基于網絡藥理學的疏風解毒膠囊抗病毒的活性化合物研究

周瑋欣 張喚喚 莊振杰 鄧文慧 洪志明

摘 要： 目的：利用網絡藥理學研究疏風解毒膠囊防治病毒的活性化合物。方法：通過TCMSP檢索疏風解毒膠囊中8味中藥敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草的化學成分與作用靶點。借助UniProt數據庫查找靶點對應基因，應用Cytoscape37.2軟件構造出藥材-化合物-靶點網絡，進而使用clusterProfiler R包對靶點進行GO功能分析和KEGG通路分析。結果：研究篩選得到151個化合物和相應靶點144個。GO功能分析得出1385個GO條目（P<0.01），包括1194個BP條目，66個CC條目，125個MF條目，分別占86%、5%、9%。KEGG通路分析獲得111條信號通路。結論：疏風解毒膠囊中的活性化合物對病毒有防治效果。

關鍵詞： 疏風解毒膠囊;病毒;網絡藥理學

中圖分類號：R285.5? 文獻標識碼：A

病毒感染歸于中醫“疫”病的范疇，認為“疫戾”之氣的侵襲為其致病因素。疏風解毒膠囊包括連翹、柴胡、板藍根、虎杖、馬鞭草、蘆根、敗醬草、甘草8味中藥，具有疏風解表、清熱解毒的作用，一項回顧性臨床研究表明疏風解毒膠囊對于治療COVID-19有著確切的療效，可促進COVID-19患者臨床癥狀的改善[1]，但其作用機制研究仍處于較淺層面。

網絡藥理學是生物信息學和多向藥理學等多學科交融而成，可反映中藥復方多成分-多靶點間相互協同作用關系的一種綜合性研究方法，這與中醫藥的整體觀念、辨證論治等基本理論趨于一致[2]。本研究擬對疏風解毒膠囊中敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草進行網絡藥理學分析，從而推測疏風解毒膠囊治療抗病毒的作用機制，為進一步探討疏風解毒膠囊抗病毒作用的物質基礎提供理論依據。

1 方法

1.1 疏風解毒膠囊中化合物及靶點的篩選

將各個中藥名稱敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草作為關鍵詞輸入中藥系統藥理分析平臺（TCMSP，http：//tcmspw.com）[3]，從而獲得對應化學成分。以口服利用度（oral bioavailability，OB）與類藥性（drug-like，DL）作為篩選指標，其中OB≥30%，DL≥0.18為閾值，篩選出每味藥材的活性化合物及對應靶點。疏風解毒膠囊中敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草等部分活性化合物基本內容見表1。

1.2 化合物-靶點網絡的構建及分析

運用Uniprot（https：//www.uniprot.org/）數據庫[4]，導入蛋白名稱并限定物種為人，并且將檢索得到的所有靶點改為UniprotID，從而得到靶點對應的基因名稱。通過Cytoscape3.7.2軟件構建出敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草“藥材-化合物-靶點”網絡，進一步對化合物和靶點的網絡進行分析探究。

1.3 靶點通路分析

為進一步探析篩選出的基因靶點的分子功能及涉及的相關通路信息，使用R軟件包clusterProfiler[10]進行GO（Gene ontology）功能分析及KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路分析。在clusterProfiler中將研究物種設定為“homo sapiens”（人類），通過GO中進行GO富集分析，包括生物過程（BP）、細胞組成（CC）、分子功能（MF）3個部分;選擇Pathway分析中KEGG Pathway進行通路富集分析。以P<0.01為閾值篩選基因靶點所涉及的主要富集的基因本體功能和通路信息，并對富集分析結果進行繪圖可視化。

2 結果

2.1 疏風解毒膠囊活性化合物篩選結果

疏風解毒膠囊活性化合物篩選結果 通過TCMSP檢索到符合條件OB≥30%，DL≥0.18的敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草活性化合物共有179個，其中11個來源于敗醬草，31個來源于板藍根，11個來源于柴胡，88個來源于甘草，8個來源于虎杖，18個來源于連翹，1個來源于蘆根，11個來源于馬鞭草。去掉重復值后，疏風解毒膠囊活性化合物共有151個，靶點共有144個。

