基于網絡藥理學探討黃芪治療對蝦白斑綜合征的作用機制

DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2025.07.002

Based on network pharmacology discuss the mechanism of Astragali Radix in treatment of white spot syndrome in shrimp

CHEN Linzi

（Fujian Provincial Aquatic Technology Extension Station，Fuzhou 35ooo2，China）

Abstract：Using the Herb，Swiss Target Prediction，and PharmMapper databases to predict potential targets for the active ingredient 13- hydroxy-9，1l-octadecadienoic acid from Astragali Radix，and combining this with the DisGeNET，GeneCards，and OMIM databases to screen for targets related to shrimp white spot syndrome，we identified 52 intersecting targets. Through STRING，a PPI network was constructed，and Cytoscape selected the TOPl0 core targets，including tnfb， pparg，and bcl2a. GO and KEGG analyses indicate that this component may regulate functions such as antioxidant stress，inflammation，and cellcycle through signaling pathways like FoxOand Peroxisome.Molecular docking results show that the active ingredient 13- hydroxy-9，11-octadecadienoic acid from Astragali Radix can stably bind to key targets，supporting its potential in preventing and treating shrimp white spot syndrome.

Key words： Astragali Radix ；13-hydroxy-9，11- octadecadienoic acid；white spot syndrome in shrimp；network pharmacology；molecular docking

對蝦白斑綜合征自20世紀90年代爆發以來，對我國對蝦養殖業造成了嚴重威脅[1]，其病原白斑綜合征病毒（white spot syndrome virus，WSSV）宿主廣泛，不僅感染對蝦，還可影響龍蝦、螯蝦、蟹等甲殼類生物，嚴重影響了蝦蟹養殖業的可持續發展[2]。由于尚未發現治療白斑綜合征病毒的特異性藥物，養殖戶通常依靠清塘消毒、優選種苗、維持良好的水體環境、做好餌料管理、增氧等健康的養殖管理方式來減少白斑綜合征等病毒性疾病的發生[3]。

近年來，許多地區的養殖戶在養殖過程中通過添加復方中草藥制劑來提高對蝦的免疫力、抗病能力。實踐證明，這種方法可以有效減少對蝦的病害感染，提高生長速度、存活率和個體增重率等[4]。黃芪（AstragaliRadix）味甘，性微溫，具補氣固表，利尿托毒，排膿等功效，且具有一定的抗氧化、抗炎和免疫調節作用，常被用于制成復方中草藥制劑來提高動物的免疫力[5]。陳輝輝等[6]的研究表明，含有黃芪的復方中草藥制劑能夠有效提高凡納濱對蝦抗WSSV的能力。

中草藥的免疫活性物質包括多糖、昔類、生物堿、有機酸、揮發性油等[7]。根據中國中藥化學成分數據庫，黃芪包含黃芪多糖、黃芪皂昔和黃芪黃酮類化合物等68種有效化學成分8，而過去對黃芪免疫活性物質的研究主要集中在黃芪多糖9]，對黃芪其他有效化學成分的報道非常有限。黃芪的其他有效化學成分是否也具有良好的免疫活性，能否提高對蝦抗WSSV的能力以及具體作用機制等均尚不明確。

本研究基于網絡藥理學和分子對接，分析黃芪特有的活性成分13一羥基－9，11一十八碳二烯酸抗對蝦白斑綜合征病毒的作用靶點與信號通路，為進一步研究黃芪預防和治療對蝦白斑綜合征的作用機制提供理論依據。

1材料與方法

1.1 黃芪活性成分潛在靶點的篩選

在Herb數據庫篩選得到黃芪特有的活性成分 13- 羥基－9，11－十八碳二烯酸（13－hy-droxy-9，1l-octadecadienoicacid），通過Pub-chem數據庫搜索獲得該成分SMILES號，輸入SwissTargetPrediction得到潛在靶點;通過TC-MSP數據庫獲得該成分化學結構，經PharmMapper數據庫篩選得到潛在靶點。合并數據并剔除重復值，得到13一羥基一9，11—十八碳二烯酸的潛在靶點。

1.2對蝦白斑綜合征疾病相關潛在靶點的篩選

通過DisGeNETGeneCards、OMIM數據庫對關鍵詞\"whitespotsyndrome\"進行檢索，合并數據并剔除重復值，得到對蝦白斑綜合征的潛在靶點。

