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基于网络药理学探讨麝香保心丸治疗动脉粥样硬化作用机制

王智聪 谢彬 袁星 徐希科 柳润辉

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引用本文: 王智聪, 谢彬, 袁星, 徐希科, 柳润辉. 基于网络药理学探讨麝香保心丸治疗动脉粥样硬化作用机制[J]. 药学实践与服务, 2023, 41(5): 296-301. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202112001
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Citation: WANG Zhicong, XIE Bin, YUAN Xing, XU Xike, LIU Runhui. Mechanism of Shexiang Baoxin pill in the treatment of atherosclerosis based on network pharmacology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(5): 296-301. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202112001

基于网络药理学探讨麝香保心丸治疗动脉粥样硬化作用机制

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202112001
基金项目: 国家自然科学基金项目(82073981)
详细信息
    作者简介:

    王智聪,硕士研究生,Email:1391485750@qq.com

    通讯作者: 柳润辉,博士,教授,研究方向:天然产物活性成分研究、中药复方药效物质基础及作用机制研究,Email:lyliurh@126.com

Mechanism of Shexiang Baoxin pill in the treatment of atherosclerosis based on network pharmacology

  • 摘要:   目的  研究麝香保心丸治疗动脉粥样硬化的作用机制,为临床长期应用提供理论依据。  方法  利用TCMSP、TCMID、ETCM和BATMAN数据库对麝香保心丸有效成分及靶点进行收集与筛选;利用GeneCards、OMIM、TCMSP、DrugBank和DisGeNet对动脉粥样硬化相关靶点进行收集与筛选;构建药物-化合物-靶点网络和靶点相互作用网络;通过MetaScape平台对麝香保心丸治疗动脉粥样硬化相关靶点进行GO和KEGG富集分析。  结果  筛选出麝香保心丸对动脉粥样硬化潜在治疗成分114个,对应175个靶点。网络分析结果表明,麝香保心丸主要活性成分为鹅去氧胆酸、熊去氧胆酸、肉桂醛和人参皂苷Rb1等入血成分。通路富集结果显示,麝香保心丸抗动脉粥样硬化的作用机制与调节免疫、炎症和代谢相关。  结论  麝香保心丸的活性成分可作用于ALB、INS、AKT1、ACTB、TNF、IL-6等靶点,调节多条通路实现对动脉粥样硬化的治疗作用。
  • 烟草流行是世界有史以来面临的最大公共卫生威胁之一,全球每年有800多万人由于烟草而死亡[1],吸烟不仅是各种非传染性疾病常见的主要风险因素,尤其是慢性呼吸道疾病、心血管疾病、癌症和糖尿病,同时会影响周围人的健康,而且对个人和国家的经济及社会形象产生负面影响[2]。据估计,每年全球消耗治疗烟草相关疾病的费用约1.4万亿美元[1]

    戒烟是降低非传染性疾病风险的最重要有效的干预措施之一。随着公共卫生工作的防范与发展,60%的烟草使用者希望戒烟[3],但只有约35%能够获得全面的戒烟服务,患者的戒烟意愿突显了在医疗系统内扩大戒烟可及服务及优先开展戒烟治疗的重要性[4-5]

    由于尼古丁的成瘾性,依靠吸烟者以自我管理的方式戒烟实施困难。事实证明,医疗保健专业人员提供的戒烟干预措施比自助式戒烟更有效[6]。药师的工作职责是为公众调配处方、提供用药指导与建议、解答用药咨询等,被认为是为公众提供戒烟服务的最佳专业人员,不仅能够指导其正确使用戒烟替代药品及提供相关建议,同时也可以给予戒烟行为上的专业支持[6-7]

    药师及其药房团队提供的戒烟服务有助于帮助吸烟者戒烟 [8]。葡萄牙进行的一项研究发现,接受药师服务的患者相较于对照组会参加更多社区药房主导的用药咨询(χ2=59.994,P<0.001)、更多电话会议(χ2=17.845,P<0.0013),因此戒烟成功率更高[9]。新加坡一家三级转诊皮肤病中心进行的一项单中心回顾性研究评估了由药师领导的结构化戒烟诊所的疗效,表明药师及其药房团队主导的患者咨询服务能有效为戒烟者提供行为支持[10]

