崔國倩,項艷,曲曉洋,相萍萍,朱粉霞,謝亞萍
(南京中醫(yī)藥大學附屬中西醫(yī)結合醫(yī)院,江蘇省中醫(yī)藥研究院國家中醫(yī)藥管理局中藥口服釋藥系統(tǒng)重點實驗室,江蘇 南京 210028)
格雷夫斯病(Graves diseases,GD),亦稱彌漫性毒性甲狀腺腫,是一種體內(nèi)甲狀腺激素分泌增多的自身免疫性代謝疾病[1],以彌漫性甲狀腺腫和分泌功能亢進為主要特征,為甲狀腺功能亢進癥(簡稱甲亢)最常見的類型,約占甲亢的85%[2]。近年來,該病呈患病率逐年增多和起病年輕化的趨勢[3-5],還與許多潛在的致命疾病如心臟衰竭、心肌梗死、中風等密切相關,甚至會增加自殺及全因死亡風險[6-8]。
中醫(yī)根據(jù)GD的臨床癥狀,可將其歸屬于“癭氣”和“癭病”的范疇。關于GD的發(fā)病病機,雖各方醫(yī)家持有不同觀點,但多認為肝郁及陰虛為其主要病因[9]。臨床表現(xiàn)主要以臟腑氣血功能失調(diào)、肝氣郁結、經(jīng)脈氣機阻遏,內(nèi)郁日久而生痰化火、耗損陰津,最終痰氣郁結交互阻于頸項而發(fā)癭瘤[2]。
GD的臨床治療主要包括抗甲狀腺藥物(Antithyroid drugs,ATDs)、放射性治療和手術治療,但普遍存在緩解率低、復發(fā)率高、長期療效不理想、并發(fā)癥多等問題[10]。為此,尋求更有效的治療方法和藥物迫在眉睫。
瀉火消癭方是江蘇省中西醫(yī)結合醫(yī)院應用多年的臨床協(xié)定經(jīng)驗方,其組成為龍膽、夏枯草、黃芩、生地黃、百合、知母及穿山龍[11],是在龍膽瀉肝湯的基礎上化裁凝練而成,具有清肝瀉火、滋陰寧心的功效。在前期臨床研究中發(fā)現(xiàn)瀉火消癭方有助于GD患者甲狀腺功能迅速恢復,提高疾病恢復率,減少ATDs的應用[12],但其治療GD的藥效物質基礎和具體機制并不清楚,有待進一步闡明。
本研究基于網(wǎng)絡藥理學和分子對接技術,通過網(wǎng)絡藥理學篩選、預測和查找瀉火消癭方的活性化學成分和作用靶點,構建“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡、靶點蛋白相互作用(PPI)、靶點功能通路等多層次生物信息網(wǎng)絡,進而用分子對接進行驗證,揭示瀉火消癭方治療GD的藥效物質基礎和作用機制,為臨床應用提供理論依據(jù)(圖1)。
圖1 研究思路
借助TCMSP數(shù)據(jù)庫(http://tcmspw.com)和CNKI數(shù)據(jù)庫(https://www.cnki.net/),收集瀉火消癭方中龍膽草、夏枯草、黃芩、生地黃、百合、知母、穿山龍7味藥材的化學成分。以口服吸收利用度(Oral bioavailability,OB)≥20%,藥物相似性(Drug likeness,DL)≥0.18作為參數(shù)進行篩選,獲取瀉火消癭方的化學成分數(shù)據(jù)集。進而通過PubChem數(shù)據(jù)庫(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)獲得每個化合物的2D結構集;再使用Chem3D 19.0將其轉化成mol2文件。利用Discovery Studio(DS)2016軟件對瀉火消癭方中化學成分的3D結構進行預處理,從而生成瀉火消癭方中化學成分的3D結構數(shù)據(jù)庫。
基于Swiss Target Prediction數(shù)據(jù)庫(www.swisstargetprediction.ch/),以Probability值>0.5為參數(shù)篩選靶點,同時結合DrugBank數(shù)據(jù)庫(https://www.drugbank.ca/)和PharmMapper數(shù)據(jù)庫(http://www.lilab-ecust.cn)提供的靶點信息,反向預測瀉火消癭方中化學成分所作用的潛在靶點。將各個數(shù)據(jù)庫的預測結果取并集,并刪除重復結果,最終獲得瀉火消癭方中化學成分的作用靶點集。
