基于數據挖掘的具有雄激素樣作用中藥的規律分析

李佳珊，徐盼瑜，杜寒倩，楊一博，鄒 釗，王 璐，徐 穎，林 娜

基于數據挖掘的具有雄激素樣作用中藥的規律分析

李佳珊，徐盼瑜，杜寒倩，楊一博，鄒 釗，王 璐，徐 穎*，林 娜*

中國中醫科學院 中藥研究所，北京 100700

挖掘具有雄激素樣作用的中藥，為植物雄激素的活性篩選和男性生殖相關疾病遣方用藥提供依據。以中國知網、萬方、維普、PubMed、Web of Science數據庫作為具有雄激素樣作用中藥及其復方文獻信息來源，將數據進行標準化處理后，通過頻數統計、共現分析以及構建系統發育樹，挖掘具有雄激素樣作用的中藥所治疾病、藥性、功效、有效成分、作用靶點以及基原物種的分布規律。共篩選出65味具有雄激素樣作用中藥以及《中國藥典》收載的8個中成藥，以枸杞子、淫羊藿、巴戟天等最為常見，多性溫、味甘，歸肝、腎經，具有補肝腎、溫腎壯陽等功效。具有雄激素樣作用中藥的有效組分以多糖類和黃酮類成分為主，其中枸杞多糖、淫羊藿苷2個活性成分的相關靶點較多。具有雄激素樣作用的中藥共涉及112個基原物種，在系統發育樹上具有明顯的聚集性，主要分布在菊類和豆類植物中，其中五加科、豆科的雄激素樣作用中藥較多。具有雄激素樣作用中藥以性溫、味甘，歸肝、腎經為主，其有效成分多為枸杞多糖、巴戟甲素、槲皮素、熊果酸、紫云英苷、芹菜素等多糖或黃酮類成分，主要通過促進生精細胞增殖與分化、調節下丘腦-垂體-性腺軸功能、抑制細胞凋亡、抗氧化損傷等途徑對男性不育癥、男性性功能障礙和男性遲發性性腺功能減退癥等生殖功能障礙疾病發揮治療作用，來源于五加科、豆科的植物更可能具有雄激素樣作用，這些規律為植物雄激素的活性篩選和機制研究，尤其為男性生殖健康相關疾病的藥物研發提供新思路和依據。

中藥；雄激素；數據挖掘；系統發育樹；植物雌激素；枸杞多糖；槲皮素；熊果酸；紫云英苷；芹菜素

雄激素是人體中存在的一類甾體化合物，在男性生理發育和生殖系統相關疾病發生發展中發揮重要作用。近年來，我國人口出生率屢創新低，約有10%的育齡夫婦受到不育問題困擾，且其中約有50%是由男性因素引起，男性生殖功能障礙成為目前亟待解決的社會和醫學問題[1-2]。雄激素是精子發生的基礎，補充外源性雄激素或其衍生物可改善精子活力，為臨床中的一種常用療法，但長期使用容易誘發或加速前列腺相關疾病發生發展[3-4]，鑒于此，來源于植物，具有雄激素樣作用的植物雄激素成為治療男性生殖障礙疾病的熱點。雄激素缺乏所引起的疾病在中醫中可歸屬于“虛勞”“郁證”“陽痿”等疾病范疇。臨床上治療此類疾病多以益腎填精的補虛藥為主，作用機制與促進睪酮合成、調控雄激素受體表達以及調控內分泌功能等雄激素樣作用有關[5]。目前多數研究主要圍繞中藥雄激素樣作用的藥理機制展開[6]，缺乏對該類藥物的藥性、功效、活性成分、作用機制及基原物種分布規律的分析，限制了該類中藥研發及臨床應用。本研究通過檢索2000—2021年中國知網、萬方、維普、PubMed、Web of Science等數據庫的文獻，收集具有雄激素樣作用的中藥和中藥復方，標準化處理后進行頻數統計、共現分析以挖掘其藥性、所治疾病、有效成分及作用機制的規律，并通過構建系統發育樹分析雄激素樣作用中藥基原物種的分布，為具有雄激素樣作用中藥的篩選提供理論依據，為以雄激素缺乏為特征的男性生殖功能障礙疾病的治療提供新思路。

