抵抗、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)功能障礙、炎癥介質(zhì)、巨噬細(xì)胞極化、非編碼RNA、離子通道功能障礙、毛細(xì)血管血流受損、遺傳傾向和環(huán)境[9-10]等內(nèi)容。
本研究表明,蔓荊子中的槲皮素、山柰酚、木犀草素、豆甾醇、艾黃素等可能是治療高血壓的潛在核心成分。槲皮素為植物性黃酮類化合物,能通過降低氧化應(yīng)激、干擾RAAS、改善血管功能、以內(nèi)皮細(xì)胞依賴或非依賴的方式發(fā)揮降壓作用,研究證實(shí)槲皮素可通過減少氧化應(yīng)激改善自發(fā)性高血壓大鼠的壓力反射敏感性[11-12],還可降低高血壓病人的平均動(dòng)脈壓(ABP),具有心臟保護(hù)作用[13]。山柰酚是一種天然衍生的黃酮醇,具有抗癌、抗氧化應(yīng)激和抗炎特性,研究證明山柰酚可抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶,誘導(dǎo)血管舒張,引起抗血小板和抗血栓作用,還可通過防止低密度脂蛋白膽固醇氧化,降低三酰甘油水平、膽固醇水平和減輕體重以預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化[14]。木犀草素具有抗氧化、清除自由基和細(xì)胞保護(hù)特性[15],可以抑制促炎介質(zhì)并調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路,如核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)、JAK-STAT以及TLR信號(hào)通路等[16]。豆甾醇為四環(huán)三萜類類固醇,具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)活性,能夠減少一氧化氮、腫瘤壞死因子-α和促炎細(xì)胞因子的釋放,抑制環(huán)氧化酶-2[17]。艾黃素是一種類黃酮,可以劑量依賴性地降低平均動(dòng)脈壓,研究發(fā)現(xiàn)其作用機(jī)制類似于卡托普利等血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑[18]。
PPI網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果顯示,IL6、TNF、IL10、CAV1、AKT1、FOS、MAPK1等靶點(diǎn)基因可能是蔓荊子治療高血壓的關(guān)鍵靶點(diǎn)。IL-6為促炎細(xì)胞因子,可通過IL-6信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體成分gp130引起心肌肥厚、導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定,還可上調(diào)血管壁細(xì)胞黏附因子,增強(qiáng)血管通透性,損傷內(nèi)皮屏障功能,參與多種心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生[19-20]。Brands等[21]研究發(fā)現(xiàn),IL-6基因敲除小鼠可以完全阻斷血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)誘導(dǎo)的Janus激酶2/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子3(JAK2/STAT3)通路的激活和高血壓。TNF-α作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,損傷內(nèi)皮細(xì)胞或?qū)е卵芄δ芪蓙y,使血管損傷和血栓形成,在很多心腦血管疾病和血栓疾病的發(fā)病中具有重要意義[22]。IL-10除了具有抗炎特性,還是重要的血管細(xì)胞因子,可以減輕高血壓和炎癥介導(dǎo)的血管功能障礙[23]。CAV1是囊泡膜內(nèi)重要的整體膜蛋白,在控制中樞血壓變異性方面發(fā)揮重要作用,研究發(fā)現(xiàn)CAV1蛋白表達(dá)增加可抑制磷酸化ERK1/2活性,促進(jìn)其降解,抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖[24]。