    1.2.1   世界卫生组织的号召与行动

    1998年,世界卫生组织(WHO)首次认识到药师在帮助个人戒烟和防止潜在使用者方面的关键作用[11]。2003年为应对全球烟草流行,WHO成员国通过了《世界卫生组织烟草控制框架公约》(WHO FCTC)[12-13],要求缔约方采取有效措施促进戒烟。WHO FCTC是促进公众健康的一个里程碑,自2005年生效以来,WHO FCTC已有183个缔约方,涵盖90%以上的世界人口[14]

    为了扩大实施WHO FCTC中关于减少烟草需求的条款,WHO在2007年还启动了一项具有成本效益的实用行动MPOWER系列措施[15]。MPOWER措施中的策略与WHO FCTC相一致,已证明在挽救生命和降低医疗卫生费用方面卓有成效[1]。然而随着WHO FCTC的成功实施,一些中低收入国家也面临着来自烟草产业对其干扰的重大障碍[16-17]。药师可以在克服这些问题及现有制度和行业体系结构进行重大变革中发挥一定作用,为促进烟草控制和戒烟工作做出应有的贡献[18]。2019年WHO发布的全球烟草流行报告中,强调了药师为吸烟者戒烟提供帮助,并高度鼓励成员国就此采取行动[19]

    目前,151个国家至少实施了WHO FCTC及MPOWER措施中的一项,150个国家的烟草使用率正在下降。2000年,全世界大约1/3的成年人吸烟,然而,到2022年这一数字已大幅下降约1/5,这反映出各国在减少全球烟草消费方面取得了相当大的进展[20]

    1.2.2   国际药学会的响应与行动

    2003年,国际药学会(FIP)发布了关于药师在促进无烟未来中的作用的政策声明。2007年出版的《遏制烟草流行病:药学的全球作用》和2015年出版的《建立无烟社区:药师实用指南》均强调了药师在戒烟服务方面的重要贡献。

    2023年,FIP出版《支持戒烟和治疗烟草依赖:药师手册》强调药师在为寻求戒烟患者提供系统服务方面的关键作用,是药师支持个人戒烟过程中可参考的综合性实用资源。其涵盖了最新的循证实践、技术和策略,以帮助患者戒烟并减少复吸。该手册详细介绍了以药师为主导的支持戒烟所需的专业知识和实践技能,以及药师可干预的因素(包括非传染性疾病风险因素,如运动不足、不健康饮食习惯和过量饮酒等)及相关措施。随着近年来替代品电子烟使用的增多趋势,出于对电子烟安全性的担忧,同年FIP又发布了《关于电子烟使用对公众健康和经济的影响以及药房工作人员对消除电子烟贡献的声明》[21]

    2024年,WHO和FIP就药师在戒烟中的作用发表了一份新的联合声明,重申了药师在帮助吸烟者戒烟中发挥的关键作用。该声明中,WHO和FIP敦促各个国家烟草控制组织和国家药学协会制定并实施戒烟计划,同时在该计划和各国卫生系统服务的背景下,让药师参与到与烟草的斗争工作中[22]

    有研究表明患者更愿意社区药师参与戒烟服务[23],同时社区药师也有能力开展戒烟服务[24]。美国一家三级护理医院进行的一项研究表明,药师无论是在患者入院还是出院时,都可以对患者开展戒烟宣教与指导,在了解患者疾病与用药史、药物核对和出院咨询工作流程中与患者讨论吸烟问题,通过患者住院期间开展戒烟治疗并不断完善方案,达到有效戒烟的目的[25]

    英国在新型冠状病毒流行期间进行的一项研究表明,药师可以通过远程咨询为戒烟患者开具处方,提供有效的戒烟服务。目前,英国国家医疗服务体系(NHS)正在支持现有药师(包括社区药房药师)获得处方资格,根据患者需要开具戒烟药物从而促进戒烟服务开展。计划到2026年,在英国完成药学学位的毕业生将在监管机构注册为独立处方权药师, 进而扩大了可以提供戒烟服务药师的范围[26]

    美国药师有权根据合作处方协议或通过州范围的协议拥有自主处方权或授权开具处方。处方医生将开启、修改和停止药物治疗以及开具实验室检查的权利委托给药师。药师在完成继续教育课程后,可以根据国家法律法规授予的权限开具某些药物[27]

