基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討黃芪治療對蝦白斑綜合征的作用機制

DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2025.07.002

Based on network pharmacology discuss the mechanism of Astragali Radix in treatment of white spot syndrome in shrimp

CHEN Linzi

（Fujian Provincial Aquatic Technology Extension Station，F(xiàn)uzhou 35ooo2，China）

Abstract：Using the Herb，Swiss Target Prediction，and PharmMapper databases to predict potential targets for the active ingredient 13- hydroxy-9，1l-octadecadienoic acid from Astragali Radix，and combining this with the DisGeNET，GeneCards，and OMIM databases to screen for targets related to shrimp white spot syndrome，we identified 52 intersecting targets. Through STRING，a PPI network was constructed，and Cytoscape selected the TOPl0 core targets，including tnfb， pparg，and bcl2a. GO and KEGG analyses indicate that this component may regulate functions such as antioxidant stress，inflammation，and cellcycle through signaling pathways like FoxOand Peroxisome.Molecular docking results show that the active ingredient 13- hydroxy-9，11-octadecadienoic acid from Astragali Radix can stably bind to key targets，supporting its potential in preventing and treating shrimp white spot syndrome.

Key words： Astragali Radix ；13-hydroxy-9，11- octadecadienoic acid；white spot syndrome in shrimp；network pharmacology；molecular docking

對蝦白斑綜合征自20世紀(jì)90年代爆發(fā)以來，對我國對蝦養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴(yán)重威脅[1]，其病原白斑綜合征病毒（white spot syndrome virus，WSSV）宿主廣泛，不僅感染對蝦，還可影響龍蝦、螯蝦、蟹等甲殼類生物，嚴(yán)重影響了蝦蟹養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。由于尚未發(fā)現(xiàn)治療白斑綜合征病毒的特異性藥物，養(yǎng)殖戶通常依靠清塘消毒、優(yōu)選種苗、維持良好的水體環(huán)境、做好餌料管理、增氧等健康的養(yǎng)殖管理方式來減少白斑綜合征等病毒性疾病的發(fā)生[3]。

近年來，許多地區(qū)的養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖過程中通過添加復(fù)方中草藥制劑來提高對蝦的免疫力、抗病能力。實踐證明，這種方法可以有效減少對蝦的病害感染，提高生長速度、存活率和個體增重率等[4]。黃芪（AstragaliRadix）味甘，性微溫，具補氣固表，利尿托毒，排膿等功效，且具有一定的抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，常被用于制成復(fù)方中草藥制劑來提高動物的免疫力[5]。陳輝輝等[6]的研究表明，含有黃芪的復(fù)方中草藥制劑能夠有效提高凡納濱對蝦抗WSSV的能力。

中草藥的免疫活性物質(zhì)包括多糖、昔類、生物堿、有機酸、揮發(fā)性油等[7]。根據(jù)中國中藥化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫，黃芪包含黃芪多糖、黃芪皂昔和黃芪黃酮類化合物等68種有效化學(xué)成分8，而過去對黃芪免疫活性物質(zhì)的研究主要集中在黃芪多糖9]，對黃芪其他有效化學(xué)成分的報道非常有限。黃芪的其他有效化學(xué)成分是否也具有良好的免疫活性，能否提高對蝦抗WSSV的能力以及具體作用機制等均尚不明確。

本研究基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對接，分析黃芪特有的活性成分13一羥基－9，11一十八碳二烯酸抗對蝦白斑綜合征病毒的作用靶點與信號通路，為進一步研究黃芪預(yù)防和治療對蝦白斑綜合征的作用機制提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1 黃芪活性成分潛在靶點的篩選

在Herb數(shù)據(jù)庫篩選得到黃芪特有的活性成分 13- 羥基－9，11－十八碳二烯酸（13－h(huán)y-droxy-9，1l-octadecadienoicacid），通過Pub-chem數(shù)據(jù)庫搜索獲得該成分SMILES號，輸入SwissTargetPrediction得到潛在靶點;通過TC-MSP數(shù)據(jù)庫獲得該成分化學(xué)結(jié)構(gòu)，經(jīng)PharmMapper數(shù)據(jù)庫篩選得到潛在靶點。合并數(shù)據(jù)并剔除重復(fù)值，得到13一羥基一9，11—十八碳二烯酸的潛在靶點。

1.2對蝦白斑綜合征疾病相關(guān)潛在靶點的篩選

通過DisGeNETGeneCards、OMIM數(shù)據(jù)庫對關(guān)鍵詞\"whitespotsyndrome\"進行檢索，合并數(shù)據(jù)并剔除重復(fù)值，得到對蝦白斑綜合征的潛在靶點。

1.3蛋白相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與分析

將13－羥基—9，11—十八碳二烯酸和對蝦白斑綜合征的潛在靶點上傳到j(luò)venn平臺得到交集靶點，繪制韋恩圖。將交集靶點導(dǎo)人STRING數(shù)據(jù)庫，取“mediumconfidence（ gt;0.40 ”“ Plt;0.05^° ，構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)，用Cytoscape3.7.2進行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析，根據(jù)節(jié)點各項參數(shù)（Betweeness，Close-ness，Degree，Eigenvector，LAC，Network）的中位數(shù)進行篩選，得到TOP10核心靶點，以Degree排序。

