26874853_“百合-地黄”药对安神的作用机制

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陈 璐, 查建林. “百合-地黄”药对安神的作用机制[J]. 中华医学图书情报杂志, 2021, 30(11): 16-25. DOI:10.3969/j.issn.1671-3982.2021.11.003
·研究与探讨·
“百合-地黄”药对安神的作用机制
陈 璐1,查建林2
[摘要]目的:使用网络药理学方法研究经方中“百合-地黄”药对安神的作用靶点、生物学过程、信号通路和潜在协同机制,为“百合-地黄”药对的安神作用机制研究提供参考。

方法:利用中医药整合药理学研究平台(TCMIP)检索百合和地黄的作用靶点。

通过人类表型本体论(HPO)数据库与毒理基因组学数据库(CTD)挖掘失眠相关靶点。

通过STRING 和Cytoscape 构建“百合-地黄”药对与失眠靶点蛋白互作网络,找到该药对的潜在作用靶点。

对作用靶点进行GO 基因功能和KEGG 通路富集分析。

利用ClueGo 构建百合和地黄特有的“靶点-通路”网络,对其潜在协同作用机制进行分析。

结果:百合和地黄共作用于76个与安神相关的靶点,通过调节γ氨基丁酸能突触、多巴胺能突触、谷氨酸能突触、逆行内源性大麻素信号、甘氨酸代谢、环磷酸腺苷信号等通路参与神经递质分泌和氨基酸代谢,发挥安神作用。

结论:“百合-地黄”药对可能通过作用于相同靶点、不同靶点和同一通路和不同通路发挥其安神的协同作用。

[关键词]百合;地黄;网络药理学;安神;协同机制
[中图分类号]R285 [文献标志码]A [文章编号]1671-3982(2021)11-0016-10
Tranquilization mechanism of lily bulb and rehmannia root CHEN Lu 1
, ZHA Jian-lin 2
(1.Library of Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China; 2.Office of Educational Administration, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China) Corresponding author: ZHA Jian-lin
[Abstract ]Objective To provide reference for the research into the tranquilization mechanism of lily bulb and rehmannia root by studying their tranquilization targets, biological process, signaling pathways and potential synergistic mechanisms based on network pharmacology. Methods The targets of lily bulb and rehmannia root were retrieved from the Integrative Pharmacology -based Research Platform of Traditional Chinese Medicine. The insomnia –related targets were mined from the Human Phenotype Ontology Database and Comparative Toxicogenomics Database respectively. The potential targets of lily bulb and rehmannia root were detected by establishing the interaction network of lily bulb and rehmannia root with the target proteins of insomnia using STRING and CytoSpace. The GO gene function and KEGG pathways of insomnia -related targets were analyzed by enrichment analysis. The unique target -pathway network of lily bulb and rehmannia root was established using ClueGo and their potential synergistic mechanisms wwere analyzed. Results Lily bulb and rehmannia root acted on 76 tranquilization -related targets and played their role in tranquilizing the mind by regulating the Y GABAergic
synapse, dopaminergic synapse, glutamatergic synapse, retrograde endocannabinoid signaling pathway, glycine metabolism signaling pathway, cAMP
signaling
pathway
involved in neurotransmitter
secretion
and
amino
acid
[作者单位]1.上海中医药大学图书馆,上海 201203;2.上海中医
药大学教务处,上海 201203
[作者简介]陈 璐(1989-),女,硕士,馆员,研究方向为中药学。

[通讯作者]查建林(1981-),男,博士,助理研究员,研究方向为
中医药高等教育。

E -mail:*********************.cn
metabolism. Conclusion Lily bulb and rehmannia root play their synergistic role in tranquilizing the mind by acting on the same targets and pathways, and different targets and pathways.
[Key words]Lily bulb; Rehmannia root; Network pharmacology; Tranquilization; Synergistic mechanism
全球有35%~50%的人群存在不同程度的失眠症状[1],中国失眠人群的比例约为30%,占亚健康人群的42%[2]。

