基于網(wǎng)絡藥理學探究薄荷治療口腔扁平苔蘚的作用機制

王麗麗，孫 麗，管 藝，張 帆，高 雷（通訊作者）

（安徽醫(yī)科大學合肥口腔臨床學院<合肥市口腔醫(yī)院>藥劑科 安徽 合肥 230001）

口腔扁平苔蘚（oral lichen planus, OLP），是一種與自身免疫相關的口腔黏膜病，病變通常發(fā)生在頰黏膜，多為對稱發(fā)生，病損由白色丘疹排列成網(wǎng)狀、環(huán)狀、樹枝狀、或斑塊狀，可伴有基地黏膜充血、糜爛，并伴發(fā)局部刺激痛、自發(fā)痛、燒灼感等不適癥狀[1]。因病程存在慢性遷延反復發(fā)作或久治不愈的特點，給患者帶來身心上的痛苦，導致生活質量降低。據(jù)統(tǒng)計全世界OLP 發(fā)病率為0.5%～2.0%，中老年婦女中發(fā)病率更高[2]。薄荷為唇形科植物薄荷Mentha haplocalyx Briq 的干燥地上部分，屬藥食同源植物，味辛，性涼，具有疏風、散熱、疏肝、辟穢、解毒的功效，常用于外感風熱、頭痛目赤、咽喉腫痛、食滯氣脹、口瘡、牙痛、瘡疥等癥的治療[3-4]。本研究基于網(wǎng)絡藥理學的研究方法，篩選出薄荷的活性成分，找到其對應的疾病靶標，進而探究其作用機制，為使用薄荷治療口腔扁平苔蘚提供依據(jù)[5]。

1.資料與方法

1.1 薄荷活性成分的篩選

依據(jù)中藥系統(tǒng)藥理學數(shù)據(jù)庫與分析平臺（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP），收集薄荷所有的已知活性成分，并以化合物的口服利用度（OB）和類藥性（DL）為篩選參數(shù)，篩選出同時滿足OB ≥30%和DL ≥0.18 的化學成分作為薄荷的潛在活性成分。

1.2 薄荷有效成分-靶點調控網(wǎng)絡的構建

利用TCMSP 數(shù)據(jù)庫功能預測功能（Targets information），收集薄荷有效活性成分的作用靶點。應用GeneCard 數(shù)據(jù)庫，以“oral lichen planus”為關鍵詞，將搜索結果導出，即為與OLP 相關的靶向基因。將薄荷有效成分中可能具有治療OLP 的有效成分，導入到網(wǎng)絡繪圖軟件Cytoscape 中，找出有效成分和靶點之間的對應關系，構建可視化的有效成分-靶點調控網(wǎng)絡圖。

1.3 靶點蛋白互作（PPI）網(wǎng)絡的構建

將薄荷成分的相關靶點導入Uniprot 數(shù)據(jù)庫，對其進行標準化處理，獲取其對應的基因簡稱，再導入至STRING 數(shù)據(jù)庫，獲得各靶點間相互作用關系，篩選可靠性評分≥0.7 的相互作用關系導入Cytoscape 軟件，構建靶點間的相互作用網(wǎng)絡。應用軟件對網(wǎng)絡進行拓撲分析。

1.4 核心靶標信號通路富集分析

將核心靶點導入DAVID 數(shù)據(jù)庫，設置物種和基因背景為人，進行KEGG 代謝通路分析和GO 富集分析。

2.結果

2.1 活性成分的篩選

通過TCMSP 數(shù)據(jù)庫以“薄荷”為關鍵詞共檢索到164 個活性成分，其中符合OB ≥30%和DL ≥0.18 篩選條件的有效活性成分共10 個，分別為：金桔苷、金合歡素、蒙花苷、香葉木素、谷甾醇、柚皮素、蘆薈大黃素、圣草酚、芫花素、木樨草素。

2.2 活性成分的靶點確定

從薄荷篩選到的10 個有效成分中，有9 個有效成分具有對應的靶點，共116 個，見圖1。其中黃色節(jié)點為薄荷有效成分，其余為有效成分的對應靶點。

圖1 薄荷活性成分-靶標網(wǎng)絡圖

2.3 活性成分-靶標網(wǎng)絡的構建

在STRING 11.0 平臺構建靶蛋白相互作用（Protein-Protein interaction, PPI）網(wǎng)絡，物種設置為人類（Homo sapiens），最低相互作用閾值設置為高信度（High confidence）0.7，去除孤立靶點，其余參數(shù)保持為默認。將得到的基因數(shù)據(jù)導入cytoscape 軟件，進行可視化處理。

2.4 GO 富集分析

將篩選出的116 個作用靶點導入Metascape 軟件，進行基因本體功能分析。篩選出靶點蛋白在分子功能（MF）、生物學進程（BP）和細胞組分（CC）3 個方面聯(lián)系較密切的通路途徑。結果顯示，涉及CC 過程的條目為21 條，根據(jù)count 值大小，由高到低前5 位的是，細胞核，細胞液，細胞質，胞外體和細胞外空隙。涉及MF的條目為23 條，根據(jù)count 值大小，由高到低前5 位分別是ATP 結合，蛋白質同源二聚化活性，DNA 結合，細胞因子活性和蛋白質異構化活性。涉及BP 的條目為118 條，根據(jù)count 值大小，由高到低前5 位分別是RNA聚合酶Ⅱ啟動子轉錄的正調控，DNA 轉錄模板，缺乏配體的外源凋亡信號通路，炎癥反應和膽固醇代謝過程。

2.5 KEGG 通路分析

將116 個潛在作用靶點導入到Metascape 數(shù)據(jù)庫中，進行KEGG 通路富集分析，得到7 條信號通路根據(jù)count值大小，由高到低分別為抗腫瘤信號通路，乙肝通路，F(xiàn)oxO 信號通路，前列腺癌通路，T 細胞受體信號通路，非小細胞肺癌通路，膀胱癌通路。由此可見，薄荷可通過調節(jié)多條通路發(fā)揮治療OLP 的作用。

3.討論

通過GO 富集和KEGG 富集結果顯示，薄荷潛在作用在生物過程中可能與抗腫瘤信號通路，乙肝通路，F(xiàn)oxO 信號通路高度相關。OLP 為口腔鱗狀細胞癌早期病變[6]，薄荷通過抗腫瘤信號途徑控制OLP 的進一步發(fā)展。Hepatitis B 的感染往往伴隨血管損傷與炎癥免疫反應[7]，OLP 在發(fā)生發(fā)展時往往也通過創(chuàng)傷的不斷擴大而伴隨嚴重的血管損傷[8]，這正與乙肝通路保持一致。已知FoxO 可促進抗氧化酶的表達[9]，抗氧化酶在治療OLP中往往也發(fā)揮著巨大作用[10]。在細胞組分功能方面主要富集于細胞核、細胞液和細胞質中；在分子功能方面主要依賴于ATP 結合，蛋白質同源二聚化活性與DNA 結合；在生物學進程方面與RNA聚合酶Ⅱ啟動子轉錄的正調控，DNA 轉錄模板，缺乏配體的外源凋亡信號通路高度相關。

綜上所述，應用網(wǎng)絡藥理學的方法研究薄荷治療OLP的潛在作用機制，從而探明了薄荷在治療OLP 的作用靶點及信號通路，并明確了薄荷通過多種活性成分對多種靶點發(fā)揮其治療OLP 的作用機制。

圖2 薄荷治療口腔扁平苔蘚預測靶點高置信度PPI 網(wǎng)絡