    药师的戒烟培训应包括基于行为支持的社区药师培训课程,通过戒烟服务个体化随访识别障碍并提供积极的强化措施,可以有效提高患者戒烟率,进而提高其生活质量[28]。El Hajj等[29]在卡塔尔进行的一项随机对照试验评估了戒烟培训计划对药师技能和能力的影响,共有86名社区药师(干预组54名,对照组32名)完成了6个目标结构化临床检查病例。研究结果表明,强化戒烟培训显著提高了社区药师提供戒烟服务的技能和能力。

    在一项评估埃塞俄比亚药师和药学学生对吸烟/戒烟的知识和态度的横断面调查中,与未接受过戒烟培训的人相比,接受过培训人员的平均知识和态度得分明显更高[30]。Greenhalgh等[31]通过定性和混合方法进行的描述性综合和真实世界调查表明,精心设计的戒烟培训课程将药师从生物医学和产品导向的角度,转变为以公共卫生和患者为中心的角度方面发挥至关重要的作用。

    促进戒烟的跨专业合作可以提高患者的戒烟率。一项探索医疗卫生保健专业人员与社区药师之间跨专业合作的研究表明,将社区药师为患者提供戒烟服务纳入患者护理项目是很有价值的,社区药房开展戒烟支持服务可以填补现有医院戒烟与家庭戒烟之间的空白。跨专业合作不仅为患者和医疗保健专业人员之间的有效沟通提供了途径,同时通过医疗保健专业人员汇总的患者电子健康记录,可以提高患者用药治疗的安全性[32]

    根据Greenhalgh等[31]的说法,增加药师和其他医疗从业者之间的跨专业互动是社区药房提供有效戒烟服务的先决条件。药师专业的能力增强了临床医生对药师的信任,因此,明确且精准的转诊途径,特别是当地全科医生将戒烟患者转诊给药师,对于跨专业开展戒烟服务是必要的。

    Bouchet-Benezech等[33]在法国进行的一项研究表明,与其他医疗保健专业人员的合作是发挥药师在戒烟服务中作用的关键之一。药师为戒烟者提供的尼古丁替代治疗处方没有得到社会医疗保险体系的支持,因此建议药师与具有尼古丁替代治疗处方权的其他医疗保健专业人员合作。

    吸烟是非传染性疾病的主要可变风险因素之一。药师主导的戒烟干预措施可以显著影响吸烟者的戒烟率,并在改善其健康状况方面发挥关键作用[34]

    Peletidi等[35]的调查研究表明,以社区药师主导的戒烟服务可以降低与吸烟相关慢病的发病率和病死率。Bouchet-Benezech等[33]为评估法国社区药房药师提供戒烟服务的可行性而进行的一项研究显示,在第6个月,23.3%的参与者参加了随访,其中75%的参与随访者自第一次随访以来一直保持戒烟状态,超过一半的参与者持续了90 d,从第二次随访开始,所有参与者的身心健康综合得分与基线相比都有所提高。

    药师作为一线医疗保健提供者,在戒烟工作中发挥着关键作用,可以在更大范围内对个体和公共健康产生重大影响。社区药房的戒烟服务应该被纳入国家公共卫生保健政策,这对于促进社区服务的健康有积极的促进作用[36]

    Peletidi等[35]在英国进行的一项系统综述强调了将药房主导的戒烟服务与对照组进行比较的研究,提供了强有力的证据证明药房主导的服务具有很高的成本效益。药房主导的服务要求每位戒烟者在为期4周的方案中支付772英镑的补充成本,而对照组基于集体小组的服务需要1 612英镑的戒烟补充成本。同时接受药房主导的戒烟服务,每周一对一的支持结合尼古丁替代疗法的治疗,与对照组接受集体戒烟治疗药物相比具有更高的有效戒烟率。此外,药房主导的服务每生命质量调整年的增量成本为2 600英镑,而对照组为4 800英镑。

