基于网络药理学探讨酸枣仁汤抗抑郁的作用机制

2023-08-03 03:31巴文强李多聪
中国中医药现代远程教育 2023年14期
关键词:酸枣仁抗抑郁药理学

李 艳 巴文强 李多聪

(1.吉安市第三人民医院精神科,江西 吉安 343000;2.吉安市中心人民医院药剂科,江西 吉安 343000)

抑郁症是多种原因引起的情感障碍,临床常表现为心境低落、兴趣和愉快感的丧失、活动减少、精力减退等,多数患者还伴有注意力障碍及思维迟钝[1],严重危害人类身心健康,给家庭和社会带来巨大的精神和经济负担[2]。酸枣仁汤源自汉代张仲景的《金匮要略》,由酸枣仁、茯苓、知母、川芎、甘草5 味药组成。现代药理研究[3]发现,酸枣仁汤具有抗抑郁、镇静催眠等作用。多项临床研究[4]表明,酸枣仁汤治疗抑郁症效果显著,不良反应小。但酸枣仁汤治疗抑郁症的作用机制仍需进一步阐明。网络药理学是一种以系统生物学和多向药理学为理论基础,用于分析药物作用机制的新研究方法。本研究采用网络药理学方法,探讨酸枣仁汤抗抑郁的可能作用机制,为抑郁症的治疗提供思路和参考。

1 材料与方法

1.1 活性成分的筛选及靶点挖掘通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP,https://tcmspw.com/tcmsp.php)获取酸枣仁汤的化学成分,以口服生物利用度(OB)≥30%和类药性(DL)≥0.18 为筛选标准[5],获得活性成分及其对应靶点。利用UniProt(https://www.uni⁃prot.org)数据库将活性成分靶点名称统一转换成对应基因名称,限定物种为“Homo-Sapiens”。

1.2 疾病靶点的获取以“depression”“depressive dis⁃order”“depressive”为 关 键 词,检 索 GeneCards(https://www.genecards.org)、OMIM (https://www.omim.org/)及DRUGBANK(https://www.drugbank.ca)数据库中与抑郁症相关的靶点并摘录。

1.3 蛋白互作(PPI)网络的构建及核心靶点筛选将药物靶点与疾病靶点分别删重后,输入VENNY 2.1 在线作图工具(https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny),取交集,将交集靶点上传至STRING 11.0 数据库(https://www.string-db.org),构建PPI 网络。同时,运用Cyto⁃scape 3.7.1 软件的“Network Analyzer”进行拓扑分析筛选核心靶点。

1.4 基因本体论(GO)富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析将交集靶点导入DAVID 数据库(https://david.ncifcrf.gov)进行GO 富集和KEGG 通路分析,其中GO 富集包括生物过程(Biological process,BP)、细胞组成(Cellular component,CC)及分子功能(Molecular function,MF)。保留伪发现率(FDR)<0.01的条目,保存数据并利用微生信(http://www.bioinfor⁃matics.com.cn)在线作图工具对数据进行可视化。

1.5 酸枣仁汤-成分-靶点-通路网络的构建运用Cyto⁃scape 3.7.1软件构建“酸枣仁汤-成分-靶点-通路”网络图,并进行拓扑分析,筛选核心成分。

2 结果

2.1 活性成分及其靶点的筛选通过TCMSP 数据库共检索出酸枣仁汤化学成分617 个,经OB≥30%和DL≥0.18筛选得到活性成分138 个,对应1578 个靶点,删重后共得到228个靶点。

2.2 疾病靶点筛选通过GeneCards 数据库检索到抑郁相关靶点36 270 个,设定Relevance score 大于中位数的目 标 靶 点 为 抑 郁 的 潜 在 靶 点[6],结 合OMIM 及DRUGBANK 数据库补充相关靶点,共得到与抑郁相关靶点5414个,删重后得到5186个靶点。

2.3 PPI的构建及核心靶点筛选将活性成分靶点与疾病靶点输入VENNY2.1 在线作图工具取交集,得到177个交集靶点,见图1。将交集靶点导入STRING 数据中,构建PPI网络。拓扑参数显示,PPI网络中度值、介数的平均值分别为8.9571、0.0128,度值、介数均大于平均值的靶点有32 个,见图2。其中,节点颜色根据度值排序,度值越大,节点颜色越深。这32个靶点很可能是酸枣仁汤抗抑郁的核心靶点。