失眠主要表现为睡眠浅、易醒、入睡困难等,长期失眠不仅影响生活质量,还会导致一系列的功能性和器质性的损伤。

在中医理论中,失眠的脏腑辨证主要分为心肾不交、心肝血虚、胆型失眠、胃不和则卧不安及心脾两虚等5种证型[3]。

具有养心安神作用的复方在临床上可以显著改善失眠状况,提高睡眠质量[4]。

百合地黄汤始载于《金匮要略》,是临床上具有代表性的养心安神方剂,常用于治疗失眠[5-6]和广泛性焦虑[7]。

百合性平,味甘、微苦,具有养阴润肺、清心安神的作用;地黄性寒,味甘、苦,具有滋阴清热、养血润燥的功能;二药合用滋而不腻,清凉而甘润,共奏养心安神之效。

研究发现百合主要含有甾体皂苷、甾醇、黄酮、苯丙素、酚酸、生物碱和多糖类等化学成分,具有镇静催眠、抗抑郁、抗氧化应激等生物活性[8];地黄主要含有环烯醚萜及苷类、糖苷类和氨基酸等化学成分,具有改善记忆、降血糖、抗衰老、调节免疫等生物活性[9]。

但目前关于“百合-地黄”药对改善失眠、焦虑等安神作用机制的研究还不够深入,尤其是两味中药的协同作用机制还不明确。

随着中医药立法和相关政策的推出,中医药的发展前景广阔,市场潜力巨大。

2019年5月25日,第72届世界卫生大会审议通过了《国际疾病分类第十一次修订本(ICD-11)》,首次将以中医药为核心的传统医药体系正式纳入国际主流医学体系,中医药作为中国文化的名片开始在国际舞台上发挥重要的作用。

中药有效成分复杂及作用机制不明确,增加了质量控制和功效评价的难度[10]。

目前,从人的整体系统出发的系统生物学的发展和完善为研究中医药提供了很好的契机,其方法与中医药的整体性、复杂性特点完全契合。

基于系统生物学理论的网络药理学技术能够从分子和系统水平上对中药的药效物质进行多靶点和多通路的生物学效应研究,逐渐成为中药或中药配伍研究的新方法和策略[11-12]。

为了了解“百合-地黄”药对养心安神的协同作用机理,本文运用网络药理学的方法筛选出“百合-地黄”药对安神相关的靶点,并通过一系列的生物学效应和通路的富集分析对“百合-地黄”药对安神的关键协同作用机制进行探讨,为下一步开展机制研究指明方向。

1 材料与方法
为了探讨“百合-地黄”药对安神的协同作用机制,本文通过多种数据库联合挖掘的方式收集网络药理学分析所需要的安神相关药物靶点信息和“百合-地黄”药对作用的靶点信息。

所涉及的数据库主要包括中医药整合药理学研究平台(integrative pharmacology-based research platform of traditional Chinese medicine,TCMIP)、人类表型本体论数据库(human phenotype ontology,HPO)和比较毒理基因组学数据库(comparative toxicogenomics database,CTD)。

其中,TCMIP整合了“中药材数据库”“中药方剂数据库”“中药成分数据库”“中药靶标数据库”“疾病相关分子库”等五大数据库资源,能够为中药及复方的网络药理学分析提供作用靶点信息及疾病相关的药物靶点信息[13];HPO是网络药理学分析常用的疾病相关药物靶点信息库,截至2020年9月已收录了超过13 000个术语和100 000条疾病注释[14];CTD 通过文献数据挖掘的方式收录了大量“化学成分-基因-蛋白质”相互作用和“化学成分-疾病”关系及“基因-疾病”关系的精确数据,有助于了解化学成分、基因/蛋白质和疾病之间复杂的相互作用网络[15]。

因此,本文分析流程如下:第一步,从TCMIP、HPO和CTD中挖掘安神相关药物靶点信息并建立数据库;第二步,通过TCMIP建立百
合和地黄的作用靶点库,利用集合分析工具(UpSet)分析确定“百合-地黄”药对与安神相关药物的共同靶点;第三步,利用STRING平台[16]构建“药对和安神”靶点蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络和利用Cytoscape v3.82[17]对互作网络进行拓扑分析确定“百合-地黄”药对安神的潜在作用靶点;第四步,将“百合-地黄”药对与安神相关药物共同靶点和“百合-地黄”药对安神的潜在作用靶点合并,并利用欧易生信工具云平台[18]进行生物功能注释(gene ontology,GO)和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路的富集分析探讨“百合-地黄”药对安神相关的作用通路;第五步,基于上一步相关作用靶点,利用ClueGo v2.5.8[19]分析构建百合和地黄特有的“靶点-通路”网络,进一步探讨潜在协同作用机制。

