基于网络药理学分析荷丹片与他汀类药物的协同降脂作用
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•论著•基于网络药理学分析荷丹片与他汀类药物的协同降脂作用
袁月、卢增辉、祝晨陳、郑志华24,林朝展m(1.广州中医药大学中药学院,广东广州51_6;2.广东省药学会,广东 广州510080)
摘要:目的采用网络药理学的方法,筛选荷丹片组方的活性成分和与高脂血症疾病相关的作用靶点,通过生物过程与通路富集预测其作用机制,从而获得荷丹片与他汀类药物协同作用的依据。
方法利用中药系统药理学分析平台(TCM SP,https: //lcm /tcm sp.php)等数据库及文献筛选荷丹片的活性成分及把点,利用G eenC ard数据库(h ttp s:ww /) 获取高脂血症疾病靶点,筛选出荷丹片降脂的主要靶点,通过C ytoscape软件和ST R IN G数据库进行作用靶点的蛋白互作分析、生物功能分析和通路富集,预测荷丹片降脂作用的机制,并根据预测得到的降脂机制,探讨荷丹片与他汀类药物的协同作用。
结果经过筛选,共获得荷丹片的活性成分163个,在荷丹片的成分靶点与高脂血症的疾病靶点两者间取得交集,获得 荷丹片对高脂血症的潜在作用靶点52个,蛋白相互作用网络分析表明,AKT1、ALB、IN S、G A P D H和I L6可能是荷丹片治疗高脂血症的关键靶点,K E G G通路富集表明在荷丹片涉及的通路中,与疾病的治疗相关性较大的通路有脂肪细胞因子信号通路、非酒精性脂肪肝信号通路、胰岛素抵抗和胰高血糖素信号通路、花生四烯酸代谢通路和脂肪酸生物合成等。
这与他汀类药物降脂作用的机制相似,证明荷丹片与他汀类药物在降脂作用上具有一致的作用通路和靶点,为其协同作用提供了可能。
结论研究预测了荷丹片的降脂机制,体现了中药多成分、多靶点的作用特点,荷丹片能够有效的调节机体内脂肪酸生物过程、糖 代谢过程和脂质代谢过程,为荷丹片与他汀类药物协同作用增加降脂疗效提供了依据。
关键词:荷丹片;网络药理学;高脂血症;协同作用
中图分类号:R961 文献标志码:A 文章编号:1674-229X(2021)01-0009-09
Doi : 10.12048/j.issn. 1674-229X.2021.01.002
Mechansim Analyse of the Synergistic Lipid-lowering Effect of HeDatt Tablet and Statins Based on Network Pharmacology
YUAN Yue1,LU Zenghui1,ZHU Chenchen1, ZHENG Zhihua2*, LIN Chaozhan1*( \. School o f Pharmaceutical Sciences, Guangzhou University o f Chinese Medicine , Guangzhou, Guangdong510006,China;2. GuangDong Pharmaceutical Association, Guangzhou, Guangdong510080, C hina)
A B S T R A C T:O B JE C T IV E Based on the network pharmacology, the active compounds and targets related to hyperlipidemia of HeDan tablet were searched, and the lipid-lowering mechanism were predicted by biological process and pathway enrichm ent, to provide the theory basis of synergistic lipid-lowering effect of HeDan tablet and statins. M E T H O D S The active constituents and targets were acquired from online databases including TCM SP, and the main disease targets were obtained from OMIM online database. The effective lipid-lowering targets in HeDan tablet were screened, and the Protein-Protein interaction, biological process analysis and pathway enrichment were constructed by Cytoscape and String online database. The lipid lowering mechanism of HeDan tablet was proved and the possibility of synergism between HeDan tablet and statins were explored. R E SU L T S 163 active compounds of HeDan tablet and 52 targets related to hyperlipidemia were acquired from screening. Protein-Protein interaction network showed that AK T1, ALB, INS, GAPDH and IL6 were the key targets totreat hyperlipidemia. KEGG pathway enrichment showed that adipocytokine signaling pathway, non-alcoholic fatty liver signaling pathway, insulin resistance and glucagon signaling pathway, arachidonic acid metabolism pathway and fatty acid biosynthesis were significantly associated with the treatment of hyperlipidem ia, similar to statins. This work proved the synergistic lipid-lowering effect of HeDan tablet and statins. C O N C LU SIO N The study predicted the lipid-lowering mechanism of HeDan tablet based on network pharmacology, reflected the characteristics of multi-component and multi-target of traditional Chinese m edicine, provided theoretical basis for the synergistic lipid-lowering effect between HeDan tablet and statin.