1 資料與方法

1.1 數據來源

數據主要來源于以下5個數據庫中2000—2021年的文獻：（1）在中國知網（CNKI）中采用FT＝中藥＋草藥AND SU＝雄激素＋精子＋睪丸＋性腺AND SU＝男性的檢索式，共檢索到2536篇文獻；（2）在萬方數據庫中采用上述檢索式，共檢索到610篇文獻；（3）在維普期刊數據庫中采用U＝中藥OR草藥AND M＝雄激素OR精子OR睪丸OR性腺的檢索式，共檢索到2460篇文獻；（4）在PubMed數據庫中采用（“medicine, Chinese traditional” [Mesh] OR “drugs, Chinese herbal” [Mesh]）AND（spermatozoa [Mesh] OR testis [Mesh] OR androgen [Title/Abstract]）的檢索式，共檢索到367篇文獻；（5）在Web of Science數據庫中采用TS＝traditional Chinese medicine OR Chinese herbs OR Chinese medicine AND TS＝androgen OR sperm OR testis AND TS＝male的檢索式，共檢索到1030篇文獻。

1.2 納入和排除標準

文獻的納入標準為有明確的數據指標（如精子活力、精子密度、性激素水平等）表明中藥的提取物、復方或其化學成分具有雄激素樣作用。將不同數據庫的文獻進行去重處理，并剔除會議、報紙、綜述及資料不全的文獻。

1.3 數據處理

根據《中國藥典》2020年版[7]、《中華本草》[8]和《中藥大辭典》[9]將不同分類中的中藥規范正名，導入性、味、歸經、基原物種、所治疾病、作用機制等信息。

1.4 研究方法

1.4.1 頻數分析與共現分析 通過Excel 2016對中藥的性味、歸經、功效、基原物種所屬科進行頻次統計分析。采用共現矩陣分析研究具有雄激素樣作用中藥藥性與功效的內在聯系及具有雄激素樣作用復方的配伍規律，將記載明確的中藥的性味、歸經、功效以及中藥復方藥物組成導入TCM Miner（http://tcmminer.cintcm.com:8023/tcm/index.jsp）進行邊權值列間矩陣轉換，通過TXT2PAJEK[10]創建Pajek文件并導入Vosviewer version 1.6.16進行共現與聚類分析。

1.4.2 網絡圖的構建 篩選研究單味中藥的機制文獻，將其中提及的活性成分、中藥名稱、作用靶點、通路等信息導入Cytoscape，分別構建“中藥-活性成分”與“中藥-成分-靶點-通路”網絡圖，并通過Network Analyzer計算節點度等拓撲學參數。

1.4.3 系統發育樹的構建和可視化分析 將中藥基原物種的科拉丁名上傳至美國國立醫學圖書館的物種分類信息數據庫（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ taxonomy）中查詢其對應的Taxonomy ID，并將查詢到的Taxonomy ID導入到系統發育樹生成網站phyloT（http://phylot.Biobyte.de/）自動生成txt文件，將此文件上傳到Interactive Tree Of Life（https://itol.embl.de/）進行系統發育樹的可視化分析。

2 結果

2.1 文獻篩選

根據納入標準，共納入文獻：（1）CNKI數據庫1185篇；（2）萬方數據庫144篇；（3）維普期刊數據庫393篇；（4）PubMed數據庫114篇；（5）Web of Science全文數據庫112篇，去重后共計1384篇。按研究對象的不同將文獻分為具有雄激素樣作用的單味中藥或中藥復方，以1種中藥或1種復方具有雄激素樣作用作為一條數據，共篩選出單味中藥相關數據274條，中藥復方相關數據1224條。隨后剔除上述信息記載不明確的中藥共16條，最終篩選得到具有雄激素樣作用中藥65味，涉及112個基原物種，單味中藥與中藥復方有效數據共計1482條。

2.2 具有雄激素樣作用中藥頻數及研究時間分布

共篩選得到單味中藥相關文獻172篇，有效數據265條。數據條數可以反映在雄激素樣作用研究中中藥的分布情況，統計結果如圖1-A所示。研究較多的前10位單味中藥分別是枸杞子、淫羊藿、巴戟天、菟絲子、黃芪、人參、冬蟲夏草、肉蓯蓉、蛇床子、五味子。具有雄激素樣作用中藥的研究量和數據條數最多的單味中藥如圖1-B所示。結果表明，具有雄激素樣作用中藥的研究在2002年以前數據量極少，在2006年后數據量明顯升高，此后一直平穩上升，2017年國家中醫藥管理局聯合多部門制定《“十三五”健康老齡化規劃》，提升老年人健康服務水平，此階段數據量進一步上升，直至2020年達到高峰，其中淫羊藿的研究占據了首位。淫羊藿、巴戟天、枸杞子、菟絲子多次出現在年度研究最多的雄激素樣作用中藥中，其中枸杞子、淫羊藿的有效數據量較高。