    社区药师是提供戒烟服务的一种可获得的、未充分利用的但具有成本效益的资源[24,28,35]。一项随机试验旨在比较两个药师主导的戒烟计划(强化版与简化版)之间的戒烟率以及这些计划与基于文献的对照组之间的成本效益,揭示了强化版药师主导的戒烟计划是3种策略中最具成本效益的干预措施。强化版比简化版多花费了14 000美元(每100名参与者),但14人戒烟成功,取得10.8个生命年的获益额;强化版比对照组多花费35 300美元(每100名参与者),但29名戒烟者取得22.4个生命年的获益,每增加一名戒烟者多花费1 217美元,戒烟的增量成本效果比为1 576美元 [32]

    2000年,一项在英格兰进行的研究从提供者和NHS的角度比较了普通牙科诊所、普通医疗诊所(GMP)、社会药房和NHS戒烟服务(NHS SSS)中戒烟服务的成本效益,研究结果表明“成本效益高”的服务是在社区药房开展戒烟服务[37]

    由此可见,药师主导的戒烟服务不仅有效且极具成本效益,医疗卫生管理者及政策制定者可以基于此就最佳资源分配做出合理决策[24]

    然而,有证据表明,药师在承担戒烟服务提供者这一角色存在障碍,这影响了将全面戒烟服务纳入实践的可行性。障碍包括缺乏充分的培训、缺乏适当的转诊结构、社区药房环境中的时间限制、公众对药剂师提供戒烟服务缺乏认识、药房缺乏私人咨询区以及缺乏提供服务的报销[33]

    在许多国家,药师缺乏戒烟知识和技能以及缺乏培训被认为是药师在提供戒烟服务方面发挥作用的常见障碍[6,30,32,35,38-39]。Erku等[30]在埃塞俄比亚进行的一项由410名参与者(213名药学学生和197名药师)的横断面调查,提出药师在戒烟服务方面存在临床知识不足和实践技能差距。澳大利亚进行的另一项研究分析了250名大四药学专业学生、51名药师和20名戒烟教育工作者在当前基于证据的药房戒烟干预实践中的表现,得出了药学学生及药师与戒烟教育工作者之间存在较大的临床或药物治疗服务方面的差距[34]。药师由于缺乏戒烟相关教育与培训导致在戒烟服务中缺乏自信,从而阻碍了与患者的有效沟通,降低了提供的戒烟服务的质量[35,39]。在约旦,大多数药师认为,由于培训不到位导致对戒烟治疗的了解不足,致使药师无法提供足够的戒烟干预措施[40]

    缺乏戒烟计划或劳务报酬也是许多有意愿药师提供戒烟服务的一个障碍[31-33,39-40]。美国的一篇研究论文探讨了药师在护理过渡期间(住院到出院回家期间)如何衔接戒烟服务,得出支付报酬对维持任何医疗服务(包括药师提供的戒烟服务)至关重要。由于药师不被视为戒烟服务的提供者,因此美国大多数州的药师没有资格通过医疗补助获得提供戒烟服务的劳务报酬,通过商业保险获得报销的也很少见。缺乏鼓励药师向烟草使用者提供戒烟干预措施的计划和政策,药师没有戒烟药物处方权也大大阻碍了戒烟服务的开展[35]。研究表明,授予药师戒烟服务提供者身份或药师拥有戒烟药物处方权,并在医保政策中明确劳务报酬的支付标准,可能是解决该问题的最佳方式[40]

    社会药店缺乏相对私人空间为患者进行戒烟咨询服务也是障碍之一[6,33]。药店是否设有专门的可以为患者提供面对面戒烟服务咨询的区域,为患者咨询营造一个轻松舒适的环境,对于提高患者戒烟依从性是非常重要的影响因素[33]。药师实施戒烟服务与履行其他职责在时间上的矛盾也是限制戒烟服务工作开展的障碍之一[34-35]。根据Peletidi等[35]的系统调查结果显示,缺乏时间是所有参与戒烟服务者,包括患者在内的共性问题。日本对11家社区药房进行的一项随机研究显示,由于时间和精力有限,许多药房没有将戒烟服务纳入其日常运营范围[32]

    在法国、约旦和尼日利亚等一些国家,对戒烟服务的需求不足被视为药师开展戒烟服务的障碍[9,33,40]。由于缺乏戒烟服务,泰国的戒烟率很低,因此需要在药店开展戒烟服务,为药师提供机会[36]。为了解决这一问题,Bouchet等[33]评估了法国社区药房实施药师提供的戒烟方案的可行性,并建议向社区药房顾客有效推广戒烟服务,以解决需求不足的问题。