K EY W O R D S: HeDan tab let;network pharmacology ; hyperlipidemia ; synergistic effect
作者简介:袁月,硕士研究生,研究方向:基于系统生物学方法的中药与民族药作用机制研究 *共同通信作者:郑志华,主任药师,研究方向:药事管理、医院药学和药学服务,E-mail :snownotrace@ ;林朝展,研究员,研究方向:中药与民族药药效物质及作用机 制研究,E-mail:*********************.cn
•9•
今日药学2021年1月第31卷第1期Pharmacy Today, 2021 January, Vol. 31 No. 1
高脂血症涉及血液中胆固醇水平的失衡,包括 低密度脂蛋白和高密度脂蛋白。
低密度脂蛋白和高 密度脂蛋白调控体内的胆固醇,高、低密度脂蛋白的 失衡会增加心血管事件的风险,包括心肌梗塞和中 风[1]。
高脂血症的诱因包括吸烟、肥胖、久坐的生活 习惯以及其他与心血管疾病有关的因素[2]。
荷丹片为中药调脂药,适用于高血脂症属痰浊 瘀阻型者[3],处方中荷叶为君药,丹参、补骨脂为臣 药,山楂为佐药,番泻叶为使药[4]。
已有研究+7]表 明,荷丹片与他汀类药物联合使用能够有效的增加 对高脂血症降脂治疗的作用,减轻其不良反应,但是 其协同作用的机制尚不明确。
网络药理学通过“成分-靶点-疾病”网络的构建 与分析,可以系统的分析药物成分的作用机制[8_n],对于具有多成分、多靶点特点的中药而言,网络药理 学是一种有效的研究手段[12]。
本研究将借助网络 药理学手段,基于荷丹片化学成分构建作用靶点网 络,分析荷丹片对高脂血症的作用通路,从而阐明荷 丹片与他汀类药物在降脂方面的协同作用。
1材料和方法
1.1荷丹片化学成分的收集与筛选
通过中药系统药理学分析平台(TCMSP,https: ///tcmsp.php)、中药分子机制生物信息 学分析工具(BATM AN-TCM,http: // bionet.ncpsb. org/batman-tcm/)^TCM-PTD(http://pharminfo.zju. /ptd)等数据库以及相关文献搜索荷丹片的化 学成分。
优先选择口服生物利用度(oral bioavailability,0B)> 30% 、类药性 (drug-likeness,DL)>0•18 的成分,另外通过查阅文献找出一些不符合筛选条 件但对疾病研究有一定潜在价值的化学成分,共同 作为荷丹片的活性成分。
1.2活性成分靶点的预测与筛选
在获得荷丹片活性成分的基础上,检索TC M-SP、中医药百科全书(ETCM,http:// w w w•/ ETC M/)和 BATM AN-TCM,限定种属为“Hom o sapi-ens(人类)”,获取活性成分的作用靶点。
1.3高脂血症疾病靶点的获取
通过 G eenC ard 数据库(https://w w w.genecards. org/)获取疾病耙点,以“Hyperlipidemia”(高脂血症)为关键词,提取数据库中相关度较高的基因靶点(Relevance score>10),获得局脂血症疾病相关耙点。
1.4荷丹片活性成分-高脂血症靶点网络的构建
将荷叶、丹参、补骨脂、山楂和番泻叶的活性成.10 • Pharmacy Today,202\ January,Vol.^\ NoA 分与高脂血症靶点导人到Cytoscape 3.2.1软件中,构建荷丹片活性成分-高脂血症靶点网络。
网络中 的节点表示靶点或化合物,边表示活性成分与高脂 血症靶点之间的相互作用。
1.5高脂血症疾病靶点相互作用网络的构建
将荷丹片对高脂血症的作用靶点导入STRING 数据库(ttps:///)分析“蛋白-蛋白”相 互作用,物种限定为“H om o sapiens(人类)”,中等置 信度(M edium confidence)设置为0.4,将结果导人 Cytoscape 3.2.1软件进行可视化分析。
1.6生物过程与通路分析
使用Cytoscape的ClueGo插件对药物作用耙点 进行G0生物过程分析、KEGG通路富集分析,选定 种属为“人”(Homo sapiens),限定/*矣0.05,获得代 表性生物过程及通路。
2结果
2.1荷丹片活性成分
通过数据库检索“荷叶、丹参、补骨脂、山楂和番 泻叶”,结合化合物的口服生物利用度、类药性及文 献报道,共获得荷丹片的活性成分163个,见表1,其 中21个来自于荷叶、65个来源于丹参、28个来源于 补骨脂、25个来源于山楂、24个来源于番泻叶。
根据数据库提供的资料,收集各化合物的作用靶点,将荷叶、丹参、补骨脂、山楂和番泻叶的作用靶点取 交集,通过Uniprot的ID Mapping工具对结果进行标 准化,获得荷丹片的作用靶点691个。
2.2 “化学成分-作用靶点”网络构建与分析
以“hyperlipidemia”(高脂血症)为关键词检索 GeenCard数据库,获得高脂血症疾病靶点。
在荷丹 片的成分靶点与高脂血症的疾病靶点两者间取得交 集,获得荷丹片对高脂血症的潜在作用靶点52个,见表2。