圖1 具有雄激素樣作用中藥頻數(A) 及研究時間(B)分布

2.3 具有雄激素樣作用中藥復方種類及配伍規律

共篩選得到中藥復方文獻1212篇，具有雄激素樣作用的中藥復方703個，其中《中國藥典》2020年版收載的中成藥有8個，分別是五子衍宗丸、桂附地黃丸、六味地黃丸、知柏地黃丸、龜齡集、腎氣丸、龜鹿二仙膏和無比山藥丸。數據條數排名前10位的復方如圖2-B所示。復方研究中出現頻次前20位中藥如圖2-A所示，其中枸杞子、菟絲子、淫羊藿、熟地黃、當歸、山藥、黃芪為君藥。復方配伍是根據病情需要和藥物的特性，在中醫藥理論的指導下有選擇地將2種及2種以上藥物配合使用。對篩選得到的復方中權重較高的藥物進行共現分析，結果如圖2-C所示。藥對是配伍中最基本的形式，枸杞子-菟絲子、淫羊藿-女貞子為具有雄激素樣作用復方中常見的藥對。共得到5個藥物聚類組合（以不同顏色區分），其中2個（橙色與綠色聚類組）包含了五子衍宗丸（枸杞子、菟絲子、覆盆子、五味子、車前子）、六味地黃丸（熟地黃、山藥、山茱萸、茯苓、澤瀉、牡丹皮）基本方藥物，表明雄激素樣作用復方多以五子衍宗丸、六味地黃丸為基本方，在其基礎上辨證加減活血藥、補虛藥所得。

A-具有雄激素樣作用復方中藥物頻數分布 B-具有雄激素樣作用中藥復方頻數分布 C-具有雄激素樣作用復方中藥物的共現分析（節點大小代表藥物權重的大小，節點之間距離表示關系的距離，不同顏色代表不同的聚類關系）

2.4 具有雄激素樣作用中藥所治疾病的分布

2.4.1 單味中藥所治疾病分布 雄激素參與維持性功能、調控精子的發生與成熟、促進性器官和第2性征發育，在男性的各生理階段均發揮重要作用[11]。本研究統計了出現頻次前10位的單味中藥所治疾病，結果如圖3所示，男性性功能障礙和男性不育癥數據量較多。青春期發育延遲癥是一種常見的青春期內分泌疾病，多發于男性，可通過補充下丘腦- 垂體-性腺軸（hypothalamic-pituitary-gonadal axis，HPG）的相關激素進行治療，又以雄激素替代治療較為多見[12]。隨著年齡的增長，男性體內睪酮水平降低，且伴隨著體能下降、性功能障礙等臨床表現，這一系列癥狀被稱為中老年男性雄激素部分缺乏綜合征，又稱男性遲發性功能性腺減退癥，屬于男性更年期范疇[13]。男性不育癥是一種由多種因素引起的男性生殖障礙疾病，臨床試驗類的文獻可根據臨床表現的不同分為少精子癥、弱精子癥和無精子癥；基礎實驗研究則根據動物模型的不同分為輻射損傷、藥物所致的睪丸生精功能障礙和腎陽虛證等[14]。其中，淫羊藿、枸杞子、巴戟天治療疾病種類較多（≥5個）。

圖3 具有雄激素樣作用單味中藥治療疾病分布

2.4.2 中藥復方治療疾病分布 以上述具有雄激素樣作用單味中藥為基礎，根據不同疾病證候的治則治法配伍其他類型藥物組成了治療不同類型疾病的具有雄激素樣作用的中藥復方。本研究統計了中藥復方相關文獻治療疾病的種類，結果顯示治療男性不育癥的文獻條數最多（963條）。對數據條數≥5的疾病進行統計，具有雄激素樣作用復方還可用于治療男性遲發性性腺功能減退癥、男性性功能障礙、運動性低血睪酮、腎陽虛證、腎陰虛證、慢性腎病等疾病。將《中國藥典》2020年版記載的8個具有雄激素樣作用復方治療疾病進行統計，結果如圖4所示。五子衍宗丸對熱應激、衰老所致的生殖功能損傷均有保護作用；改善生精功能，主要用于男性少弱精子癥的治療。桂附地黃丸是臨床調理陽虛體質的常用方劑，主要用于治療腎陽虛所致男性不育，而六味地黃丸主要用于腎陰虛所致的男性不育，二者均可用于男性遲發性性腺功能減退癥的治療。知柏地黃丸則主要用于治療解尿支原體感染所致的男性不育癥。

