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基于网络药理学研究延胡索中活性成分治疗冠心病的作用机制

作者：李颖，庄震坤，陈宏昱，温妙愉，蔡景太，宋晓丹，程红来源：《卫生健康发展研究》（第二期）责任编辑：yangxu1985 2023-06-27 人已围观

李颖1，庄震坤2，陈宏昱2，温妙愉2，蔡景太2，宋晓丹2，程红3
1. 佛山市南海区人民医院，广东佛山 528200；
2. 广州中医药大学第四临床医学院，广东深圳 518033；
3. 深圳市中医院，广东深圳 518033

第一作者： 李颖，女，硕士研究生，中医内科心血管方向。E-mail：lee_monday@163.com。
通讯作者： 程红（1969— ），女，博士，主任医师，主要从事中医药防治心血管疾病研究。E-mail：bchlhy@163.com。

1 背景

冠心病是心血管疾病中最常见的病种，导致全球每年约170万人死亡，预计到2030年这一数字将增至2360万^[1]。在过去25年中，冠心病的全球发病率和死亡率都出现了下降的趋势，但东欧和中亚的社会经济负担仍然很高，南亚、北非和中东的死亡率也仍然很高^[2]。部分东欧国家和亚洲国家的冠心病死亡率正在逐步上升^[3]。目前冠心病的二级预防药物包括降脂药、β受体阻滞剂、钙离子拮抗剂、抗血小板药物、抗凝药物等，但这些药物可能引发严重的不良反应，如出血、肌肉疼痛、新发糖尿病^[4-6]。因此，医学界需要找到更有效和安全的冠心病防治策略。与现代医学相比，中药对慢性疾病有很好的长期疗效。研究发现丹参滴丸在治疗慢性心绞痛上的长期疗效优于硝酸异山梨酯^[7]。延胡索在《中华人民共和国药典》中被推荐用于治疗胸痛^[8]，总结国医大师的临床经验，延胡索也是治疗冠心病最常用的中草药之一^[9-12]。然而，由于延胡索药物成分复杂，作用靶点众多，其治疗冠心病的机制尚未得到明确。笔者打算用网络药理学的方法研究延胡索治疗冠心病的药理学机制，为药物的设计发展提供补充支持证据，也可以更好地理解传统中草药的作用机制^[13-15]。本研究旨在通过一种基于网络药理学的方法阐明延胡索治疗冠心病的机制。网络药理学方法的流程图如图1所示。

▲图1研究流程图

2 方法

本研究中，我们构建了CR-CHD网络和PPI网络，计算得到核心基因，再通过GO功能和KEGG途径富集分析，对CR-CHD网络中的相关靶基因进行功能注释。

2.1 建立CR活性成分靶点数据库

中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP，最后更新日期为2014年5月31日）包含《中国药典》中注册的499种中草药、29384种成分、3311个靶点和837种相关疾病[^16]。以“延胡索”为关键词，筛选条件为药物相似性（DL）大于0.18，口服生物利用度（OB）大于30%[^17，18]，对延胡索的所有活性成分和每个成分对应靶点进行搜索，建立CR活性成分靶点数据库。

2.2 建立冠心病疾病靶点数据库

在GeneCards数据库中搜索疾病靶点，关键词为“冠心病”（https://www.genecards.org/，版本4.13），检索和关联相关的人类基因、疾病、变体、蛋白质、细胞和生物学途径^[19]以及OMIM（基因和遗传表型及其相互关系的综合、整理信息的主要储存库）^[20]。从GeneCards和OMIM数据库中获得的靶点转换成UniProt符号，建立相关基因靶点数据库。

2.3 构建延胡索的活性成分和冠心病的共同作用靶点网络（CRCHD网络）

利用CR活性成分靶点数据库和冠心病疾病靶点数据库的两个基因集之间的交叉点绘制韦恩图^[21]，显示基因的分布。Cytoscape（3.2.1版）^[22]软件构建CHD网络CR疾病靶点的活性成分，成分和靶点用“节点（nodes）”表示，二者的关联用“边（edges）”编码。

2.4 构建蛋白质相互作用（PPI）网络

字符串数据库整合大量已知的生物体和预测的蛋白质—蛋白质关联数据^[23]，确定“CR-CHD”共同靶基因，所有靶基因仅将物种限制为“智人”，设置综合得分＞0.4，从中隐藏断开的节点，再通过字符串数据库（https://stringdb.org/，版本11.0），计算出PPI网络[24]中每个节点的相邻节点数。

2.5 GO富集和KEGG途径分析

将基因本体［GO，基因本体（GO）功能富集分析和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析http://geneontology.org/，最后更新日期为2020年1月1日］^[25]与京都基因和基因组百科全书（KEGG，https://www.kegg.jp/，最后更新日期为2020年2月18日）^[26]在clusterProfiler平台上进行路径分析，优化了生物术语分类和基因簇富集分析的过程^[27]。DOSE提供了疾病本体（DO）术语之间的语义相似性计算（将高通量数据中的分子发现转化为临床相关性的重要注释，以及允许生物学家从疾病角度探索疾病和基因功能相似性的基因）^[28]。设置P=0.05和Q=0.05，通过Cytoscape软件构建目标基因分子功能和通路网络，加上MCODE插件从网络中筛选出关键模块^[29,30]（设置度截止=2，节点分数截止=0.2，K分数=2，最大深度=100）。