    社会药房在烟草控制政策中的参与度较低[9],原因是医疗机构与社会药房缺乏统一的转诊系统来保障提供安全、有效的戒烟服务[23,28]。社会药房药师在无法全面、详细获得患者医疗护理、处方记录的前提下,也就意味着无法了解到患者准确的疾病史与用药史,提供戒烟药物及相关指导可能会增加用药错误的可能性[26]。其他阻碍戒烟服务工作开展的因素还包括性别、年龄、民族、文化等不同所带来的戒烟者个性化差异及沟通交流障碍[23]

    全面了解药师主导的戒烟服务及其在不同地区和医疗保健环境中的影响,对于世界各国药师参与戒烟服务至关重要。基于药师缺乏戒烟知识、技能和培训有关的问题,政策制定者和教育工作者需要做更多的工作,以确保戒烟服务对患者的最大益处。有必要针对不同地区和国家的具体需求采取全面的能力建设措施,包括制定标准化的培训计划,采用线下结合远程学习方式助力药师实践技能发展,促进全球药师专业的持续深入发展。

    医药卫生政策制定应适时考虑将药师主导的戒烟服务纳入国家和地区医疗卫生服务指南,并开展宣传工作,提高人们对药师在戒烟方面发挥作用的认识。立法明确和药师薪酬补偿将有利于公众获得经许可的戒烟服务的机会,扩大药师在提供戒烟服务中的作用也有利于增强公众戒烟信心,同时在不同的医疗保健环境中实施和扩大这些服务争取足够的资源与支持。未来应促进药师、医师、护师、公共卫生专业人员及其他参与烟草控制工作的利益相关者之间更紧密的合作,激发出药师主导戒烟干预措施的全部潜力,提高戒烟的有效性和可持续性。

    随着医药卫生体制的改革及药师进一步以患者为中心的角色转变,药师的可及性被视为开展戒烟服务的最重要驱动因素之一。药师和社会药房团队能够通过结合药理学和行为学方法持续提供成本效益高的个体化戒烟服务,提高戒烟率,最终达到减轻烟草和尼古丁依赖以及烟草相关疾病的负担,促进医疗卫生系统的发展、改善全球卫生状况。

  • 图  1  麝香保心丸与动脉粥样硬化靶点维恩图

    图  2  麝香保心丸治疗动脉粥样硬化蛋白之间相互作用网络

    图  3  化合物-靶点网络

    图  4  GO富集分析

    图  5  KEGG通路富集

    表  1  麝香保心丸治疗AS过程中的关键化合物

    化合物分值度值来源
    鹅去氧胆酸148663牛黄
    人参皂苷Rb192517人参
    肉桂醛82742肉桂、苏合香
    胆酸80949牛黄
    熊去氧胆酸80531牛黄
    人参皂苷Rh268815人参
    油酸67416肉桂
    人参皂苷Rd62712人参
    肉桂酸61436肉桂、苏合香
    人参皂苷Rh160713人参
    3-表齐墩果酸60325苏合香
    人参皂苷Rg158313人参
    5-顺式-环十五烷-1-酮54723麝香
    5-顺式-环十四烷-1-酮54723麝香
    人参皂苷F154612人参
    人参皂苷Rh454612人参
    人参皂苷Rs154612人参
    丙二酰基人参皂苷Rb254612人参
    西洋参皂苷R154612人参
    20-葡萄糖-人参皂苷Rf52811人参
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-01
  • 修回日期:  2022-09-07
  • 网络出版日期:  2023-07-14
  • 刊出日期:  2023-05-25

基于网络药理学探讨麝香保心丸治疗动脉粥样硬化作用机制

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202112001
    基金项目:  国家自然科学基金项目(82073981)
    作者简介:

    王智聪,硕士研究生,Email:1391485750@qq.com

    通讯作者: 柳润辉,博士,教授,研究方向:天然产物活性成分研究、中药复方药效物质基础及作用机制研究,Email:lyliurh@126.com

摘要:   目的  研究麝香保心丸治疗动脉粥样硬化的作用机制,为临床长期应用提供理论依据。  方法  利用TCMSP、TCMID、ETCM和BATMAN数据库对麝香保心丸有效成分及靶点进行收集与筛选;利用GeneCards、OMIM、TCMSP、DrugBank和DisGeNet对动脉粥样硬化相关靶点进行收集与筛选;构建药物-化合物-靶点网络和靶点相互作用网络;通过MetaScape平台对麝香保心丸治疗动脉粥样硬化相关靶点进行GO和KEGG富集分析。  结果  筛选出麝香保心丸对动脉粥样硬化潜在治疗成分114个,对应175个靶点。网络分析结果表明,麝香保心丸主要活性成分为鹅去氧胆酸、熊去氧胆酸、肉桂醛和人参皂苷Rb1等入血成分。通路富集结果显示,麝香保心丸抗动脉粥样硬化的作用机制与调节免疫、炎症和代谢相关。  结论  麝香保心丸的活性成分可作用于ALB、INS、AKT1、ACTB、TNF、IL-6等靶点,调节多条通路实现对动脉粥样硬化的治疗作用。

English Abstract

温瑞睿, 许龙, 朱文静, 杨建伟. 浅谈国外药师主导开展戒烟服务的作用与挑战[J]. 药学实践与服务, 2024, 42(12): 537-541, 548. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202408054
引用本文: 王智聪, 谢彬, 袁星, 徐希科, 柳润辉. 基于网络药理学探讨麝香保心丸治疗动脉粥样硬化作用机制[J]. 药学实践与服务, 2023, 41(5): 296-301. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202112001
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Citation: WANG Zhicong, XIE Bin, YUAN Xing, XU Xike, LIU Runhui. Mechanism of Shexiang Baoxin pill in the treatment of atherosclerosis based on network pharmacology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(5): 296-301. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202112001
  • 动脉粥样硬化(AS)作为一种慢性进行性疾病,能够引发脑卒中等一系列心脑血管疾病,从而对人类生命健康产生极大的威胁。AS发病机制复杂,目前认为主要与炎症反应、血管内皮细胞损伤、氧化应激、血小板活化等有关[1]。西药他汀类降脂药被广泛应用于治疗动脉粥样硬化,但其仍存在一定的局限性[2]。中药由于其具有多组分多靶点协同作用,在治疗慢性复杂疾病方面具有独特的优势因而受到更加广泛的应用[3]

    麝香保心丸(Shexiang Baoxin pill, SBP)源于宋朝《太平惠民合剂局方》中的苏合香丸[4],收录于2020年版《中国药典》,是国家中药保密品种,上海和黄药业公司的独家生产品种。麝香保心丸由冰片、蟾酥、人工牛黄、人参提取物、肉桂、人工麝香和苏合香组成,具有芳香温通,益气强心之功效。主要用于气滞血瘀所致的胸痹和心肌缺血所致的心绞痛、心肌梗死[5]。麝香保心丸临床上不仅作为心绞痛急性发作的治疗药物,还可以用于冠心病的长期防治[6]。临床研究证实,长期(3个月以上)服用麝香保心丸可减轻并延缓心肌缺血的发生发展,减少心血管危险事件发生,并通过保护血管内皮细胞 、减少脂质浸润和抑制炎症等,阻遏AS的发展实现[7]。动物实验证实, 麝香保心丸具有减轻新西兰大耳兔和apoE-/-小鼠AS的作用[8-9]

    网络药理学是对复方中药进行研究的有效手段,能够发现药物作用靶点、筛选生物活性成分、评价药物毒性、研究作用机制和提高质量控制[10]等。本文利用网络药理学的手段研究麝香保心丸治疗AS的作用机制,为麝香保心丸得到临床长期应用提供理论依据。

    • 从TCMSP(https://tcmspw.com/tcmsp.php[11]、TCMID(http://www.megabionet.org/tcmid/)、ETCM(http://www.tcmip.cn/ETCM/[12]和BATMAN(http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/[13]等数据库中获取冰片、蟾酥、人工牛黄、人参提取物、肉桂、人工麝香、苏合香等七味药材所含化合物及其对应靶点。吸收、分布、代谢、排泄(ADME)指标是筛选活性化合物的重要指标,将全方所含化合物在TCMSP数据库中进行ADME筛选,将OB≥20%且DL≥0.1的化合物视为有效活性成分[14],对不符合ADME筛选的化合物进行检视,将已被证明为生物活性成分的化合物进行回收,去除重复项,即得麝香保心丸全方有效成分及其潜在靶点。为了提高获取数据的可信度,将所获得的靶点信息进行进一步筛选,剔除BATMAN数据库中score低于48的靶点和TCMID中score低于400的靶点,并去除仅有一个成分作用的靶点,得到全方靶点信息。