2.5 具有雄激素樣作用中藥藥性與功效分析

對65味具有雄激素樣作用的單味中藥的藥性進行了分析，如圖5-A所示，具有雄激素樣作用中藥的藥性多為溫性（49.23%），其次為平性（24.62%）、寒性（13.85%）、涼性（9.23%）和熱性（3.08%）；在藥味的統計（圖5-B）中，顯示具有雄激素樣作用中藥藥味多為甘（43.00%），其次為苦（24.00%）、辛（15.00%）、咸（10.00%），酸（5.00%）與澀（3.00%）占比較少；在歸經的統計（圖5-C）中，顯示具有雄激素樣作用中藥多歸腎經（24.84%）、肝經（22.22%）、肺經（13.73%）、脾經（12.42%）和心經（10.46%）。為了進一步探索中藥藥性與功效之間的關系，本研究對具有雄激素樣作用的中藥藥性與功效進行了聚類共現分析。結果如圖5-D所示，腎經、肝經、甘味、溫性為雄激素樣作用中藥的優勢屬性，而補腎助陽、補肝腎等與肝、腎相關的功效所占權重較大。肝經與苦味、溫性更相關，腎經與甘味更相關，平性緊隨其后。在聚類分析中，涼、肺經、大腸經與潤腸通便相關功效聚為一類，膀胱經、清濕熱、益腎功效聚為一類；酸、澀、補肝腎、活血功效聚為一類；腎經、心經、咸與腎相關的功效多聚為一類；溫、脾經、補氣升陽等功效聚為一類。

圖4 《中國藥典》記載的雄激素樣作用中藥復方所治疾病分布

A-藥味分析 B-藥性分析 C-歸經分析 D-藥性與功效共現分析（節點表示中藥的性味、歸經、功效，節點大小表示權重的大小，節點之間的連線表示各節點之間的關系，節點之間的距離表示關系的距離，相同的顏色表示相同的聚類關系）

2.6 具有雄激素樣作用中藥的有效成分分析

中藥有效成分是指中藥中發揮防治疾病作用的成分。共篩選得到中藥成分相關文獻165篇，具有雄激素樣作用的單體成分37個、有效部位30個，有效數據175條。

2.6.1 具有雄激素樣作用中藥的有效部位 中藥有效部位是含有一組結構相近有效成分的提取分離部位。通過對具有雄激素樣作用的中藥有效部位進行分類統計，將單萜類如山茱萸總環烯醚萜苷、三萜類如三七總皂苷等統歸為萜類。結果如圖6所示，具有雄激素樣作用中藥的有效部位分為多糖類、黃酮類、萜類、蛋白質類、木脂素類、總苷類、生物堿類。其中多糖類和萜類占據比重較大，其次為蛋白質類、黃酮類。

2.6.2 具有雄激素樣作用中藥的有效成分 為進一步分析具有雄激素樣作用中藥與其有效成分之間的關系，構建了“中藥-成分”網絡。其中紅色、綠色節點分別為中藥與化學成分，二者之間的聯系以邊表示。結果如圖7所示，“中藥-成分”網絡是一個無方向的網絡，平均節點度數為2.2。網絡圖中共有72個節點，其中38個為具有雄激素樣作用的單味中藥，很多都通過共同的有效成分連接聚集，這些化學成分包括槲皮素、熊果酸、芹菜素、紫云英苷等，見表1。但也有一些中藥有其特有的成分，如淫羊藿苷、五味子甲素、巴戟甲素等，可能是其特殊的雄激素樣作用物質基礎。

圖6 具有雄激素樣作用中藥的有效部位頻數分布

2.7 具有雄激素樣作用中藥及其有效成分作用機制分析

為進一步分析具有雄激素樣作用中藥的分子機制，將“1.4.2”項機制文獻中收集的中藥名稱、有效成分、作用靶點、相關通路等信息導入Cytoscape構建“雄激素樣作用中藥-成分-靶點-通路”網絡圖，并按不同的藥理作用對靶點和通路進行聚類。其中紅色、綠色節點分別代表中藥以及文獻記載的有效部位，節點大小代表權重的大小。結果如圖8所示，淫羊藿苷、枸杞多糖為目前研究較多、涉及靶點較多的2個活性成分。具有雄激素樣作用中藥主要通過促進生精細胞的增殖與分化、抗氧化損傷、調節HPG軸功能、抑制細胞凋亡等途徑恢復睪丸生精功能，提高精子活力，從而在男性生殖系統損傷過程中發揮保護作用。