2.3蛋白相互作用网络
荷丹片对高脂血症的52个潜在作用靶点导入 STRING数据库进行分析,将结果导人Cytoscape 3.2.1软件进行可视化,结果见图2,靶点的大小和颜色反 映Degree的大小,节点越大,颜色越红,对应的 Degree数值越大,说明其与其他靶点相关性越大;边 的粗细表7K Combine Score的大小,越粗表7K Combine Score越大。
在蛋白相互作用网络中越关键从 图2可以看出AKT1、ALB、INS、GAPDH和IL6可能 是荷丹片治疗高脂血症的关键靶点。
今日药学2021年1月第31卷第1期
表1荷丹片的活性成分
序号化合物所属中药来源数据库序号化合物所属中药来源数据库1Lirinidine荷叶BATMAN83Przewaquinone E丹参TCMSP 2Liensinine荷叶BATMAN84tanshinone iia丹参TCMSP
(6S) -6-( hydroxymethyl) -1,
3Liriodenine荷叶BATMAN856-dimethyl-8, 9-dihydro-7H-
naphtho[ 8,7-g ] benzofuran-
10,11-dione
丹参TCMSP
4Isoquercitrin荷叶BATMAN86tanshinone V I丹参TCMSP 5Propanethial S-Oxide荷叶BATMAN87Stigmasterol补骨脂ETCM 6Norobtusifolin荷叶BATMAN88Eleutheroside A补骨脂ETCM 7Anonaine荷叶BATMAN89Astragal i n补骨脂ETCM 810-Nonacosanol荷叶BATMAN90Angelicin补骨脂ETCM 9Nelumboside荷叶BATMAN91Psoralen补骨脂ETCM 10N-Methylasimilobine荷叶BATMAN92Lignoceric Acid补骨脂ETCM 11Methylazoxymethanol荷叶BATMAN93Triacontane补骨脂ETCM 12Nudicauline荷叶BATMAN94Corylidin补骨脂ETCM 13Roemerine荷叶BATMAN95P-Cymene补骨脂ETCM 14Pronuciferine荷叶BATMAN96Isobavachin补骨脂ETCM 15Higenamine荷叶BATMAN97Isopsoralidin补骨脂ETCM 16Rolliniastatin 1荷叶BATMAN98Corylifolinin补骨脂ETCM 17Hyperin荷叶BATMAN99Isoneobavachalcone补骨脂ETCM 18Isoliensinine荷叶BATMAN100Daucosterol补骨脂ETCM 19Nuciferine荷叶BATMAN101Bavachinin补骨脂ETCM 20Neferine荷叶BATMAN102Bavachromene补骨脂ETCM 21Amiepavine荷叶BATMAN103Psoralenol补骨脂ETCM 22luteolin丹参TCMSP104Corylinal补骨脂ETCM 23digallate丹参TCMSP105Bakuchalcone补骨脂ETCM 241,2,5,6-tetrahydrotanshinone丹参TCMSP106Bakuchicin补骨脂ETCM 25Poriferasterol丹参TCMSP107Psoralidin补骨脂ETCM 26poriferast-5-en-3beta-ol丹参TCMSP108Psoralidin 2’,3’-Oxide补骨脂ETCM 27isoimperatorin丹参TCMSP109Bavachalcone补骨脂ETCM 28sugiol丹参TCMSP110Bavacoumestan A补骨脂ETCM 29Dehydrotanshinone II A丹参TCMSP111Bakuchiol补骨脂ETCM 30Baicalin丹参TCMSP112Neobavaisoflavone补骨脂ETCM 31a-amyrin丹参TCMSP113Neobavachalcone补骨脂ETCM
325,6-dihydroxy-7-isopropyl-l, 1-dim
ethyl-2 ,3-dihydrophenanthren-4-one
丹参TCMSP114Bavacoumestan B补骨脂ETCM
332-isopropyl-8-methylphenanthrene-
3,4-dione
丹参TCMSP115Sucrose山楂ETCM
343a-hydroxytanshinone II a
(E) -3-[ 2-( 3,4-dihydroxyphenyl)-
丹参TCMSP116Succinic Acid山楂ETCM
357-hydroxy-benzofuran-4-yl ] acrylic
acid