    • 从GeneCards(https://www.genecards.org/[15]、OMIM(https://omim.org/[16]、TCMSP(https://tcmspw.com/tcmsp.php)、DrugBank(https://go.drugbank.com/)和DisGeNet(https://www.disgenet.org/search[17]等数据库中获取动脉粥样硬化疾病靶点。剔除DisGeNet中靶点分值低于0.02的靶点和GeneCards中分值低于1的靶点,合并各数据库靶点,得到AS相关的靶点蛋白。

    • 将获取的麝香保心丸潜在靶点和AS相关靶点导入STRING(https://string-db.org/)数据库,统一转换为基因ID。取两者交集,得到麝香保心丸治疗AS相关靶点及其对应的化合物,将获取的数据导入Cytoscape3.8.2软件中进行进一步分析,构建化合物-靶点网络,以便于分析网络中的关键节点。

    • 通过STRING数据库对麝香保心丸治疗AS的靶点进行分析,构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并将PPI网络导入CytoScape3.8.2软件进一步进行分析,探究麝香保心丸治疗AS靶点之间的相互作用关系。

    • 使用Metascape(http://metascape.org[18]数据库对获取的麝香保心丸抗AS靶点蛋白进行GO富集分析和KEGG通路分析,设定P<0.01,取生物学过程(GOBP)、分子功能(GOMF)和细胞成分(GOCC)条目的前10项,取KEGG富集通路的前20项,分析麝香保心丸治疗AS的主要相关通路及其功能。

    • 各个数据库中共检索到麝香保心丸中474个化合物,对应的潜在靶点共有6158个。经筛选后共得到麝香保心丸中化合物124个,对应的潜在靶点为452个。

    • 结合GeneCards、OMIM、TCMSP、DrugBank和DisGeNet等数据库,经过筛选,得到AS相关靶点1786个。

    • 取麝香保心丸潜在靶点与AS相关靶点绘制维恩图(图1),取二者交集,即得麝香保心丸治疗AS的175个靶点,相关成分114个。采用STRING数据库对获取的175个靶点进行分析,得到一个具有175个点和2303个边的PPI网络(图2),通过对该网络图进行分析,根据各靶点在网络中的度值判断该靶点在网络中的重要程度。在麝香保心丸治疗AS的过程中,ALB、INS、ACTB、AKT1、IL-6、TNF、IL-1B、PPARG、MAPK3、CREB1等靶点的度值排在前10位,表明这些靶点作为关键节点起到最主要的作用。

      图  1  麝香保心丸与动脉粥样硬化靶点维恩图

      图  2  麝香保心丸治疗动脉粥样硬化蛋白之间相互作用网络

      用CytoScape3.8.2软件构建麝香保心丸治疗AS的化合物及其对应的靶点网络(图3),得到具有289个节点和1166条边的复合网络,图中化合物节点为红色,靶点节点为绿色。依据PPI网络中各靶点度值对各化合物进行评分,每个化合物分值为其潜在作用靶点的度值之和,以分值高低为依据评判麝香保心丸治疗AS过程中的贡献度,筛选出关键的20个化合物(表1)。鹅去氧胆酸、人参皂苷Rb1、肉桂醛、胆酸、熊去氧胆酸等化合物作为关键化合物,分值为1486、925、827、809和805,分别作用63、17、42、49和31个靶点,体现了中药的多成分、多靶点协同作用特点。