2.8 系統發育樹構建和可視化分析

為進一步探討具有雄激素樣作用中藥的親緣物種關系，將《中國藥典》2020年版上記載的所有中藥的基原科的taxonomy ID導入phylot網站生成樹文件，并上傳到ITOL對系統發育樹可視化，分析具有雄激素樣作用中藥在《中國藥典》中基原物種生物系統發育樹上的分布。樹的末端節點表示了中藥的科，不同顏色的圓環代表了動物、真菌、以及植物在門水平的分類，外環用紅色條形圖表示本科內單味即具有雄激素樣作用中藥的數目。

系統發育樹結果如圖9所示，所有具有雄激素樣作用的中藥在生物物種系統發育樹上的分布具有較高的聚集性，主要集中分布在種子植物門。在種子植物門中，具有雄激素樣作用中藥主要分布在菊類植物（在系統發育樹圖內用紅色分支顯示），在菊類植物內又主要分布在桔梗分支。其中，桔梗分支中含有雄激素樣作用中藥的科是五加科（4味，刺五加、倒卵葉五加、人參、西洋參）、菊科（3味，墨旱蓮等）、傘形科（1味，蛇床子）、桔梗科（1味，黨參）。此外，豆類植物中（在系統發育樹圖內用藍色分支顯示）的豆科（7味，補骨脂、黃芪、苦參、甘草、沙苑子、甘草、葛根、大豆黃卷）也有較多具有雄激素樣作用中藥。

圖7 “中藥-活性成分”網絡圖

表1 節點數較高的中藥成分及歸屬

Table 1 TCM components with higher number of nodes and its attribution

有效成分中藥歸屬 槲皮素墨旱蓮、菟絲子、杜仲、杜仲葉、覆盆子、甘草、枸杞子、黃芪、女貞子、肉蓯蓉、沙苑子、銀杏葉、淫羊藿 熊果酸丹參、杜仲、覆盆子、甘草、苦杏仁、女貞子、山茱萸、續斷 芹菜素丹參、黨參、黃精、苦參、墨旱蓮、女貞子、銀杏葉、淫羊藿 紫云英苷杜仲、杜仲葉、覆盆子、甘草、淫羊藿

3 討論

植物雄激素與目前研究較多的植物雌激素作用方式類似，可與雄激素受體結合發揮雄激素樣作用，主要用于治療腎陽虛證所致的生殖功能障礙。近年來，人們對具有雄激素樣作用中藥的研究主要集中于補虛藥，如枸杞子、淫羊藿、肉蓯蓉、杜仲、巴戟天、菟絲子、冬蟲夏草、黃芪、人參等，該類藥物以補虛扶弱、治療虛癥為主，具有補氣、補血、補陰、補陽等不同功效。雄激素缺乏所致的疾病在臨床上多表現為虛證，這與中醫藥臨床選藥的范圍吻合。部分研究者對收澀藥如五味子、山茱萸、覆盆子的雄激素樣作用進行了研究，這可能與其固精縮尿的功效有關。此外，溫里藥如附子、安神藥如蒺藜、活血化瘀藥如丹參也有研究證明其具有雄激素樣作用。中藥復方中藥物的頻數分布與雄激素樣作用單味中藥大體一致，新增了部分利水滲濕藥如茯苓、車前子，可能與經典補腎方劑六味地黃丸、五子衍宗丸的組方有關。五子衍宗丸在中藥復方的研究頻數中居于首位，該方由枸杞子、菟絲子、五味子、覆盆子、車前子5味中藥組成，是臨床治療男性不育癥的常用復方。

圖8 “中藥-成分-靶點-通路”網絡圖

本研究對具有雄激素樣作用中藥及復方所治疾病進行了統計，研究較多的為男性不育癥和男性性功能障礙。男性不育癥是一種由多種因素引發的復雜疾病，主要包括泌尿生殖系畸形、泌尿生殖道感染（如解脲支原體感染[15]）、陰囊溫度升高（如精索靜脈曲張）、內分泌失調、遺傳畸變、免疫學因素等[16]。根據潛在病因，男性遲發性性腺功能減退癥可分為器質性和功能性性腺機能減退癥。器質性性腺功能減退的特征是性激素或促性腺激素水平的變化，占本研究統計疾病的多數。而功能性性腺機能減退的HPG軸沒有任何公認的器質性改變[17]。男性性功能障礙的發病機制復雜，生殖系統神經損傷、其他非生殖系統疾病（如糖尿病[18]、代謝綜合征[19]等）以及心理因素均可能導致勃起功能障礙、性功能障礙以及性欲減退等癥狀的發生。同時，篩選得到了治療疾病種類較多的3味藥以及8個《中國藥典》收錄的中藥復方，均為男性生殖系統疾病中的常用中藥及經典復方。