丹参TCMSP117Epicatechin山楂ETCM 364-methylenemiltirone丹参TCMSP118Malic Acid山楂ETCM 2-( 4-hydroxy-3-methoxyphenyl )-5-
37(3-hydroxypropyl) -7-methoxy-3-
benzofurancarboxaldehyde
丹参TCMSP119Oxalic Acid山楂ETCM
386-o-syringyl-8-o-acetyl shanzhiside
methyl ester丹参
TCMSP120Citric Acid山楂ETCM
今日药学2021年1月第31卷第1期Pharmacy Today , 2021 January , Vol. 31 No. 1• 11•
续表1
序号化合物所属中药来源数据库序号化合物所属中药来源数据库39formyltanshinone丹参TCMSP121Ergosterol山楂ETCM
403-beta-Hydroxymethyllenetanshiqui-
none丹参
TCMSP122Acetic Acid, Propionic Acid山楂ETCM
41Methylenetanshinquinone丹参TCMSP123Ursolic Acid山楂ETCM
42przewalskin a丹参TCMSP124Hyperoside, Quercetin-3-O-
Galactoside
山楂ETCM
43przewalskin b丹参TCMSP125Dehydroeburicoic Acid山楂ETCM 44Przewaquinone B丹参TCMSP126Eburicoic Acid山楂ETCM 45przewaquinone c丹参TCMSP127Lanosterol山楂ETCM
46(6S, 7 R) -6,7-dihydroxy-1,6-dime-
thyl-8,9-dihydro-7H-naphtho [8,7-
g ] benzofuran-10,11 -dione
丹参TCMSP128
24-Methylene Lanost-8-E
nol, Eburicol
山楂ETCM
47przewaquinone f丹参TCMSP129Squalene山楂ETCM 48sclareol丹参TCMSP130Dehydroeburiconic Acid山楂ETCM 49tansh inaldehyde丹参TCMSP131Eburical山楂ETCM 50Danshenol B丹参TCMSP132Eburicodiol山楂ETCM 51Danshenol A丹参TCMSP133Eburicyl Acetate山楂ETCM
52Salvilenone丹参TCMSP134Ergosta-4,6,8 ( 14) ,22-Tet-
raen-3-One
山楂ETCM
53cryptotanshinone丹参TCMSP135Fomefficinic Acid A山楂ETCM 54dan-shexinkum d丹参TCMSP136F'omefficinic Acid B山楂ETCM 55danshenspiroketallactone丹参TCMSP137Fomefficinic Acid D山楂ETCM 56deoxyneocryptotanshinone丹参TCMSP138Fomefficinic Acid E山楂ETCM 57dihydrotanshinlactone丹参TCMSP139Officinalic Acid山楂ETCM 58dihydrotanshinone I丹参TCMSP140Crysophanol番泻叶TCMSP 59epidanshenspiroketallactone丹参TCMSP141Glucofrangulin
Chrysophanol-8-O-beta-D-
番泻叶TCMSP
60C09092丹参TCMSP142(6'-0-galloyl ) -glucopyrano-
side
番泻叶TCMSP 61isocryptotanshi-none丹参TCMSP143Physciondiglucoside番泻叶TCMSP 62Isotanshinone II丹参TCMSP144Rhein diglucoside番泻叶TCMSP 63manool丹参TCMSP145rhein番泻叶TCMSP
(9S )-9-[( 9R )-2-carboxy-
4,5-dihydroxy- 10-OXO-9H-
64microstegiol丹参TCMSP146anthracen-9-yl ] -4,5-
dihydroxy-10-oxo-9H-anthra-
cene-2-carboxylic acid
番泻叶TCMSP 65miltionone I丹参TCMSP147Sennoside E_qt番泻叶TCMSP
66miltionone Q丹参TCMSP148Emodin-1 -O-beta-D-glucopy-
ranoside
番泻叶TCMSP
67miltipolone丹参TCMSP149Sennoside D_qt番泻叶TCMSP 68Miltirone丹参TCMSP150aloeemodin番泻叶TCMSP