      图  3  化合物-靶点网络

      表 1  麝香保心丸治疗AS过程中的关键化合物

      化合物分值度值来源
      鹅去氧胆酸148663牛黄
      人参皂苷Rb192517人参
      肉桂醛82742肉桂、苏合香
      胆酸80949牛黄
      熊去氧胆酸80531牛黄
      人参皂苷Rh268815人参
      油酸67416肉桂
      人参皂苷Rd62712人参
      肉桂酸61436肉桂、苏合香
      人参皂苷Rh160713人参
      3-表齐墩果酸60325苏合香
      人参皂苷Rg158313人参
      5-顺式-环十五烷-1-酮54723麝香
      5-顺式-环十四烷-1-酮54723麝香
      人参皂苷F154612人参
      人参皂苷Rh454612人参
      人参皂苷Rs154612人参
      丙二酰基人参皂苷Rb254612人参
      西洋参皂苷R154612人参
      20-葡萄糖-人参皂苷Rf52811人参
    • 对GO富集条目进行分析(图4),麝香保心丸调控的靶点在质膜外侧、细胞质囊泡腔、内质网内腔、细胞顶端部分等区域富集,影响核受体活性、氧化还原酶活性、蛋白质结构域特异性结合、一氧化氮合酶调节活性等分子功能,调节血液循环、细胞对脂质的反应、细胞对激素刺激的反应、对脂多糖的反应等生物过程。KEGG通路富集显示(图5),麝香保心丸主要调节流体剪切应力与动脉粥样硬化、神经活性配体-受体相互作用、钙离子信号通路、胆汁分泌等通路,实现对AS的治疗效果。

      图  4  GO富集分析

      图  5  KEGG通路富集

    • 本研究基于网络药理学的方法探讨麝香保心丸治疗AS相关化合物及其潜在靶点和通路。本研究发现鹅去氧胆酸、人参皂苷Rb1、肉桂醛、胆酸、熊去氧胆酸可能在治疗AS时起到关键的作用。鹅去氧胆酸能够降低机体炎症反应、提高机体的抗氧化能力和缓解细胞自噬[19]。熊去氧胆酸能够促进AS模型ApoE(-/-)小鼠的胆固醇流出,降低炎症反应水平,减少AS斑块面积[20]。人参皂苷Rb1能够减轻炎症反应和氧化应激,并通过抑制细胞凋亡和促进自噬达到抑制ApoE(-/-)小鼠的早期AS的发展[21]。肉桂醛[22]能够调节IκB/NF-κB通路从而抑制炎症和氧化达到对AS的治疗效果。同时,这些关键成分也是麝香保心丸的入血成分,从侧面验证了网络药理学分析麝香保心丸治疗AS机制的可靠性[23]

      对麝香保心丸治疗AS的261个靶点进行分析,得到最主要的10个靶点。有研究证实,ALB与AS的严重程度具有显著的相关性[24]。AKT1参与代谢、细胞生长与存活、血管新生等多个过程进而防治AS[25]。INS是调节机体能量代谢的关键蛋白,胰岛素抵抗是导致AS的关键危险因素之一[26]。TNF能够调控细胞生长与凋亡[27],且TNF能与IL-6和IL-1B协同作用诱导VEGF的生成,促进血管新生[28]。PPARG是降血脂药的关键受体之一,能够调节脂质代谢和抑制炎症[29],对AS的防治起到重要的作用。这些关键靶点从各方面对AS进行治疗,且相互之间存在协调作用,达到了更好的治疗效果。

      麝香保心丸治疗AS的靶点主要通过调节内分泌系统和信号转导系统,对炎症、免疫和氧化应激等过程进行调控,最终达到对AS的治疗作用。血管内皮剪切应力是心血管系统中的关键调控因子,低血管内皮剪切应力会诱发炎症并且使内皮细胞更容易被低密度脂蛋白和高血糖等危险因素影响,促进AS的发展[30]。钙离子作为第二信使在体内发挥重要作用,能够介导信号转导并调节生理功能,且钙离子能够促进AS斑块的形成,研究证实AS斑块中的钙离子浓度显著增加[31]。胆汁酸代谢是调节机体胆固醇水平的关键途径,且胆固醇还能通过与核受体协同作用进一步调节免疫和炎症反应,在AS的发生发展过程中发挥重要作用[32]。对这些通路进行分析发现麝香保心丸可能通过调节内分泌,调控炎症、免疫、脂质代谢,保护血管内皮细胞等作用达到对AS的治疗效果。

      本研究通过网络药理学的方法全方面、多角度对麝香保心丸治疗动脉粥样硬化整体协同作用机制进行研究,发现了治疗过程中可能发挥主要作用的化合物、靶点和通路。本研究为麝香保心丸抗AS的机制研究提供了思路,为临床长期应用提供理论依据。

参考文献 (32)

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