“藥性”是反映藥物作用或性能的概念，包括四氣、五味、歸經、升降浮沉、有毒無毒等，是中藥有別于天然藥物的本質特征，也是中藥作用于機體所產生生物效應的高度概括[20]。通過對具有雄激素樣作用單味中藥的藥性分析發現，溫性為雄激素樣作用中藥的優勢屬性。溫性藥具有止痛、活血、行氣、補腎等基本功能，能改善機體熱量和能量不足的現象，常用于治療虛證所致的男性生殖功能障礙[21]。在藥味的分析中，具有雄激素樣作用中藥以甘味為主，其次為苦、咸味。甘味藥能補、能緩、能和，具有調節機體免疫、調控神經-內分泌系統功能等作用[22]?？辔端幠苄?、能燥、能堅，《素問·臟氣法時論》：“腎欲堅，急食苦以堅之”，具有抗炎、抗菌等藥理作用，與甘、咸等滋補藥物常協同應用于陰虛或細菌感染所致的生殖疾病[23]。在歸經與功效的分析中，具有雄激素樣作用中藥多歸肝、腎經，功效多與肝、腎相關。腎藏精，主生殖，男子生殖之精是在天癸的促進作用之下由腎精化生而來，其機制可能與調控HPG軸從而影響男性生殖機能有關[24-25]。肝藏血，主疏泄，與腎同源，肝失疏泄，亦可累及腎精室失調以致男子射精異常。有研究認為肝主疏泄的生理功能與下丘腦的功能密切相關，體內激素穩態水平的微變化負反饋作用于下丘腦，通過大腦皮層整合表現為情志變化，是肝經中藥治療情感活動障礙性疾病的實質[26]。王軍堯等[27]對肝經中藥治療的疾病分布進行了研究，發現肝經中藥蛋白靶點在精神和行為障礙疾病、妊娠、分娩等相關疾病上有較高頻率的分布。此外，具有雄激素樣作用中藥的性、味、歸經之間也存在一定關聯。腎經與甘味更相關，平性緊隨其后。有研究探索了腎經中藥藥性組合與藥理作用關聯關系，發現溫、甘、歸腎經中藥具有補腎溫陽、強健腰膝、固精止遺、延緩衰老、抗氧化之功，平、甘、歸腎經中藥則與抗菌、免疫促進的藥理作用相關[28]，上述藥理作用與雄激素的生理功能均有所關聯。肝經與苦味、溫性更相關，這與既往肝經藥物的氣-味組合研究規律相同[29]。由此可見，中藥的雄激素樣作用與性、味、歸經、功效存在一定聯系，這些結果為具有雄激素樣作用中藥的篩選以及臨床用藥提供了理論依據。

圖9 具有雄激素樣作用中藥在《中國藥典》基原物種系統進化樹上的分布

在具有雄激素樣作用中藥的組分分析中，多糖類、萜類、黃酮類成分占比較高。多糖是中藥中的主要成分，具有抗氧化、抗糖尿病（如山茱萸多糖）、防輻射（如枸杞多糖）、免疫調節等重要生物活性，其分離、表征和生物活性檢測已成為研究熱點[30-31]。黃酮類化合物是一類廣泛分布在多種植物中的多環酚類化合物，抗氧化作用為其基本的生物活性[32]。部分黃酮類化合物如菟絲子黃酮、淫羊藿總黃酮等不僅能通過抗氧化作用保護生精細胞免受自由基損傷，還能調節激素水平，從多個角度發揮生殖保護作用[33-34]。分析具有雄激素樣作用“中藥-成分”網絡圖可以發現，許多中藥都具有相同的活性成分，表明槲皮素、熊果酸、紫云英苷及芹菜素可能是雄激素樣作用中藥共有的物質基礎。