1.1 建立安神相关药物靶点库
分别在TCMIP的疾病靶点预测模块及HPO数据库和CTD数据库中检索关键词“insomnia”,选择“Disorders Of Initiating And Maintaining Sleep”和“Chronic Primary Insomnia(Anxiety)”条目下的所有靶点和CTD中有直接证据支持的靶点信息,作为分析标志物或治疗用的靶点。

合并以上数据库中检索到的靶点信息并去掉重复值,将去重后的靶点输入CTD中进行再次确认,剔除unknown 靶点和非人源Homo sapiens靶点,使用剩余的有效靶点构建安神相关药物靶点库。

1.2 筛选“百合-地黄”药对作用靶点
在TCMIP的中药靶点预测及功能分析模块选择药材“百合”“地黄”,勾选所有化学成分,并将成药性设置为“中”,提交后获得两味中药的所有潜在靶点。

分别将两味中药的靶点输入CTD数据库中进行确认,剔除所有的unknown靶点和非人源Homo sapiens靶点,使用剩余的有效靶点分别构建百合和地黄的作用靶点库。

将百合和地黄作用靶点及安神相关药物靶点导入欧易生信工具云平台,利用集合分析工具UpSet绘制UpSet图并获得“百合-地黄”药对作用靶点和安神相关药物靶点的共有靶点。

1.3 构建“百合-地黄”药对与安神相关药物靶点PPI网络
将“百合-地黄”药对作用靶点和安神相关药物靶点另外再输入STRING中,设置物种为“人类Homo sapiens”,可信度为最高级别0.9,PPI网络分析结果以tsv格式导出,然后将其导入Cytoscape 中进行进一步网络分析。

以节点连接度(degree)、拓扑系数(topological coefficient)和集聚系数(clustering coefficient)的中位数值为卡值,筛选出“百合-地黄”药对作用靶点和安神相关药物靶点PPI网络的关键靶点,并用Cytoscape绘制这些关键靶点的PPI网络。

最后通过PPI网络中相互作用分析进一步确定“百合-地黄”药对安神的潜在靶点。

1.4 GO生物功能注释与KEGG通路富集分析
基于常用的生物功能注释(GO)和基因组百科全书(KEGG)数据库,对“百合-地黄”药对主要调控和参与的分子生物学过程及信号通路进行富集分析。

GO数据库提供了专业术语定义基因产物的属性,这些专业术语包含生物学过程(biological process,BP)、细胞组分(cellular component,CC)和分子功能(molecular function,MF)三大类。

生物学过程表示一个分子活动事件的过程,包括细胞、组织、器官和物种的功能集合,往往也是和实验研究问题关联程度最高的一类;细胞组分表示细胞及其所处的外界环境;分子功能描述在分子水平上基因产物的活性元件。

GO功能富集使用Fisher精确检验和Benjamini-Hochberg校正FDR值的统计方法,分别计算BP、CC、MF中每个条目的富集显著性。

KEGG是系统分析基因功能、联系基因组信息和功能信息的数据库。

利用KEGG数据库中的靶点和通路对应数据对差异基因进行通路分析,并利用超几何分布算法计算每个通路中差异基因富集的显著性。

最终结果以气泡图的方式呈现前30条显著富集的条目,不够30条的显示所有条目。

1.5 “百合-地黄”药对安神作用靶点和通路网络构建及聚类分析
将UpSet图中的“共有靶点”和PPI网络分析
中“百合-地黄”药对安神潜在靶点合并去重,导入ClueGo进行KEGG通路富集分析。

ClueGO中的KEGG靶点和通路对应数据包更新至2021年6月。

分析模式选择Clusters,统计方法选择Two-sided hypergeometric test,P值用Benjamini-Hochberg方法校正,最小基因数目和比例要求分别设置为5和5%,Cluster卡值设置为60%,即当某富集通路中60%的基因靶点都由同一药材贡献时,则判断这个通路是该药材特有通路。