以“Graves diseases”為關鍵詞,在TTD(http://bidd.nus.edu.sg/)、DisGeNET(http://www.disgenet.org/)和GeneCards(https://www.genecards.org/)數(shù)據(jù)庫中搜索獲得GD疾病相關靶點集。
將以上篩選出的瀉火消癭方化學成分作用靶點集,與尋獲的GD相關疾病靶點集取交集,即獲得瀉火消癭方化學成分治療GD的潛在作用靶點集。通過UniProt數(shù)據(jù)庫將交集靶點規(guī)范為人源(Homo Sapiens)的標準基因,作為靶點標準化名稱。
標識以上靶點集對應屬性,導入Cytoscape3.6.1構建瀉火消癭方“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡。再將瀉火消癭方中化學成分的靶點蛋白導入STRING數(shù)據(jù)庫(https://string-db.org/),物種選擇“Homo Sapiens”,構建PPI網(wǎng)絡。
為進一步分析瀉火消癭方化學成分治療GD的潛在作用靶點集的基因功能以及在信號通路中的作用,將其官方簡稱上傳到Matescape數(shù)據(jù)庫(http://metascape.org/),設定閾值P<0.01,同時Background選擇“Homo Spanies”,經(jīng)上述數(shù)據(jù)庫檢索和轉化操作,分別進行蛋白的GO富集分析和KEGG代謝通路富集分析,并對富集分析結果進行可視化處理[13]。
利用DS 2016軟件構建關鍵靶點的分子對接模型,進而與瀉火消癭方中篩選出的主要活性化合物,進行分子對接,分析對接結果。并與GD陽性藥分子比較,驗證網(wǎng)絡分析結果的可靠性。首先在PDB數(shù)據(jù)庫下載瀉火消癭方活性化學成分治療GD關鍵靶點的蛋白晶體結構,選擇人源受體、解析度小于2.5 ?并具有配體的蛋白復合物,以保證對接的精度。采用DS 2016中CleanProtein工具對蛋白進行預處理,根據(jù)PDB晶體原配體的空間位置定義活性口袋,Conformation method參數(shù)設置為“Best”,Docking preferences參數(shù)設置為“High quality”,其余參數(shù)為默認。將原配體抽出后重新對接到蛋白的活性口袋中,根據(jù)對接后的配體分子與原配體分子的均方根偏差(RMSD)大小判斷對接程序參數(shù)設置的合理性以及對該晶體復合物的實用性,一般認為當RMSD≤2 ?時說明分子對接模型能夠較好地重現(xiàn)原配體與蛋白的結合模式,對接結果有較高的可靠性[14]。再將瀉火消癭方中潛在活性成分及抗GD陽性藥分子導入DS 2016中進行分子對接,計算對接打分值(-CDOCKER ENERGY)。
當-CDOCKER ENERGY值高于原配體時,可認為成分與靶點具有較高的結合活性,以此作為標準對分子對接結果進行評價,并與陽性藥分子的-CDOCKER ENERGY值對比。
通過TCMSP數(shù)據(jù)庫共檢索到多個化合物(符合條件OB≥20%,DL≥0.18),其中龍膽含有17個成分,夏枯草含有16個成分,黃芩含有36個成分,百合含有9個成分,知母含有15個成分以及穿山龍含有4個成分成分。對于生地黃,通過TCMSP數(shù)據(jù)庫不能檢索到其化合物,我們通過查閱文獻,得到生地黃中的化學成分[15-17],進而在TCMSP網(wǎng)站中查看其OB值和DL值,最終有7個化學成分符合條件,因此,選擇這7個化合物作為生地黃的主要成分。知母中的芒果苷和知母皂苷BⅡ是2020年版《中國藥典》中規(guī)定的指標性成分,但是在TCMSP網(wǎng)站中未檢索到芒果苷的OB值和DL值,檢索到知母皂苷BⅡ的OB值和DL值分別為3.11和0.04,因其比較重要,亦將其添加上[18]。去掉7個重復成分(齊墩果酸、異葒草素、β-谷甾醇、山柰酚、西托糖苷、植物甾醇和豆甾醇葡萄糖苷)。因此,共確定瀉火消癭方化學成分92個。
收集到的化學成分較多,因此對其進行一個分類分析。圖2的圓環(huán)圖表明,瀉火消癭方中化學成分主要集中在黃酮類,其次分別是萜類、甾體和生物堿等。
圖2 瀉火消癭方中化學成分的主要結構類型