69iniltirone II丹参TCMSP1516-Hydroxy-musizin-8-0-beta-
D-glucoside
番泻叶TCMSP
70neocryptotanshinone ii丹参TCMSP152Pulmatin番泻叶TCMSP 71neocryptotanshinone丹参TCMSP153Rheochrysin番泻叶TCMSP
721-methyl-8, 9-dihydro-7H-naphtho
[5,6-g] benzofuran-6,10,11 -trione
丹参TCMSP154Dihydroxydianthrone番泻叶TCMSP
• 12•Pharmacy Today, 2021 Janiuiry, Vol. 31 No. 1今日药学2021年1月第31卷第1期
序号化合物所属中药来源数据库序号化合物所属中药来源数据库
(6Z, 10E, 14E, 18E)-2,6,
73prolithospermic acid丹参TCMSP15510,15,19,23 -hexamethy l tet-
racosa-2,6, 10, 14, 18, 22-
hexaene
番泻叶TCMSP
(2R ) -3-( 3,4-dihydroxyphenyl) -2-
74[(Z) -3-( 3,4-dihydroxyphenyl) ac-
ryloyl ] oxy-propionic acid
(Z )-3-[ 2-[( E )-2-( 3, 4-di-
丹参TCMSP156gamma-tocopherol番泻叶TCMSP
75hydroxyphenyl ) vinyl ] -3, 4-di
hydroxy-phenyl ]acrylic acid
丹参TCMSP157PENTACOSANE番泻叶TCMSP
76salvianolic acid g丹参TCMSP158Kaempferol-3-arabofurano-
side
番泻叶TCMSP
77salvianolic acid j丹参TCMSP159Tinnevellin glucoside番泻叶TCMSP 78salvilenone I丹参TCMSP160sitosterol番泻叶TCMSP 79salviolone丹参TCMSP161kaempferol番泻叶TCMSP 80NSC 122421丹参TCMSP162emodin番泻叶TCMSP (6S) -6-hydroxy-l-methyl-6-methyl-
81ol-8,9-dihydro-7H-naphtho [ 8,7-g ]
benzofuran-10,11 -quinone
丹参TCMSP163Physcion番泻叶TCMSP 82Tanshindiol B丹参TCMSP
表2莲胆消炎方入血成分潜在作用靶点
序号基因Uniprot ID蛋白
1ACACA Q13085Acetyl-CoA carboxylase 1
2AKR1B1P15121Aldo-keto reductase family 1member B1
3AKR1D1P51857Aldo-keto reductase family 1member D1
4AKT1P31749RAC-alpha serine/threonine-protein kinase
5ALB P02768Albumin
6CALM1P0DP23Calmodulin-1
7CASP3P42574Caspase-3
8CASP9P55211Caspase-9
9CCL2P I3500C-C motif chemokine 2
10CCND1P24385Gl/S-specific cyclin-Dl
11CHRM2P08172Muscarinic acetylcholine receptor M2
12CYP19A1P11511Aromatase
13CYP1A1P04798Cytochrome P450 1A1
14CYP2C8P I0632Cytochrome P450 2C8
15CYP3A4P08684Cytochrome P450 3A4
16ESR1P03372Estrogen receptor
17ESR2Q92731Estrogen receptor beta
18FASN P49327Fatty acid synthase
19G6PD P11413Glucose-6-phosphate 1 -dehydrogenase
20GAPDH P04406Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
21GCK P35557Hexokinase-4
22GSK3B P49841Glycogen synthase kinase-3 beta
23HMGCR P040353-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase
24IGF2P01344Insulin-like growth factor II