2.2 藥材-化合物-靶點相互作用網絡

藥材-化合物-靶點網絡合計303個節點（8個藥材節點、151個化合物節點、144個靶點節點）與1200條邊，其中藥材用藍色六邊形表示，化合物用青綠色正方形表示，靶點用粉紅色圓形表示，每條邊則體現著藥材中所含化合物及化合物與靶點的相互作用關系，節點的大小與節點的度值呈正比（圖1）。其中MOL000098-槲皮素、MOL000422-山柰酚、MOL000006-木犀草素、MOL000173-漢黃芩素、MOL002773-β-胡蘿卜素、MOL004328-柚皮素、MOL000358-β-谷甾醇、MOL013287-毒扁豆次堿、MOL000354-異鼠李素、MOL000449-豆甾醇為關鍵化合物，能分別與90、38、35、23、22、22、21、20、18、18個靶點相互作用。靶點的度值由高到低排序為ESR1、AR、PTGS1、NCOA2、PRSS1、GSK3B、ESR2、CHEK1、ACHE、NCOA1，能分別與92、86、76、74、72、66、63、55、29、28個化合物相互作用。

2.3 GO生物過程分析

對疏風解毒膠囊敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草144個作用靶點通過GO功能富集分析結果共有GO條目1385個（P<0.01），其中生物過程（BP）條目有1194個，細胞組成（CC）條目有66個，分子功能（MF）條目有125個，占比例分別為86%、5%、9%。見圖2。

2.4 KEGG信號通路富集分析

對疏風解毒膠囊敗醬草、板藍根、柴胡、甘草、虎杖、連翹、蘆根、馬鞭草144個作用靶點進行KEGG通路富集篩選得到了111條信號通路（P<0.01）。這包含PI3K-Akt信號通路（PI3K-Akt signaling pathway）、MAPK信號通路（MAPK signaling pathway）、前列腺癌（Prostate cancer）、乙型肝炎（Hepatitis B）、細胞凋亡（Apoptosis）等信號通路。前15條通路的可視化處理結果見圖3。

3 討論

中醫藥在辨證論治、未病先防方面具有其獨特的優勢，并可在患者康復階段進行整體調節[5]。疏風解毒膠囊在臨床上常應用于急性上呼吸道感染的治療，現代研究表明其可有效降低血清IgM、IgG、BK、MCP-1水平以及B淋巴細胞比例，并且升高NK細胞比例，有效調節免疫功能[6]。

由網絡藥理學分析結果可知，疏風解毒膠囊的關鍵化合物為漢黃芩素、槲皮素、豆甾醇、β-谷甾醇等10種，其中β-谷甾醇可有效降低炎性細胞因子的過表達、TNF-α和IL-6的含量、肺組織濕/干重比值和肺含水量，保護肺組織及其生理功能[7]。

KEGG信號通路富集涉及PI3K-Akt信號通路、MAPK信號通路、前列腺癌、乙型肝炎、細胞凋亡等信號通路。其中PI3K-Akt信號通路對細胞的增殖、凋亡、遷移等發揮重要作用，通過影響RACK1和rac1的表達，調控炎癥細胞活化和炎癥介質釋放，參與脂多糖介導的細胞損傷過程，從而損傷肺微血管[8，9]。MAPK信號通路可誘導P-選擇素、TGF-β、KC、C-Jun/AP-1等炎性和凋亡因子的表達，引起持續的炎癥刺激及氣道狹窄和重塑，影響急性肺損傷的炎癥反應[10]。PI3K-Akt信號通路和MAPK信號通路均涉及RRELA、IKBKB、EGFR、VEGFA基因，是山奈酚、木犀草素、槲皮素等疏風解毒膠囊關鍵化合物的作用靶點。因此，疏風解毒膠囊可通過多成分-多靶點-多途徑協同調節炎癥、免疫、細胞凋亡等相關通路，調節上呼吸道感染中的炎癥反應和免疫應答過程，以達到抗病毒的效果。

綜上所述，本研究利用網絡藥理學對疏風解毒膠囊抗病毒的活性成分、靶點和通路進行了研究分析，得出疏風解毒膠囊可有效抗病毒，但目前網絡藥理學具有一定局限性，本研究預測的結果還有待動物體內外實驗進行驗證，為后期藥物開發提供實驗依據。

參考文獻：

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基金項目： 深圳市中醫重點專科建設項目（2019-2023年）;廣東省中醫藥局“十三五”中醫重點專科建設項目

作者簡介： 周瑋欣（1998—），女，漢族，廣東東莞人，本科，研究方向：中醫學;洪志明（1982—），男，漢族，湖南株洲人，博士，副主任醫師，研究方向：中醫學。