ClueGo与CluePedia结合使用,可以将不同来源药材的靶点和特有通路以不同的颜色可视化。

通过构建作用靶点和通路网络可以直观显示不同药材的作用靶点和通路,是分析两味及以上药材配伍协同作用机制非常方便的工具[20]。

2 结果与分析
2.1 “百合-地黄”药对作用靶点和安神相关药物靶点
从TCMIP数据库中收集到百合作用靶点137个,地黄作用靶点466个;从TCMIP、HPO和CTD 3个疾病基因相关数据库中共收集到安神相关靶点266个。

绘制UpSet图(图1,其中BH表示百合,DH表示地黄)。

通过分析发现百合和地黄之间的共有靶点为78个,占两味中药所有靶点的15%,表明百合和地黄在这些靶点存在叠加或协同作用,是二者配伍合理性的主要依据之一。

另外,分析结果还显示“百合-地黄”药对共有26个作用于安神相关药物靶点,其中20个来源于地黄,分别为GRM8、CRH、DNMT1、SLC25A4、PIK3CA、ADORA2A、IGF1R、HDAC8、CRP、HBB、TGFBR2、HARS、DRD2、PRKAR1A、RRM2B、NPY、NAGS、VCP、FARS2和PAH;2个来源于百合,分别为GABRA2和GABRA3;4个为百合和地黄共有,分别为ATP1A3、NR3C1、GABRB3和TNF。

26个靶点的详细信息见表1。

百合和地黄可能通过上述26
个共有靶点发挥安神作用。

图1 “百合-地黄”药对作用靶点与安神相关药物
靶点匹配的UpSet图
表1 “百合-地黄”药对与安神相关药物的共有靶点信息
靶点序号 基因代号 基因全称 归属
T-1 ADORA2A adenosine A2a receptor 地黄
T-2 ATP1A3 ATPase Na+/K+ transporting subunit alpha 3 百合,地黄 T-3 CRH corticotropin releasing hormone 地黄
T-4 CRP C-reactive protein 地黄
T-5 DNMT1 DNA methyltransferase 1 地黄
T-6 DRD2 dopamine receptor D2 地黄
T-7 FARS2 phenylalanyl-tRNA synthetase 2, mitochondrial 地黄
T-8 GABRA2 gamma-aminobutyric acid type A receptor alpha2 subunit 百合
T-9 GABRA3 gamma-aminobutyric acid type A receptor alpha3 subunit 百合
T-10 GABRB3 gamma-aminobutyric acid type A receptor beta3 subunit 百合,地黄 T-11 GRM8 glutamate metabotropic receptor 8 地黄
T-12 HARS histidyl-tRNA synthetase 地黄
T-13 HBB hemoglobin subunit beta 地黄
T-14 HDAC8 histone deacetylase 8 地黄
续表1 靶点序号 基因代号 基因全称 归属
T-15 IGF1R insulin like growth factor 1 receptor 地黄
T-16 NAGS N-acetylglutamate synthase 地黄
T-17 NPY neuropeptide Y 地黄
T-18 NR3C1 nuclear receptor subfamily 3 group C member 1 百合,地黄
T-19 PAH phenylalanine hydroxylase 地黄
T-20 PIK3CA phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit alpha 地黄
T-21 PRKAR1A protein kinase cAMP-dependent type I regulatory subunit alpha 地黄
T-22 RRM2B ribonucleotide reductase regulatory TP53 inducible subunit M2B 地黄
T-23 SLC25A4 solute carrier family 25 member 4 地黄
T-24 TGFBR2 transforming growth factor beta receptor 2 地黄
T-25 TNF tumor necrosis factor 百合,地黄
T-26 VCP valosin containing protein 地黄
2.2 “百合-地黄”药对安神的潜在靶点的关键靶点PPI网络分析
利用STRING和Cytoscape软件分析并绘制“百合-地黄”药对作用靶点和安神相关药物靶点的关键靶点PPI网络图,如图2所示。