25IGFBP3P I7936Insulin-like growth factor-binding protein 3
26IL1B P01584Interleukin-1beta
27IL6P05231Interleukin-6
28INS P01308Insulin[ Cleaved into:Insulin B chain;Insulin A chain]
29INSR P06213Insulin receptor
30NFKB1P19838Nuclear factor NF-kappa-B p 105 subunit
31NR1H4Q96RI1Bile acid receptor
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序号基因Uniprot ID蛋白
32PLA2G2A P I4555Phospholipase A2, membrane associated
33PLAT F00750Tissue-type plasminogen activator
34PPARA Q07869Peroxisome proliferator-activated receptor alpha
35PPARD Q03181Peroxisome proliferator-activated receptor delta
36PPARG P37231Peroxisome proliferator-activated receptor gamma
37PPP3CA Q08209Serine/threonine-protein phosphatase 2B catalytic subunit alpha isoform 38PPP3R1P63098Calcineurin subunit B type 1
39PTGS1P23219Prostaglandin G/H synthase 1
40PTGS2P35354Prostaglandin G/H synthase 2
41RXRA P I9793Retinoic acid receptor RXR-alpha
42RXRB P28702Retinoic acid receptor RXR-beta
43RXRG P48443Retinoic acid receptor RXR-gamma
44SLC2A1PI 1166Solute carrier family 2,facilitated glucose transporter member 1
45SLC2A4PI4672Solute carrier family 2, facilitated glucose transporter member 4
46SLC6A2P23975Sodium-dependent noradrenaline transporter
47SLC6A3Q01959Sodium-dependent dopamine transporter
48SLC6A4P31645Sodium-dependent serotonin transporter
49SLC8A1P32418Sodium/calcium exchanger 1
50SREBF1P36956Sterol regulatory element-binding protein 1
51TLR4000206Toll-like receptor 4
52TNF P01375Tumor necrosis factor
利用以上信息构建“化学成分-作用靶点”网络,见图1。
网络中有164个节点,427条边,体现出荷 丹片具有多成分、多靶点的特点。
2.4 GO生物功能分析
为了研究荷丹片潜在作用靶点涉及到哪些生物 过程(biological process,BP),通过Cytoscape的ClueGo插件对这些靶点做了功能注释分析(GO分 析)。
选取P值最小的前20个生物过程进行作图 呈现,见图3。
结果发现,这些蛋白耙点在生物过程 方面涉及配体激活转录因子活性(ligand-activated transcription factor activity)、类固醇生物合成过程(steroid biosynthetic process)、月旨质生物合成过程的
Pharmacy Today , 2021 January, Vol. 31 No. 1今日药学2021年1月第31卷第1期
调节(regulation of lipid biosynthetic process)、脂质代 谢过程正调控(positive regulation of lipid metabolic
process)、对胰岛素的反应过程(response to in su lin )、
葡萄糖代谢过程(glucose metabolic process)和胆固醇 代谢过程(cholesterol metabolic process)等,表明荷丹 片对高脂血症的治疗作用与以上生物过程有关。
2.5
KEGG 通路分析