图1 酸枣仁汤-抑郁共有靶点韦恩图

图2 核心靶点蛋白互作网络图

2.4 富集分析将177 个交集靶点输入至DAVID 数据库进行GO 富集和KEGG 通路分析(FDR<0.01)。GO富集的条目共276 个,BP 主要涉及药物反应、RNA 聚合酶II 启动子转录的正调控、基因表达的正调控等;CC 主要涉及细胞外间隙、膜筏、质膜、细胞质等;MF 主要涉及酶结合、蛋白质同源二聚活性、蛋白质异二聚活性等。选取前10 个BP、CC、MF 的条目作气泡图,见图3。KEGG 通路富集得到114 个信号通路,主要涉及肿瘤坏死因子信号通路、HIF-1 信号通路、Toll样受体信号通路、催乳激素信号通路、PI3K-Akt 信号通路、VEGF 信号通路、ErbB 信号通路、MAPK 信号通路、FoxO 信号通路等。选取前30 个条目作气泡图,见图3。

图3 GO与KEGG富集分析气泡图

2.5 酸枣仁汤-成分-靶点-通路网络的构建将酸枣仁汤的116个活性成分,177个交集靶点和KEGG 富集分析前30条通路运用Cytoscape 3.7.1软件构建“酸枣仁汤-成分-靶点-通路”网络图,见图4。拓扑分析显示,成分类各节点度值及介数的平均值分别为12.06和0.0069,度值和介数均大于平均值的成分有15 个,推测这15 个成分很可能是酸枣仁汤抗抑郁的核心成分。见表1。

表1 酸枣仁汤抗抑郁的核心成分信息

图4 酸枣仁汤-成分-靶点-通路网络

3 讨论

本研究筛选出酸枣仁汤抗抑郁15 个核心成分,包括槲皮素、山柰酚、柚皮素等。Khan K 等[7]研究发现,槲皮素通过抗氧化、抗炎、降低细胞毒性和增加5-羟色胺(5-HT)水平而产生抗抑郁作用。柚皮素可通过调节氧化炎性损伤和核因子-κB/脑源性神经营养因子(NF-κB/BDNF)的表达,改善缺氧应激小鼠的抑郁和焦虑样行为[8]。PPI 网络显示,酸枣仁汤抗抑郁的核心靶点共32 个,包括STAT3、AKT1、MAPK1 等。小胶质细胞中STAT3 可通过调节神经元巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)介导的突触活性改善抑郁样行为,表明小胶质细胞STAT3 可能是治疗抑郁症的一种新靶标[9]。AKT1 基因多态性与多民族人群的抑郁症严重程度和抗抑郁治疗反应有关[10]。MAPK1 也称为ERK2,有研究[11]发现,在大鼠强迫游泳试验中,成年雄性Sprague Dawley 大鼠海马体中ERK2 的上调会诱导产生抗抑郁样行为。

KEGG 通路富集分析表明,酸枣仁汤通过调控PI3K-Akt、MAPK、TNF 等信号通路产生抗抑郁效果。PI3K-Akt 信号通路可调节机体内细胞存活、分化及凋亡,其与抑郁症是明确相关的,也是目前许多抗抑郁药物发挥作用的通路之一[12]。MAPK 信号通路与细胞增殖、分化、凋亡密切相关,Zhang H 等[13]研究发现,帕罗西汀联合氟尿嘧啶能够抑制白介素-22(IL-22)的表达来调节MAPK 信号通路,进而改善结直肠癌伴抑郁模型小鼠的抑郁行为和生存状态。

综上,网络药理学研究显示,酸枣仁汤抗抑郁的主要活性成分包括槲皮素、山柰酚、柚皮素等;涉及的核心靶点包括STAT3、AKT1、MAPK1 等;可通过调控PI3K-Akt、MAPK、TNF 等信号通路发挥协同抗抑郁作用。这体现了酸枣仁汤多成分、多靶点、多通路的作用特点,为酸枣仁汤治疗抑郁症提供了新的思路及参考。

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