关键靶点PPI 网络包含71个节点(靶点)和456条边(相互关系)。

图2中红色节点既是“百合-地黄”药对的作用靶点,也是安神相关药物靶点,可视为“百合-地黄”药对发挥安神作用的直接靶点,共8个,分别为DRD2(degree=30)、GRM8(degree=23)、NPY(degree=21)、GABRB3(degree=18)、GABRA2(degree=16)、GABRA3(degree=14)、HARS (degree=10)和HBB(degree=1);绿色节点仅为“百合-地黄”药对的作用靶点,但与安神相关药物靶点有相关作用,可视为“百合-地黄”药对发挥安神作用的间接靶点,共50个,其中连接度居前10位的靶点为GRM4(degree=25)、DRD1(degree=24)、DRD4(degree=23)、CARS(degree=23)、GABRB2(degree=22)、GRM7(degree=22)、GRIA2(degree=22)、GRIA1(degree=22)、KARS (degree=22)和DRD3(degree=19)。

图2中剩余的浅蓝色节点为安神相关药物靶点,不是“百合-生地”的作用靶点;红色和绿色的靶点均为“百合-地黄”药对安神的潜在靶点,即“百合-地黄”药对可以通过直接或间接作用于这些关键靶点发挥安神作用。

图2 “百合-地黄”药对安神关键靶点PPI网络
2.3 “百合-地黄”药对安神的GO 基因功能及KEGG 通路富集分析
将UpSet 结果中的26个共有靶点和PPI 网络分析中的58个“百合-地黄”药对安神潜在靶点合并去重,共得到76个相关靶点,然后进行下一步GO 基因功能及KEGG 通路富集分析。

其中有74个靶点是GO 基因功能数据库中收录的靶点,结果共富集得到有显著统计学意义(FDR<0.05)的BP 条目65条、CC 条目23条、MF 条目20条。

显著富集出的这些GO 条目共涉及上述相关靶点中的44个。

图3显示了前30个显著富集(P <0.05)的GO 条目,其中纵轴对应GO 的条目名称,横轴对应富集得分,不同的形状对应不同的GO 分类(实心圆形、三角形和正方形分别代表BP、CC 和MF)。

形状大小和该条目所涉及的靶点数目成正比,气泡颜色由紫—蓝—绿—红变化,其富集P 值越小,显著程
度越大。

显著富集的前3的条目分别是氨酰基转录RNA 用于蛋白质翻译(tRNA aminoacylation for protein translation)、细胞外谷氨酸门控离子通道活性(extracellularly glutamate -gated ion channel activity)和突触后膜(postsynaptic membrane),其他显著富集的生物学过程(BP)还包括磷脂酶C 激活多巴胺受体信号通路(phospholipase C -activating dopamine receptor signaling pathway)、多巴胺代谢过程(dopamine metabolic process)、多巴胺能突触传递(dopaminergic synaptic transmission)、甘氨酸代谢过程(glycine metabolic process)、G 蛋白偶联受体信号通路(G -protein coupled receptor signaling pathway)、谷氨酸受体信号通路(glutamate receptor signaling pathway )、γ氨基丁酸信号通路(gamma -aminobutyric acid signaling pathway)、长期
突触性抑郁(long term synaptic depression)等。

图3 GO 富集气泡图
本次KEGG 通路富集中,注释到KEGG 通路的基因共计72个,FDR<0.05的通路共计23条(图4)。

图4显示了显著富集(P <0.05)
的KEGG 通路。

图中横轴表示富集分数,纵轴表示富集的通路。

圆形大小和该通路所涉及的靶点数量成正比,圆形越大表示落入该通路的基因越多。

气泡颜色由
紫—蓝—绿—红变化,其富集P 值越小,显著程度越大。

KEGG 通路富集结果与GO 基因功能富集结果相似,基因信息处理相关通路如氨酰基转运RNA 合成(aminoacyl -tRNA biosynthesis),机体系统相关通路如γ氨基丁酸能突触(GABAergic synapse)、多巴胺能突触(dopaminergic synapse)、谷氨酸能突触(glutamatergic synapse)、长期抑郁(long -term depression),以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路(glycine,serine and threonine metabolism)等在GO 基因功能富集结果中出现。