在DrugBank、PharmMapper及Swiss Target Prediction數(shù)據(jù)庫上傳92個化學成分結構信息,獲取其作用靶點,將3個數(shù)據(jù)庫獲得的人源靶點進行匯總并去除重復靶點,最終獲得與瀉火消癭方化學成分相關的人源靶點1 154個。
以“Graves diseases”為關鍵詞,利用TTD、GeneCards和OMIM數(shù)據(jù)庫對靶點進行檢索,去重以后共獲得GD相關靶點1 467個。
將瀉火消癭方中化學成分作用的1 154個潛在作用靶點映射到1 467個GD靶點集中,最終獲得瀉火消癭方治療GD的潛在作用靶點為227個(圖3)。其中君藥龍膽化學成分共占154個靶點,臣藥夏枯草和黃芩分別占121、160個靶點,佐藥生地黃、百合、知母和穿山龍分別占71、114、149、68個靶點。
圖3 瀉火消癭方反向找靶及治療GD潛在作用靶點研究
借用Cytoscape構建網(wǎng)絡圖,可以直觀顯示7味中藥成分和靶點的關系及其重要性。如圖4所示,圖中共有326個節(jié)點,2 924條網(wǎng)絡。度值(Degree)是指連接該節(jié)點的邊的數(shù)量,連接該點的邊越多,度值越大,說明與該點相關的網(wǎng)絡越復雜[13]。在軟件中設置節(jié)點大小與顏色反映Degree的變化,節(jié)點越大、顏色越深,則Degree越大,從而構建瀉火消癭方對GD的潛在治療靶點網(wǎng)絡。
從圖4可看出,成分中Degree最大的是植物甾醇(E1,Degree=132),其次是西托糖苷(D1,Degree=120)、β-谷甾醇(B1,Degree=107)、豆甾醇葡萄糖苷(F1,Degree=80)、山柰酚(C1,Degree=72)、齊墩果酸(A1,Degree=68)和異葒草素(A2,Degree=65),均為重復成分。以Degree為依據(jù)進行靶點排序,前15位靶點分別為CA2、CA1、ESR2、MET、EGFR、SRC、FLT3、PTGS2、ESR1、ABCB1、IGF1R、MMP9、MMP3、PIK3CG、NOX4。
圖4 瀉火消癭方“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡圖
將篩選出的227個靶點導入STRING平臺構建PPI表。利用Cytoscape進行PPI網(wǎng)絡分析,同時利用Cytoscape模塊分析功能進行聚類分析,從而得到最佳模塊。如圖5所示,將最佳功能模塊分為模塊一(MCODE-1)、模塊二(MCODE-2)、模塊三(MCODE-3)、模塊四(MCODE-4)、模塊五(MCODE-5)、模塊六(MCODE-6)。
圖5 瀉火消癭方干預GD的PPI網(wǎng)絡圖
網(wǎng)絡中PPI靶點有227個,2 935條邊代表了蛋白之間相互作用關系。通過10種計算方法(MCC、Degree、MNC、EPC、BottleNeck、EcCentricity、Closeness、Radiality、Betweenness、Stress),選出各方法計算出的前50位靶點,并取其交集,分別是EGFR、SRC、JUN、HSP90AA1、TP53、HSPA1A、MAPK3、GRB2、STAT3、ESR1、MAPK14、PIK3R1、CTNNB1、HPSAS、HDAC1、PARP1、HDAC2、CCND1,推測以上18個靶點可能是瀉火消癭方治療GD的關鍵靶點。
再將獲得的227個瀉火消癭方治療GD的潛在作用靶點導入到Metascape數(shù)據(jù)庫,應用分子復合物檢測(MCODE)算法來識別PPI網(wǎng)絡,按照P值將PPI網(wǎng)絡劃分得到最佳功能模塊,具體結果如圖6。
圖6 PPI模塊分析