在具有雄激素樣作用中藥的分子機制分析中，多條途徑都與睪酮合成的靶器官——睪丸間質細胞（Leydig cell）有關。抗氧化損傷為網絡圖中涉及靶點、藥物均較多的途徑。有研究表明，活性氧的積累不僅會導致睪丸間質細胞凋亡增加，還可通過抑制神經生長因子誘導的基因B（nerve growthfactor-induced gene B，Nur77）轉錄降低睪酮合成酶基因表達，進而影響睪酮分泌[35]。Leydig細胞線粒體、內質網上分布著多種睪酮合成酶，包括調控膽固醇轉運的類固醇激素快速調節蛋白（steroidogenic acute regulatory protein，StAR），睪酮下游合成關鍵酶如細胞色素P450同工酶（cytochrome P450，CYP）17A1、CYP11A1以及羥基類固醇脫氫酶（3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase，HSD3B）等[36]。自噬與凋亡同屬于細胞的主動性死亡，雖然二者在作用機制、顯微特征等方面均不相同，但二者在發生發展過程中存在一些共同作用的靶點蛋白，在一定條件下可以相互抑制、相互轉換[37]。自噬水平與睪酮的分泌水平呈正相關，敲除Leydig細胞自噬關鍵基因B淋巴細胞瘤-2同源結構域蛋白后，Leydig細胞自噬顯著降低，微管相關蛋白1輕鏈3（microtubule- associated protein1 light chain 3-II，LC3-II）蛋白和StAR蛋白表達均下調[38]。雄激素不僅在生殖系統疾病的發生發展中發揮重要作用，對2型糖尿病的臨床癥狀也有所改善[39]，部分雄激素樣作用中藥可通過調節糖酵解相關基因表達從而改善血糖水平。

系統發育樹能夠分析不同物種間的演化關系[40]，親緣關系不同的物種其活性產物的代謝途徑和特征不同[41]，可通過觀察具有雄激素樣作用中藥在系統發育樹的科屬分布規律，預測潛在雄激素樣作用中藥及成分所屬的基原物種。在《中國藥典》記載的中藥所屬科做出的系統發育樹中，種子植物門呈現明顯聚集性，種子植物門內具有雄激素樣作用中藥又主要集中在菊類的五加科和薔薇類的豆科中。膽固醇是雄激素合成的前體，經類固醇生成酶催化轉化為雄激素[42]。有研究表明，五加科植物能調節膽固醇代謝從而發揮調血脂、改善神經退行性疾病的作用，通過抗氧化起到肝腎保護、免疫調節、抗糖尿病等作用[43]。

通過用藥規律分析發現，許多補虛藥及補益劑具有雄激素樣作用的同時亦有雌激素樣作用，即雙激素樣作用，如枸杞子、淫羊藿、肉蓯蓉、杜仲、巴戟天、菟絲子、冬蟲夏草、黃芪、人參、鎖陽以及左歸丸、右歸丸、六味地黃丸等補腎方劑[44]。傳統中醫理論認為腎藏精主生殖，是聯系五臟、六腑以及奇恒之腑功能的核心。“天癸”是兩性生殖活動的物質基礎，雖然男女的生理結構截然不同，但二者在生育方面的協同以及生殖功能與人體生長發育的同步變化，說明兩性體內存在著相同的物質結構影響人體的生殖與發育[45-46]?，F代藥理學研究表明，補虛藥能夠調節神經-內分泌-免疫網絡，通過HPG軸促進性器官的成熟和性激素的分泌[47]，根據內分泌靶器官（卵巢、睪丸）的不同從而發揮雌激素或雄激素樣作用，可與傳統理論中的腎-天癸系統對應。在生理結構方面，睪酮是雌二醇的合成前體，雌、雄激素在結構方面具有一定相似性，且雌激素受體（estrogen receptor，ER）與雄激素受體（androgen receptor，AR）屬于核激素受體超家族，具有相似的功能結構域[48]，致使雌雄激素及其相應受體在兩性生物體內介導相似的生理作用。

植物雌激素是與17β-雌二醇結構相似的植物來源的化合物，在內源性雌激素水平較低時，可以競爭性地與ER結合，影響類固醇生成、類固醇受體表達，調節核受體的激活，從而誘導激素信號轉導途徑的改變[49]，產生雌激素樣作用。筆者團隊認為植物雄激素作用方式與植物雌激素類似，是植物來源的具有雄激素樣活性的天然化合物，在體內雄激素水平較低時，可以與AR結合，產生擬雄激素樣作用。由于AR與ER相似的功能結構域，在藥理作用方面，植物雌激素與植物雄激素對兩性的更年期綜合征、骨丟失、肥胖及代謝綜合征等疾病具有治療作用。