此外,其他被富集的KEGG 通路还有环境信息处理通路如神经活动
配体和受体相互作用(neuroactive ligand -receptor interaction),基因信息处理通路如碱基切除修复(base excision repair )和DNA 复制(DNA replication),机体系统通路如逆行内源性大麻素信号(retrograde endocannabinoid signaling)、环磷酸腺苷信号通路(cAMP signaling pathway)、味觉转导(taste transduction),生物钟夹带(circadian entrainment)及嘧啶代谢通路(pyrimidine metabolism)。

综合GO 基因功能和KEGG 通路富集结果,发现“百合-地黄”药对可能通过对氨基酸和神经递质代谢及相关
受体的调控发挥安神作用。

图4 KEGG 通路富集气泡图
2.4 “百合-地黄”药对调节失眠相关通路的潜在协同作用分析
上述76个靶点中,百合作用靶点19个,地黄作用靶点64个,二者共同作用的靶点7个。

将这些靶点按照百合(Cluster#1)、地黄(Cluster#2)分组输入ClueGo 进行Cluster 特有通路分析。

76个靶点均能被ClueGo 识别,百合
作用的19个靶点全部被功能注释,地黄作用的62个靶点被功能注释(两者合计74个,注释率为97.37%)。

百合和地黄特有“靶点-通路”网络见图5。

图中小圆点代表靶点,大圆代表通路,绿色部分为地黄特有,红色部分为百合特有。

结果显示百合(Cluster#1)或地黄(Cluster#2)特有的通路共有17条。

图5 百合和地黄特有“靶点-通路”网络
中药药对又称为对药,即两种药物配合使用起一定协同作用,可相互减弱不良反应或加强疗效,配伍用可产生特殊疗效[21]。

两种不同药材的协同作用可通过以下3种方式实现。

第一种是作用于相同靶点。

本文结果显示,百合和地黄安神的潜在共同靶点有ATP1A3、GABRB3、NR3C1、TNF、TAS1R2、GRIN2C、GRIN2D。

第二种是作用于不同靶点调控相同的通路。

本文结果显示,百合和地黄有共同参与的通路,即神经活动配体-受体相互作用(neuroactive ligand-receptor interaction)。

具体而言,百合的主要作用是调控该通路中的γ氨基丁酸相关受体,包括GABRA1、GABRA2、GABRA3、GABRA4、GABRA5、GABRA6、GABRB1、GABRB2等,而地黄的主要作用是调控腺苷受体(ADORA1、ADORA2A、ADORA2B和ADORA3)、多巴胺受体(DRD1、DRD2、DRD3、DRD4和DRD5)、谷氨酸受体(GRIA1、GRIA2、GRIA3和GRIA4)及促谷氨酸代谢受体(GRM4、GRM7和GRM8)等。

第三种是作用于不同通路产生相同的效应。

本文结果显示,百合特有的通路包括逆行内源性大麻素信号(retrograde endocannabinoid signaling)、氨基丁酸能突触(GABAergic synapse)、味觉传导(taste transduction)、吗啡成瘾(morphine addiction)、尼古丁成瘾(nicotine addiction)等5条通路,地黄特有的通路包括甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢(glycine,serine and threonine metabolism)、氨酰基转运RNA合成(aminoacyl-tRNA biosynthesis)、DNA复制(DNA replication)、碱基剪切修复(base excision repair)、生物钟夹带(circadian entrainment)、环磷酸腺苷信号通路(cAMP signaling pathway)、谷氨酸能突触(glutamatergic synapse)、多巴胺能突触(dopaminergic synapse)、长期抑郁(long-term depression)、可卡因成瘾(cocaine addiction)、安非他明成瘾(amphetamine addiction)、酒精成瘾(alcoholism)等12条通路。

3 讨论
在中医理论中,失眠被称为“不寐”。

《黄帝内经》认为“阴阳失和,阳不入阴”是其基本病机,病位主要在心,同时与其他脏腑密切相关[22]。

现代科学研究表明失眠等睡眠障碍与乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺、谷氨酸和γ氨基丁酸等神经元密切相关[23]。

神经影像学研究发现γ氨基丁酸的水平在慢性失眠患者大脑中较低[24]。

百合和地黄为临床常用中药药对,也是经方百合地黄汤的组成
成分。

百合地黄汤是国家中医药管理局发布的《古代经典名方目录(第一批)》中的药方,常用来治疗百合病,现代临床可用于治疗抑郁症、失眠症、焦虑症、心理亚健康等神经精神系统疾病。