其中MCODE-1為圖7中的紅色節(jié)點,主要參與癌癥通路(Pathways in cancer)、Rap1信號通路(Rap1 signaling pathway);MCODE-2為圖7中的藍色節(jié)點,主要參與癌癥通路(Pathways in cancer)、癌癥中蛋白聚糖(Proteoglycans in cancer);MCODE-3為圖7中綠色節(jié)點,主要參與神經(jīng)活性配體-受體相互作用(Neuroactive ligand-receptor interaction);MCODE-4為圖7中紫色節(jié)點,主要參與甲型流感(Influenza A);MCODE-5為圖7中橙色節(jié)點,主要參與胰島素抵抗(Insulin resistance)、mTOR信號通路(mTOR signaling pathway);MCODE-6為圖7中黃色節(jié)點,主要參與TNF信號通路(TNF signaling pathway)。
圖7 PPI網(wǎng)絡
通過Metascape數(shù)據(jù)庫對瀉火消癭方與GD交集靶點進行KEGG富集分析和GO富集分析,獲得靶基因參與的通路和生物過程。結果顯示,通過對成分靶蛋白進行生物分析,共得到KEGG通路192條(P<0.05),根據(jù)通路P值,結合生物學信息,選取P值相對較小且靶點富集的20條生物學過程。
以KEGG數(shù)據(jù)庫中富集得到的通路信息繪制KEGG通路氣泡圖,結果見圖8。發(fā)現(xiàn)癌癥通路(Pathways in cancer)、弓形蟲病(Toxoplasmosis)、糖尿病并發(fā)癥AGE-RAGE信號通路(AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications)、癌癥中心碳代謝(Central carbon metabolism in cancer)、神經(jīng)活性配體-受體相互作用(Neuroactive ligand-receptor interaction)、TNF信號通路(TNF signaling pathway)、cAMP信號通路(cAMP signaling pathway)、肌動蛋白細胞骨架調(diào)節(jié)(Regulation of actin cytoskeleton)、利什曼病(Leishmaniasis)、人T細胞白血病病毒1感染(Human T-cell leukemia virus 1 infection)等生物學過程,在瀉火消癭方治療GD中發(fā)揮重要作用。
圖8 KEGG富集分析氣泡圖
將KEGG富集結果與瀉火消癭方“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡圖進行結合,構建“成分-靶點-通路”網(wǎng)絡,結果如圖9所示,其中粉紫色正方形代表信號通路,大小代表-logP值。
圖9 瀉火消癭方成分-靶點-通路網(wǎng)絡圖
GO功能富集分析得到GO條目2 385個(P<0.05),其中生物過程(BP)條目1 988個,細胞組成(CC)條目255個,分子功能(MF)條目142個,選取P值相對較小且靶點富集的20條BP條目繪制GO條目柱狀圖,如圖10所示。BP富集到的條目主要為細胞遷移正向調(diào)控(Positive regulation of cell migration)、對外部刺激反應的正向調(diào)節(jié)(Positive regulation of cell migration)、對有機環(huán)狀化合物的細胞應答(Cellular response to organic cyclic compound)、MAPK級聯(lián)反應的調(diào)控(Regulation of MAPK cascade)、對氮化合物的細胞應答(Cellular response to nitrogen compound)、白細胞與細胞黏附(Leukocyte cell-cell adhesion)、循環(huán)系統(tǒng)進程(Circulatory system process)等;CC主要富集到膜筏(Membrane raft)、膜面(Side of membrane)、細胞的頂端部分(Apical part of cell)、受體復合體(Receptor complex)、囊泡腔(Vesicle lumen)、溶泡(Lytic vacuole)、黑素體(Melanosome)等;MF主要富集到激酶結合(Kinase binding)、蛋白激酶活性(Protein kinase activity)、核受體活性(Nuclear receptor activity)、趨化因子結合(Chemokine binding)、蛋白質結構域特異性結合(Protein domain specific binding)、蛋白質酪氨酸激酶活性(Protein tyrosine kinase activity)、脂質結合(Lipid binding)等。