4 結論

本研究通過對具有雄激素樣作用中藥及復方數據進行分析，發現枸杞子、淫羊藿、巴戟天研究較多且治療疾病種類較多，復方中五子衍宗丸研究較多，另有7個《中國藥典》記載的復方均具有雄激素樣作用。具有雄激素樣作用中藥的藥性多為溫、平；藥味多為甘、苦、咸；歸經主要分布在肝經、腎經；功效以補肝腎、溫腎助陽等與肝腎相關的功效為主。具有雄激素樣作用中藥有效組分以多糖類、黃酮類占比較大，槲皮素、熊果酸、紫云英苷、芹菜素為許多具有雄激素樣作用中藥的共有成分，主要通過促進生精細胞增殖、調控睪丸自噬水平以及HPG軸功能促進睪酮的合成與分泌。在中藥系統發育樹中，具有雄激素樣作用中藥集中分布在菊類中的五加科、傘形科、菊科、桔梗科和豆類中。后續研究可根據上述規律進行具有雄激素樣作用中藥的挖掘和新藥研發，為男性生殖功能障礙相關疾病的組方用藥提供新思路。

目前，具有雄激素樣作用中藥的研究仍有一些問題需要注意：①單味中藥或其活性成分可能因為給藥劑量的不同表現出不同的激素樣活性，因激素效應較為敏感，難以摸索具體的量-效關系；②單味中藥與中藥復方雄激素樣作用機制闡釋不完全，目前的分子機制研究多為單一通路，或是復方網絡藥理學的靶點預測，缺少對各個作用機制之間關系的實驗研究；③具有雄激素樣作用中藥長期使用的不良反應、用量以及安全性等方面缺乏統一標準，限制了其在臨床中的可實施性。隨著相關問題越來越廣泛深入的研究，具有雄激素樣作用中藥及復方的作用機制將會逐漸闡明，充分發揮中醫藥在生殖健康治療方面的優勢，為男性生殖健康相關疾病的藥物研發提供新思路。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Rules analysis of traditional Chinese medicine with androgen-like effect based on data mining

LI Jia-shan, XU Pan-yu, DU Han-qian, YANG Yi-bo, ZOU Zhao, WANG Lu, XU Ying, LIN Na

Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China

To mine the traditional Chinese medicine (TCM) with androgen-like effect, and provide the basis for the screening of phytoandrogen activity of TCM and the prescription medication of male reproduction related diseases.The databases of CNKI, Wanfang, VP, PubMed and Web of Science were used as sources of literature information on TCMs with androgen-like effects and their compounds. After the relevant information was standardized, the distribution rules of diseases, drug properties, efficacy, active components, target and primitive species of TCMs with androgen-like effects were mined by frequency analysis, co-occurrence analysis and phylogenetic tree construction methods.A total of 65 TCMs with androgen-like effects and eight TCM prescriptions recorded in thewere selected, among which Gouqizi (), Yinyanghuo () and Bajitian () were the most common. They were mainly warmin nature, sweet in flavor, and attributed to liver and kidney meridian. They had the effects of nourishing liver and kidney, warming kidney and strengthening. Polysaccharides and flavonoids were the main active components of TCMs with androgen-like effects, among whichpolysaccharide and icariin had more related targets. A total of 112 primitive species were involved in the TCMs with androgen-like effects, which showed obvious aggregation in the phylogenetic tree, mainly distributed in asterids and fabids plants, among which there were more TCM with androgen-like effect in Araliaceae and Leguminosae.The attributes of TCM with androgen-like effects were mainly warm, sweet, liver and kidney meridian. Their effective components such aspolysaccharide, bajijiasu, quercetin, ursolic acid, astragaloside and apigenin are polysaccharides or flavonoids, which played a therapeutic role in male infertility, male sexual dysfunction, late-onset hypogonadism in male and other reproductive dysfunction diseases by promoting the proliferation and differentiation of spermatogenic cells, regulating the function of the hypothalamus-pituitary-gonadal axis, inhibiting cell apoptosis and antioxidant damage. The TCMs origin from Araliaceae and Leguminosae were more likely to have androgen-like effects. The analysis on the drug using regularity was expected to provide reference for the activity screening and mechanism researching of phytoandrogen, especially for the drug research of male reproductive health related diseases under the current national conditions.

traditional Chinese medicine; androgen; data mining; phylogenetic tree; phytoestrogen;polysaccharide; quercetin; ursolic acid; astragaloside; apigenin

R285

A

0253 - 2670(2022)18 - 5786 - 13

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.18.021

2022-04-23

中國中醫科學院科技創新工程項目（CI2021A03802，CI2021A03808）

李佳珊，碩士研究生，從事中藥藥理研究。Tel: 17812008007 E-mail: lijiashan6988@163.com

徐 穎，博士，研究員，主要從事中藥藥性和中藥生殖藥理研究。Tel: 15910527526 E-mail: yxu@icmm.ac.cn

林 娜，博士，研究員，主要從事中藥藥性和抗炎中藥藥理研究。Tel: (010)64014411-2869 E-mail: linna888@163.com

[責任編輯 潘明佳]