PPI網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出較高連通特性的蛋白質(zhì)作用模塊分別是IL1B、CXCL10、IL10、IL4、IL1A、CCL2、TNF、CXCL8、IL6、VEGFA、MMP9、MMP3、MMP2、MMP1、TGFB1,其在蔓荊子治療高血壓的過程中可能發(fā)揮較重要作用。大量研究表明,炎癥和免疫激活參與高血壓的發(fā)生發(fā)展。血管緊張素Ⅱ和過量?jī)翰璺影返却碳?huì)導(dǎo)致效應(yīng)細(xì)胞樣T細(xì)胞的形成,活化的T細(xì)胞浸潤(rùn)于腎臟、心臟和脈管系統(tǒng),刺激促炎轉(zhuǎn)錄因子、黏附分子、炎性細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,促進(jìn)腎臟和血管功能障礙和損傷,導(dǎo)致水鈉潴留增強(qiáng)和全身血管阻力增加[25-26]。MMP是一組鋅內(nèi)肽酶,能直接或間接影響內(nèi)皮和血管平滑肌中的離子通道以及血管松弛/收縮機(jī)制[27],在高血壓血管重塑和功能障礙中起重要作用[28]。
KEGG富集分析發(fā)現(xiàn)與高血壓相關(guān)度最高的是流體剪切應(yīng)力(FSS)與動(dòng)脈粥樣硬化通路。生理范圍內(nèi)的FSS能夠穩(wěn)定血管,通過上游途徑觸發(fā)PECAM-1與vimentin細(xì)胞骨架的結(jié)合,激活Src家族激酶,導(dǎo)致VEGF受體的配體非依賴性反式活化及隨后的PI3K、內(nèi)皮型一氧化氮合酶(iNOS)的激活以及NO的產(chǎn)生,誘導(dǎo)血管舒張從而降低血壓,而低/高剪切都能激活炎癥途徑并破壞血管穩(wěn)定。紊亂的FSS激活SREBP2介導(dǎo)的NRLP3炎性小體,導(dǎo)致IL-1β的產(chǎn)生,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展[29-30]。糖尿病并發(fā)癥中的AGE/RAGE信號(hào)通路已被證明可通過激活NADPH氧化酶1(Nox1)和降低超氧化物歧化酶(SOD)1表達(dá)來增加氧化應(yīng)激,促進(jìn)糖尿病介導(dǎo)的心血管鈣化[31]。IL-17信號(hào)途徑為免疫介導(dǎo)疾病的靶點(diǎn),IL-17可促進(jìn)凝血和血栓形成,并與心肌梗死、缺血性腦卒中、高血壓及動(dòng)脈瘤的發(fā)生有關(guān)[32]。HIF-1是維持氧穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)因子,通過調(diào)節(jié)血管重塑和血管生成,參與葡萄糖代謝和氧化還原穩(wěn)態(tài)來保護(hù)細(xì)胞功能并促進(jìn)細(xì)胞適應(yīng)缺血缺氧,HIF-1可誘導(dǎo)如EPO、iNOS等多種心臟保護(hù)因子,在介導(dǎo)心臟保護(hù)方面發(fā)揮重要作用[33]。PI3K/AKT信號(hào)途徑通過調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的大小和存活、血管生成過程以及炎癥反應(yīng),參與多種心臟病的發(fā)病機(jī)制[34];調(diào)節(jié)PI3K/AKT通路可防止AngⅡ誘導(dǎo)的心臟肥大、血壓升高[35]。松弛素可通過抑制炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、抑制Toll樣受體-4信號(hào)傳導(dǎo)、抑制NLRP3炎性小體活性、抑制NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)、減少細(xì)胞因子或介質(zhì)的促纖維化影響等途徑發(fā)揮抗纖維化炎癥和肌成纖維細(xì)胞活化作用[36],實(shí)現(xiàn)對(duì)心血管的保護(hù)。
綜上所述,蔓荊子的多個(gè)有效成分能同時(shí)作用于個(gè)靶點(diǎn),對(duì)應(yīng)多條信號(hào)通路,推測(cè)其主要通過保護(hù)血管內(nèi)皮、舒張血管、抑制炎癥反應(yīng)、抗動(dòng)脈粥樣硬化、調(diào)控RAAS等方面來治療高血壓。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法,初步揭示了蔓荊子在高血壓疾病方面的復(fù)雜機(jī)制,可為日后發(fā)掘蔓荊子多種藥理活性的潛在作用機(jī)制提供參考。本研究是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè),具有一定的局限性,仍需要后期實(shí)驗(yàn)研究和臨床研究進(jìn)一步驗(yàn)證。
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(收稿日期:2023-09-06)
(本文編輯 鄒麗)