圖10 GO分析結果
將Metascape數(shù)據(jù)庫與DisGeNET數(shù)據(jù)庫進行連接,采用文本挖掘技術對疾病、復雜疾病和環(huán)境性疾病進行了相關性分析?;蚪M中的所有基因均已用作富集背景,收集P<0.01,最小計數(shù)為3和富集因子>1.5(富集因子是觀察到的計數(shù)與偶然預期的計數(shù)之間的比率)的術語,并根據(jù)其成員相似度將其分組。
結果如圖11所示,從圖中可看出上述篩出的瀉火消癭方的227個靶點與GD具有緊密的關聯(lián)性,GD排在首位,之后依次為腹主動脈瘤(Aortic aneurysm,abdominal)、心肌缺血(Myocardial ischemia)、實驗性糖尿病(Diabetes mellitus,experimental)、肺部疾病(Lung diseases)、糖尿病視網(wǎng)膜病變(Diabetic retinopathy)等。此可證明篩出的227個靶點與其他疾病靶點具有重合靶點,可推測GD與其他疾病具有并發(fā)關系。GD病癥常伴有心血管功能紊亂、呼吸功能異常、肝功能損害等表現(xiàn),特殊情況主要包括Graves眼病、甲亢性心臟病以及周期性麻痹等[2],以上現(xiàn)象均可證明GD與計算出的各個疾病具有緊密關聯(lián)。
圖11 瀉火消癭方與疾病的關聯(lián)分析
進一步從發(fā)育、分化等方面探索227個靶點與各個細胞、組織的關聯(lián)性,從圖12中可發(fā)現(xiàn)瀉火消癭方與HEPG2、HUVEC、DRG、心肌細胞等特異性細胞和肺、脾臟、骨髓、腎臟、肝臟等特異性組織,均具有緊密聯(lián)系。這與上文闡述的GD病變涉及五臟形成對應,證明了瀉火消癭方對GD的治療作用。
圖12 瀉火消癭方與細胞、組織的關聯(lián)分析
為驗證本研究網(wǎng)絡分析結果的準確性,以“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡的Degree為依據(jù)進行化學成分排序,選取前29位化學成分;將瀉火消癭方“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡圖篩選出的關鍵靶點與瀉火消癭方干預GD的PPI網(wǎng)絡圖計算出的關鍵靶點相結合,對這些靶點進行搜索,最終有14個關鍵靶點的配體與受體可用,所以選取這14個靶點作為分子對接的關鍵靶點,分別為SRC、JUN、HSP90AA1、ESR1、HSPA1A、MAPK14、PIK3R1、PARP1、ESR2、IGF1R、PIK3CG、TOP2A、F2及MET;將化學成分與關鍵靶點建立分子對接模型,將原配體從活性口袋中抽離并重新對接,計算對接后的RMSD及-CDOCKER ENERGY值。
結果顯示,SRC、JUN、HSP90AA1、ESR1、HSPA1A、MAPK14、PIK3R1、PARP1、ESR2、IGF1R、PIK3CG、TOP2A、F2、MET分子對接模型RMSD值分別為0.775 9、0.568 4、0.562 4、0.856 8、0.776 2、0.512 0、0.641 0、1.210 2、0.624 4、0.660 4、0.524 6、0.727 8、0.669 1、1.070 5 ?,均小于2 ?,認為能夠較好地重現(xiàn)原配體與蛋白的結合模式,對接結果具有較高可靠性,靶點具體信息見表1,靶點對接模型見圖13。
表1 靶點信息
圖13 靶點對接模型
將上述14個靶點與29個潛在活性成分及3個治療GD的陽性藥成分甲亢平(Y1)、丙硫氧嘧啶(Y2)、甲硫咪唑(Y3),進行對接,對接結果如表2所示。各靶點與陽性藥分子對接結果顯示,瀉火消癭方中部分潛在活性成分與靶點-CDOCKER ENERGY值大于Y1、Y2、Y3與靶點結合的-CDOCKER ENERGY值,表明瀉火消癭方的活性化學成分作用強于陽性藥。結合上述結果,瀉火消癭方中的成分與潛在關鍵靶點具有較好的結合活性,提示瀉火消癭方中藥材可能通過作用于潛在關鍵靶點產(chǎn)生抗GD的作用。