1.3蛋白相互作用（PPI）網絡構建與分析

將13－羥基—9，11—十八碳二烯酸和對蝦白斑綜合征的潛在靶點上傳到jvenn平臺得到交集靶點，繪制韋恩圖。將交集靶點導人STRING數據庫，取“mediumconfidence（ gt;0.40 ”“ Plt;0.05^° ，構建PPI網絡，用Cytoscape3.7.2進行網絡拓撲學分析，根據節點各項參數（Betweeness，Close-ness，Degree，Eigenvector，LAC，Network）的中位數進行篩選，得到TOP10核心靶點，以Degree排序。

1.4GO功能和KEGG通路分析

登錄DAVID數據庫，導人交集靶點進行GO和KEGG分析，利用微生信平臺進行可視化處理。

1.5 分子對接

在PDB數據庫得到10個核心靶點化學結構，使用Pymol軟件去水和去配體，使用Autodock軟件將10個核心靶點分別與13一羥基一9，11一十八碳二烯酸進行分子對接，最后用Pymol可視化作圖。

2結果

2.1交集靶點的獲取

整理去重后得到316個13—羥基－9，11—十八碳二烯酸的潛在作用靶點和3438個蝦白斑綜合征的潛在靶點，繪制韋恩圖，得到交集靶點52個，見圖1。

2.2PPI網絡構建及核心靶點的篩選

在STRING數據庫中獲取PPI網絡，隱藏未連接的點，得到節點數42個（蛋白），邊56條（蛋白互作），見圖2。在Cytoscape中篩選得到TOP10核心靶點：tnfb（即 TNF-β） ，pparg，bcl2a，sdha，sod2，clpp，ar， mmp9 ，cat，ptgs2a，見圖3。

2.3 GO和KEGG分析

將交集靶點輸入DAVID數據庫進行GO功能和KEGG通路分析（ Plt;0.05 ），得到7個分子功能（MF）、5個生物過程（BP）、1個細胞組分（CC）、3條信號通路，見圖4和表1。

2.4分子對接驗證

對10個核心靶點和 13- 羥基 otD-9，11- 十八碳二烯酸的對接結合能均小于0，說明具有相互作用，且結合能越小越容易結合，結合越穩定，見表2。分子對接的最佳構象互作三維展示見圖5。

3討論

本研究通過PPI網絡的拓撲分析得到了黃芪活性成分作用于對蝦白斑綜合征的核心靶點。

其中 TNF-β 屬于腫瘤壞死因子（TNF）超家族，介導多種炎癥反應，促進IL、IFN等細胞因子的產生，是一類重要的炎癥、免疫調控因子[10]13一羥基一9，11一十八碳二烯酸可能通過調節TNF一β的表達，減輕由白斑綜合征引起的炎癥反應和細胞損傷。過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARG）通過控制脂肪酸的過氧化物酶體 β 氧化途徑，調節脂肪細胞分化和葡萄糖穩態，還可介導腸道脂質代謝，影響腸道中脂質生成、吸收和轉運。本研究顯示13－羥基－9，11一十八碳二烯酸通過Peroxisome通路與pparg等靶蛋白結合，發揮調節脂肪代謝活性的作用。Bcl2是重要的抗細胞凋亡蛋白， Bcl2-Bax 可抑制凋亡。既往的研究表明黃芪可通過上調Bcl2表達，提高Bcl2/Bax比值來抑制缺氧神經細胞凋亡。琥珀酸脫氫酶A（sdha）是復合物酶SDH活性的關鍵結構亞基，SHD是線粒體的標志酶，其活性強弱反映了細胞有氧代謝活動的程度。有研究表明，黃芪能維持SDH活性，并消除過多的自由基，減少自由基損傷保護線粒體結構的完整性。Sod2是重要的抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）的亞型之一，構成了抗ROS的第一道防線，可有效清除體內自由基，其含量可以間接反映細胞氧化應激損傷程度以及抗氧化應激損傷的能力。

本研究中GO和KEGG分析揭示，黃芪特有的活性成分13一羥基—9，11—十八碳二烯酸作用的主要通路為：FoxO、Peroxisome（過氧化物酶體通路）、Tryptophanmetabolism（色氨酸代謝通路）。其中， FoxO 通路在調節細胞周期、細胞增殖、凋亡及抗氧化應激過程中起著重要作用。Peroxisome是一種重要的轉化代謝途徑，參與脂肪酸、膽固醇、葡萄糖等多種代謝過程，能通過改善細胞的抗氧化能力，減輕對蝦由于WSSV引起的氧化應激造成的損傷；_ x0005_- Tryptophanmetabolism在免疫耐受、免疫逃逸以及神經元功能中發揮重要作用。13一羥基一9，11一十八碳二烯酸可通過參與這些通路的調節，增強對蝦的免疫反應，減輕白斑綜合征造成的損傷。

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（收稿日期：2025-04—15）