使用Cytoscape 软件的ClueGo 插件对以上作用 靶点进行KEGG 通路富集,得出的结果见图4。
结 果表明在荷丹片涉及的通路中,与疾病的治疗相关 性较大的通路有脂肪细胞因子信号通路(3出卩00>^0-
kine signaling pathway)、非酒精性脂肪肝信号通路 (non-alcoholic fatty liver d isea se)、膜岛素抵抗(insulin resistance) 、调节脂肪细胞中的脂肪分解 (regula- tion of lipolysis in adipocytes)和膜高血糖素信号通
路(glucagon signaling pathway)等〇
图2荷丹片潜在作用靶点的蛋白-蛋白相互作用网络
negative regulation of lipid localization
regulation of polysaccharide metabolic process
cholesterol metabolic process
regulation of polysaccharide biosvnthelic process
positive regulation of DNA-binding transcription factor activity
transcription initiation from RNA polyme rase II promoter
glucose metabolic* promoter sterol metabolic promoter
response to insulin
intracellular receptor signaling pathway
hexose metabolic process
positive regulation of lipid metabolic process
oxidoreductase activity acting on paired donors,with inc orporation or reduction of molecular oxygen,NAD(P)H as one donor,and incorporation of one atom of oxygen
regulation of lipid biosynthetic promoter
steroid hormone receptor activity secondaiT alcohol metabolic process steroid biosynthetic process positive regulation of small molecule metabolic process nuclear receptor activity
ligand-activated transcription factor activity
■ ■■L ---H H H H H H I
■■■■■■■■■■■■Ha
_图3荷丹片潜在作用靶点的GO 富集分析
10
20
30
基因占比/%
今H 药学2021年1月第31卷第1期Pharmacy Today , 2021 Jammry , Vol. 31 No. 1
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•
根据各耙点之间的对应关系,通过Cytoscape软 件构建“成分-靶点-通路”网络图,见图5。
从结果 中我们可以看出荷丹片具有多成分、多靶点和多作 用通路的特点。
网络图清晰的显示出从成分到蛋白靶点,再由靶点富集到通路的过程,进一步预测了荷 丹片抗高脂血症分子机制,表明荷丹片可以作用于 多个通路治疗高脂血症。
■♦•荷叶化学成分
丹参化学成分
•♦•山檐化学成分
♦•番泻叶化学成分
♦■补f l■脂化学成分
»潜在作用靶点
▲通路
图S荷丹片的“成分-靶点-通路”网络
3讨论
高脂血症是动脉粥样硬化等恶性疾病的危险因 素,临床上常使用他汀类药物控制高脂血症患者血 清中总胆固醇、甘油三酯的水平。
3-羟基-3-甲基戊 二酸单酰辅酶 A 还原酶(3-1^1'(^-3-1»1<?~邱1113171-coenzyme A reductase,H M G-CoA)是胆固醇生物合成 中的限速酶[13_14],阿托伐他汀、瑞舒伐他汀和洛伐 他汀等他汀类药物通过特异性抑制H M G-CoA的活 性,减少胆固醇的生成,达到降低血脂的作用[2'15]。
然而,受药物副作用、年龄等因素影响,他汀类药物 的患者依从性低,导致动脉粥样硬化性心血管疾病 患病风险增加m。
临床上,荷丹片等中成药常与他汀类药物配伍,用于治疗高脂血症及其相关疾病:6:。
临床观察:5,7:发现,他汀类药物与荷丹片联合用药,比单独应用他 汀类药物具有更好的疗效,不但可以提高总有效率,还可以提高在甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白和高 密度脂蛋白等疾病指标的改善幅度。
荷丹片由君药荷叶、臣药丹参和补骨脂、佐药山 楂、使药番泻叶组成。