表2 對接結果
通過TCMSP數(shù)據(jù)庫和文獻調(diào)研,基于已定化合物的OB和DL值,得出92個成分,重復成分有7個。篩選出瀉火消癭方治療GD的潛在作用靶點為227個。將以上收集的成分與靶點構建瀉火消癭方“藥材-成分-靶點”網(wǎng)絡。本研究中,以Degree網(wǎng)絡特征為依據(jù)并進行分析,得出瀉火消癭方治療GD潛在有效成分排序表,進而以Degree值中位數(shù)的2倍(Degree=30)為界限,篩選出瀉火消癭方治療GD潛在有效成分29個和潛在靶點14個。
本研究由網(wǎng)絡分析獲得的29個瀉火消癭方治療GD的潛在有效成分,包括植物甾醇、西托糖苷、β-谷甾醇、豆甾醇葡萄糖苷、山柰酚、齊墩果酸、異葒草素、薯蕷皂苷和迷迭香酸等成分。文獻報道異葒草素可通過干擾癌細胞增殖、誘導癌細胞凋亡、調(diào)控活性氧水平等多種途徑實現(xiàn)抗癌目的[19],熊果酸可有效抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞凋亡及影響腫瘤組織的血管生成[20],以上作用與KEGG富集得到的通路信息癌癥通路(Pathways in cancer)結果一致;在對紅景天苷的研究中得知其可通過調(diào)控Nrf2的表達逆轉由AGE引起的HK-2細胞凋亡以及糖尿病導致的腎臟組織損傷[21],這一作用與通路信息糖尿病并發(fā)癥AGE-RAGE信號通路(AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications)息息相關;在對齊墩果酸研究中發(fā)現(xiàn)其會使大鼠的血清甲狀腺素[Thyroxin(e)]水平降低和促甲狀腺素(TSH)水平升高[22],同時發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷元能顯著降低GD大鼠FT3、FT4水平[23],此外迷迭香酸可抑制細胞自噬[24],但都無法確定其具體機制。現(xiàn)有文獻對其他成分的報道較少,其抗GD的藥效及作用機制研究,同樣值得進一步研究。
本研究針對由網(wǎng)絡分析獲得的14個瀉火消癭方治療GD的作用靶點進行討論,ESR1通過甲狀腺激素通路參與DNA相互作用轉錄表達,該基因編碼雌激素受體[25];ESR2是屬于NR3亞家族核激素受體家族的核蛋白,是一種核激素受體,與雌激素的親和力類似于ESR1;IGF1R是激素胰島素樣生長因子1(IGF-1)的細胞表面受體;MAPK1是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,其在機體免疫和炎癥反應中有重要作用[26];當細胞在負面狀態(tài)下,MAPK通路被激活,進而引起細胞增殖、分化和凋亡等方面的改變[27];MET基因編碼的蛋白為肝細胞生長因子受體(HGFR),與多種癌基因產(chǎn)物和調(diào)節(jié)蛋白相關,參與細胞信息傳導、細胞骨架重排的調(diào)控,是細胞增殖、分化和運動的重要因素。以上靶點提示瀉火消癭方可能是通過調(diào)節(jié)體內(nèi)激素分泌水平、激活體內(nèi)免疫系統(tǒng)、促進抗炎反應、加強細胞分化和凋亡機制從而起到治療GD的效果。
此外,對KEGG和GO得到的結果進行分析時發(fā)現(xiàn),瀉火消癭方或許能夠對多種癌癥有所影響。其中KEGG條目有癌癥通路(Pathways in cancer)、癌癥中心碳代謝(Central carbon metabolism in cancer)、TNF信號通路(TNF signaling pathway)等;GO分析得到細胞遷移正向調(diào)控(Positive regulation of cell migration)、對外部刺激反應的正向調(diào)節(jié)(Positive regulation of cell migration)、對有機環(huán)狀化合物的細胞應答(Cellular response to organic cyclic compound)、對氮化合物的細胞應答(Cellular response to nitrogen compound)等條目,可推測瀉火消癭方或許能夠干預多種癌癥的進程,但詳細的作用機制有待于后期研究。
