药理学相关

基于网络药理学及分子对接技术探讨红花治疗肺动脉高压的作用机制

文章来自《河南中医》2023年第2期作者：张雯，唐雅伦，丛晓东，何沂，王冰，金沐阳，周瑞玲，张琼中国中医科学院西苑医院，北京 100091摘要：目的：基于网络药理学及分子对接技术探讨红花治疗肺动脉高压(pulmonary hypertension，PH)的作用机制。方法：应用中药系统药理学数据库与分析平台、本草组鉴数据库、中医综合数据库、中国知网检索红花的活性成分，并采用Swiss Target Prediction数据库预测相关靶标。在GeneCards数据库、DrugBank数据库、TTD数据库、在线人类孟德尔遗传数据库、DisGeNET数据库中检索PH疾病靶标。采用STRING数据库构建红花活性成分靶点及PH疾病靶标的蛋白相互作用(protein-protein interaction，PPI)网络，并利用Cytoscape3.7.2软件获得红花治疗PH的潜在靶点的PPI网络，拓扑分析筛选红花治疗PH的潜在核心靶点。应用DAVID数据库及MetASCape数据库对潜在核心靶点进行基因本体(gene ontology，GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG)信号通路富集分析，并构建“红花-活性成分-靶点-通路-PH”网络。采用AutoDock Vina 4.6.2软件对核心活性成分和靶点进行分子对接。结果：红花活性成分20种，相关靶点607个，PH相关靶点1613个。潜在靶点PPI网络拓扑分析得到红花治疗PH的潜在核心靶点48个。GO功能富集分析共获得54个条目，包括生物过程20条、细胞组分14条及分子功能20条。KEGG信号通路富集分析共得到信号通路144条。分子对接显示，红花核心活性成分与靶点有较强结合能力。结论：红花可通过多成分-多靶点-多通路发挥治疗PH的作用。关键词：红花；肺动脉高压；分子对接；作用机制；网络药理学肺动脉高压(pulmonary hypertension，PH)是一类以肺动脉压力升高、肺血管阻力增加、肺血管重塑为主要特征，进而导致右心衰竭和死亡的难以逆转和治疗的疾病[1]。流行病学调查显示，全球约有1%的人口受到PH的困扰，其中死于右心衰竭的PH患者高达70%，且呈逐年上升趋势，该病的高残死率严重降低患者生活质量，易给社会造成巨大经济负担[1-2]。近年来，多数学者的研究指出，PH发病与炎症因子、巨噬细胞以及多种离子通道(K+通道、Ca2+通道)相关，可能涉及炎性反应、氧化应激、能量代谢、离子通道等多个途径，这些复杂机制导致本病无特效治疗药物及公认治疗准则，且具有不良预后[3-4]。因此，探究PH的发病机制及有效干预措施具有重要意义。中医药防治肺动脉高压具有多靶点、整体双向调节、毒副作用低等优势[5]。根据PH临床表现，中医将其归属于“肺胀”“喘证”“水肿”等范畴，肺络虚损、毒瘀损络是其致病关键病机[6]。本课题组前期基于毒瘀理论设计以红花为君药的复方治疗慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD，简称慢阻肺)并发肺动脉高压患者的随机对照试验，证实该方在改善患者临床症状、增加活动耐力、提高生活质量上有显著作用，且无不良反应[6]。中药红花系菊科植物红花的干燥花，始载于《开宝本草》，有活血化瘀、通经止痛等功效。现代药理学研究表明，红花具有抗炎、调节免疫、抗氧化、扩张血管等作用。近年来，红花及其提取物已被广泛应用于肺动脉高压、肺源性心脏病、慢性阻塞性肺疾病、肺纤维化等心肺系统疾病，疗效甚佳[7]，但红花治疗肺动脉高压的作用机制尚未完全阐明。网络药理学是大数据时代中信息科学和医学生命科学交叉形成的创新突破口，更是中医药领域用于揭示药物系统性药理机制、探索潜在信号通路、指导新药开发的重要工具[8]。本研究基于网络药理学及分子对接技术，以红花为研究对象，预测其主要活性化学成分、治疗PH潜在关键靶点、可能作用的信号通路，以期为揭示红花治疗PH作用机制提供一定参考。1 资料与方法1.1 红花化学成分及靶点筛选 应用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP，http：//tcmspw.com/tcmsp.php)[9]、本草组鉴数据库(HERB，http：//drug.ac.cn/)、中医综合数据库(traditional Chinese medicine integrated database，TCMID，http：//bidd.group/TCMID/)、中国知网(China national