有关百合、地黄改善精神系统疾病的现代药理研究相对有限,作用机制研究也很少。

有研究结果表明,百合地黄汤对慢性应激性抑郁模型大鼠海马神经递质多巴胺表达水平有升高作用[25];有学者研究发现,百合地黄汤可改善失眠模型大鼠行为学和睡眠、降低失眠模型大鼠的中央格停留时间、缩短睡眠潜伏期并延长睡眠持续时间,其改善失眠的机制与调节5-羟色胺和多巴胺组织水平有关[26];还有研究发现,百合能通过增加下丘脑的5-羟色胺和褪黑素水平,降低去甲肾上腺素水平,上调γ氨基丁酸A 型受体和5-羟色胺受体的1A水平发挥改善失眠的作用[27]。

本文的研究发现在一定程度上和上述研究结果是一致的,尤其是通过调节多巴胺水平和γ氨基丁酸受体表达来改善失眠。

除了多巴胺和γ氨基丁酸相关通路以外,本文还指出了“百合-地黄”药对安神的机制可能还包括逆行内源性大麻素、谷氨酸能突触、甘氨酸代谢、环磷酸腺苷信号通路、G蛋白偶联受体信号通路、生物钟夹带等。

这些机制涉及很多与失眠相关的神经递质和激素的代谢,包括内源性大麻素、谷氨酸、环磷酸腺苷、褪黑素、甘氨酸等。

内源性大麻素可以作为逆行信号信使及突触后传递的调节性物质,与其他神经递质系统相互作用,诱发大麻样作用促进睡眠[28];谷氨酸与兴奋性毒性、神经退行性变或神经炎症密切相关,谷氨酸对神经元兴奋性的生理作用是失眠的潜在机理之一[29];通过减少环磷酸腺苷信号传递,增加能降解环磷酸腺苷的磷酸二酯酶4的活性,睡眠剥夺能选择性地损伤海马中依赖环磷酸腺苷和蛋白激酶A的突触可塑性[30];褪黑素是一种黑暗的内源性信号,是人体内部计时系统包括“睡眠-觉醒”周期的重要组成部分,细胞内环磷酸腺苷水平的变化、G蛋白信号蛋白的调节、生物钟夹带等环境的变化均会影响褪黑色介导细胞效应,影响睡眠[31];甘氨酸等氨基酸具有改善睡眠的作用,已经被开发成营养补充剂用于解决睡眠问题,已有研究发现甘氨酸可以作用于N-甲基-D-天门冬氨酸受体,降低核心体温,改善睡眠[32]。

上述通路都已被明确和睡眠有显著的关联性,但是目前“百合-地黄”药对改善睡眠相关研究未对其进行研究。

因此本研究结果的重要意义之一是为后续“百合-地黄”药对改善睡眠的作用机制研究提供参考方向。

和其他的网络药理学研究相比[33],本文有两个特点:一是省略了化学成分筛选步骤,主要原因是TCMIP数据库已经包含了这部分数据,而且通过成药性级别设置选择可以方便快速地筛选出候选药材中成药性好的化合物及对应的靶点;二是采用了可视化效果非常好的ClueGo分析工具,用其构建的“靶点-通路”网络可以将来源于百合和地黄的特有靶点和通路以不同的颜色呈现,方便探讨其协同作用机制。

4 结语
本文利用系统药理学方法对“百合-地黄”药对安神的潜在作用机制的研究分析发现,“百合-地黄”药对可能作用于76个安神相关的靶点,通过调节γ氨基丁酸能突触、多巴胺能突触、谷氨酸能突触、逆行内源性大麻素信号、甘氨酸代谢、环磷酸腺苷信号等通路参与神经递质分泌和氨基酸代谢,从而发挥其安神作用。

百合和地黄可能通过作用于相同靶点、不同靶点作用于不同通路发挥协同作用。

本文不仅为“百合-地黄”药对安神的作用机制研究提供了参考,也为中药药对功效和机制解释提供了参考。

作为以理论分析为主的前瞻性研究,后续亟待开展体外细胞实验和体内动物实验,以验证本研究发现的作用机制。

【参考文献】
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