研究表明,荷叶水提物可以抑 制脂肪细胞增殖[16];荷叶总生物碱可以降低高脂血 症大鼠Lee指数、血清总胆固醇、甘油三酯和低密度 脂蛋白胆固醇的水平并升高血清中高密度脂蛋白胆 固醇/血清总胆固醇比值,表现出明显的降脂作用[17]。
荷叶碱是荷叶发挥降脂作用的重要成分,它.16 • Pharmacy Today,202\ January ,Vol.7t\ No A 可以间接上调P P A R a基因表达,进而下调机体脂 质合成相关基因的表达[〜;荷叶碱还可以促进细胞 消耗葡萄糖,具有一定的降糖作用[19],研究表明荷 叶碱的降糖作用与葡萄糖转运蛋白4(G L U T4)表达 上调有关[M],这表明荷叶可能是通过调节脂质代谢 与葡萄糖代谢过程共同发挥降脂作用。
丹参主要含脂溶性的丹参酮类和水溶性的酚酸 类成分,常用于心绞痛、心肌梗塞和高脂血症等心血 管疾病的治疗[2n。
复方丹参滴丸可以降低痰瘀型 高脂血症患者血清中甘油三酯的含量[22]。
复方丹 参降脂饮含丹参、山楂,其水煎液可以降低高脂血症 模型小鼠血清中总胆固醇的含量,促进总胆固醇随 粪便排出体外[23]。
补骨脂含有香豆素类、补骨脂素 和黄酮类成分,其成方“降脂平”或“补肾活血化瘀 方”有降低血清中胆固醇、甘油三酯的疗效[24^]。
山楂含黄酮类、三萜类和多糖等化合物,具有降 压、降脂及抗动脉粥样硬化等作用U6]。
山楂多酚乙 酸乙酯萃取物具有胰脂肪酶抑制活性[27],抑制胰脂 肪酶的活性可以达到抑制膳食中甘油三酯的吸收,从而控制血脂升高,达到治疗的目的[17];胆固醇酯 酶可以催化胆固醇酯水解生成胆固醇和脂肪酸,山楂二氯甲烷萃取物具有胆固醇酯酶抑制活性0]。
此外,山楂制剂改善血脂的作用还可能与肠道菌群 相关[28]。
荷丹片潜在作用靶点的蛋白-蛋白相互作用网
今日药学2021年1月第31卷第1
期
络显示 AKT1、ALB、INS、GAPDH、IL6、TNF、PPARG、CASP3、SREBF1、PPARA等可能是荷丹片治疗高脂 血症的关键耙点,这些靶点涉及葡萄糖代谢(〇八?-DH、AKT1、IN S)、脂质代谢(PPARG、PPARA、SREBF1)、与炎症(IL6、TNF)等过程,这些都是与糖 尿病、高脂血症和非酒精性脂肪肝等糖脂代谢紊乱 疾病有关的靶A[1S'2M0]。
荷丹片对以上靶点具有调 控作用,可能与荷丹片的降脂作用直接相关,是荷丹 片发挥疗效的重要分子机制。
他汀类药物在临床用药过程中还经常出现横纹 肌溶解、肝毒性等不良反应[31],临床上常将他汀类 药物与其他降血脂药物联用以期减少他汀类药物的 不良反应事件,获得更好的疗效161。
胆固醇的生物 合成过程中的关键酶是H M G-C〇A,这是一种胆固醇 合成过程中的限速酶,通常在哺乳动物细胞中通过 负反馈调节来起到脂质调控作用,它能够被低密度 脂蛋白受体(LDL)降解产生的胆同醇所抑制。
他汀 类药物本质是H M G-C〇A的竞争性抑制剂,通过诱 导肝脏中LDL受体的表达,增加血浆中LDL的分解 代谢,从而起到降低血浆中胆固醇的浓度,达到改善 高脂血症的治疗效果。
在降血脂方面有显著的临床 疗效[3M3;。
已有研究表明,AMPK的激活能够直接 抑制胆固醇生物合成关键酶SREBP-2及其靶基因 HMGCR和HMGCS白勺表达34;此夕卜AMPK的激活 还能够抑制脂肪酸合成的关键基因SREBF1、FA SN 和ACC,上述几个基因均是脂质生物合成的重要调 控元件。
这与荷丹片的作用机制相吻合。
由此笔者 可以推测,荷丹片和他汀类药物合用,能够分別激活 AMPK的两条下游通路,从胆固醇合成和脂肪酸合 成的两种脂质生物合成角度共同起效,从而共同达 到治疗高脂血症的效果。
这为荷丹片和他汀类药物 的协同增效作用提供了理论依据。
除脂质合成作用通路外,高脂血症的发生还与 脂质代谢通路有关。
脂质的累计往往会造成胰岛素 抵抗的发生,胰岛素抵抗会下调PGC-l a,调控其下 游因子PPARA,PPARA的激活则会导致脂肪酸代 谢的关键基因CPT2表达下调,降低脂肪酸氧化效 率,并进一步激活PI3K-Akt通路,影响到糖代谢的 调控,加重胰岛素抵抗的进一步发展。
而根据荷丹 片的蛋内-蛋白相互作用网络结果可以看到,荷丹片 能够参与上述通路的调控,广泛调节机体内糖脂代 谢过程。
通过荷丹片的GO分析也能够看出,荷丹 片的降脂作用可能是建立在对脂质生物合成与代今日药学2021年1月第31卷第1期谢、对胰岛素的反应、葡萄糖代谢及胆固醇代谢等生 物过程的调控上的,这说明荷丹片能够在极大程度 上补充他汀类药物的功能,对高脂血症起到多方面、多角度的治疗作用。
综上所述,通过网络药理学分析笔者发现,他汀 类药物主要的作用途径是降低胆固醇的生物合成,而荷丹片则能够有效的参与脂肪酸生物过程、糖代 谢过程和脂质代谢过程,对他汀类药物的作用起到 全面的补充,还能够通过联用,在不影响疗效的基础 上减少他汀类药物的不良反应,为荷丹片与他汀类 药物的合用提供了有力的理论依据。
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