1.4GO功能和KEGG通路分析

登錄DAVID數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)人交集靶點進行GO和KEGG分析，利用微生信平臺進行可視化處理。

1.5 分子對接

在PDB數(shù)據(jù)庫得到10個核心靶點化學(xué)結(jié)構(gòu)，使用Pymol軟件去水和去配體，使用Autodock軟件將10個核心靶點分別與13一羥基一9，11一十八碳二烯酸進行分子對接，最后用Pymol可視化作圖。

2結(jié)果

2.1交集靶點的獲取

整理去重后得到316個13—羥基－9，11—十八碳二烯酸的潛在作用靶點和3438個蝦白斑綜合征的潛在靶點，繪制韋恩圖，得到交集靶點52個，見圖1。

2.2PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及核心靶點的篩選

在STRING數(shù)據(jù)庫中獲取PPI網(wǎng)絡(luò)，隱藏未連接的點，得到節(jié)點數(shù)42個（蛋白），邊56條（蛋白互作），見圖2。在Cytoscape中篩選得到TOP10核心靶點：tnfb（即 TNF-β） ，pparg，bcl2a，sdha，sod2，clpp，ar， mmp9 ，cat，ptgs2a，見圖3。

2.3 GO和KEGG分析

將交集靶點輸入DAVID數(shù)據(jù)庫進行GO功能和KEGG通路分析（ Plt;0.05 ），得到7個分子功能（MF）、5個生物過程（BP）、1個細(xì)胞組分（CC）、3條信號通路，見圖4和表1。

2.4分子對接驗證

對10個核心靶點和 13- 羥基 otD-9，11- 十八碳二烯酸的對接結(jié)合能均小于0，說明具有相互作用，且結(jié)合能越小越容易結(jié)合，結(jié)合越穩(wěn)定，見表2。分子對接的最佳構(gòu)象互作三維展示見圖5。

3討論

本研究通過PPI網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治龅玫搅它S芪活性成分作用于對蝦白斑綜合征的核心靶點。

其中 TNF-β 屬于腫瘤壞死因子（TNF）超家族，介導(dǎo)多種炎癥反應(yīng)，促進IL、IFN等細(xì)胞因子的產(chǎn)生，是一類重要的炎癥、免疫調(diào)控因子[10]13一羥基一9，11一十八碳二烯酸可能通過調(diào)節(jié)TNF一β的表達(dá)，減輕由白斑綜合征引起的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞損傷。過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARG）通過控制脂肪酸的過氧化物酶體 β 氧化途徑，調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分化和葡萄糖穩(wěn)態(tài)，還可介導(dǎo)腸道脂質(zhì)代謝，影響腸道中脂質(zhì)生成、吸收和轉(zhuǎn)運。本研究顯示13－羥基－9，11一十八碳二烯酸通過Peroxisome通路與pparg等靶蛋白結(jié)合，發(fā)揮調(diào)節(jié)脂肪代謝活性的作用。Bcl2是重要的抗細(xì)胞凋亡蛋白， Bcl2-Bax 可抑制凋亡。既往的研究表明黃芪可通過上調(diào)Bcl2表達(dá)，提高Bcl2/Bax比值來抑制缺氧神經(jīng)細(xì)胞凋亡。琥珀酸脫氫酶A（sdha）是復(fù)合物酶SDH活性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)亞基，SHD是線粒體的標(biāo)志酶，其活性強弱反映了細(xì)胞有氧代謝活動的程度。有研究表明，黃芪能維持SDH活性，并消除過多的自由基，減少自由基損傷保護線粒體結(jié)構(gòu)的完整性。Sod2是重要的抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）的亞型之一，構(gòu)成了抗ROS的第一道防線，可有效清除體內(nèi)自由基，其含量可以間接反映細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷程度以及抗氧化應(yīng)激損傷的能力。

本研究中GO和KEGG分析揭示，黃芪特有的活性成分13一羥基—9，11—十八碳二烯酸作用的主要通路為：FoxO、Peroxisome（過氧化物酶體通路）、Tryptophanmetabolism（色氨酸代謝通路）。其中， FoxO 通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖、凋亡及抗氧化應(yīng)激過程中起著重要作用。Peroxisome是一種重要的轉(zhuǎn)化代謝途徑，參與脂肪酸、膽固醇、葡萄糖等多種代謝過程，能通過改善細(xì)胞的抗氧化能力，減輕對蝦由于WSSV引起的氧化應(yīng)激造成的損傷；_ x0005_- Tryptophanmetabolism在免疫耐受、免疫逃逸以及神經(jīng)元功能中發(fā)揮重要作用。13一羥基一9，11一十八碳二烯酸可通過參與這些通路的調(diào)節(jié)，增強對蝦的免疫反應(yīng)，減輕白斑綜合征造成的損傷。

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（收稿日期：2025-04—15）