GD病變涉及心、肝、脾三臟,肝郁化火,則見肝火亢旺。母病及子,致心火亢盛。肝木乘脾,脾失健運,釀生痰濕,痰氣交阻,血行不暢,氣、血、痰壅結頸前,痰氣郁結化火,終致心肝火旺。瀉火消癭方重用君藥龍膽清瀉肝膽實火,清利肝經(jīng)濕熱,臣以夏枯草、黃芩增強君藥清肝瀉火之力,切合前述GD肝火旺盛的病機。GD損傷肝陰的同時,也會傷及心陰,出現(xiàn)心悸、煩躁、脈數(shù)等癥。故用生地黃、百合、知母滋陰養(yǎng)血,以使標本兼顧,其中知母既善降火,又能滋陰。反佐穿山龍既防君臣寒涼太過,又防陰傷血澀之變。全方共奏清肝瀉火、滋陰寧心之功[12]。
為了進一步闡述瀉火消癭方的配伍機制,對前文網(wǎng)絡藥理學得出的化學成分藥效Degree排序,并進行分析(見圖4),發(fā)現(xiàn)其化學成分分布情況與復方藥材配伍有極大的相關性。龍膽中有12個化學成分排在前30位,說明其在瀉火消癭方中發(fā)揮了君藥的重要作用。再以Degree的中位數(shù)(Degree=27)為限,對化學成分進行分析,君藥龍膽,臣藥夏枯草和黃芩的化學成分較多,龍膽有13個化學成分,夏枯草有13個化學成分,黃芩有22個化學成分,而生地黃、百合、知母、穿山龍分別有3、6、6、1個化學成分。推測龍膽為關鍵藥材,夏枯草與黃芩對龍膽具有協(xié)同效應,促進和加強其對GD的治療,生地黃、百合、知母及穿山龍對治療GD起輔助補充之效。有文獻證明夏枯草多糖影響GD小鼠甲狀腺激素的合成和分泌[28];同時,近期研究發(fā)現(xiàn)瀉火消癭方中的重要成分黃芩苷可通過抑制mTOR信號通路重塑Tfh/Tfr細胞的平衡[29];文獻報道表明甲亢初期加用百合能夠降低Thyroxin(e)水平[30];知母主要成分知母皂苷能降低異常升高的β受體濃度,降低甲狀腺激素對CAMP的激活作用[31];且穿山龍主要成分薯蕷皂苷元可以緩解甲狀腺腫大癥狀[32]。以上文獻可證明復方中的藥材可在多方面緩解GD,從而改善GD病況。
夏枯草化學成分中包含7個重復的化學成分,即存在較多重復的分子作用靶點,或可說明其作為臣藥輔助龍膽可加強對GD的治療作用。黃芩化學成分含量占比第一(36/104),分子作用靶點最多(160),其中有17個靶點為黃芩所獨有的,說明此藥是對瀉火消癭方作用靶點的擴充。百合和知母化學成分包含全方中Degree最大的植物甾醇(Degree=132),且無特有靶點,或可說明其在治療GD中,起到增強君藥與臣藥療效的功用。
由成分-靶點網(wǎng)絡(圖4)可知重復成分具有較大Degree的化學成分,包括植物甾醇(Degree=132)、西托糖苷(Degree=120)、β-谷甾醇(Degree=107)、豆甾醇葡萄糖苷(Degree=80)、山柰酚(Degree=72)、齊墩果酸(Degree=68)和異葒草素(Degree=65),同時也是對接較好的成分(表2)。由此可得,單個成分可作用于多個靶點,或多個成分作用于同一個靶點,體現(xiàn)出中藥復方多成分、多靶點協(xié)同作用的特點。且復方中藥材成分相互重合,推測在合理配伍之后,利用其相互間的協(xié)同作用,可提高療效或減少不良反應,適應復雜病情的治療。
由前述研究可知,瀉火消癭方中7味中藥所含共同靶點為227個,其中君藥龍膽占154個,臣藥夏枯草和黃芩在共同靶點中分別占121、160個,佐藥生地黃、百合、知母和穿山龍分別占71、114、149、68個。表明7味藥材具有大量的重疊靶點,說明復方藥材通過增強共同靶點的作用而改善GD病癥,揭示了復方用藥的原理。
本研究基于網(wǎng)絡藥理學和分子對接技術,通過計算機挖掘網(wǎng)絡藥理學數(shù)據(jù)庫方法對瀉火消癭方進行靶點預測和通路分析,并對其活性成分的抗GD作用機制進行探究。同時借助分子對接技術對瀉火消癭方的核心成分與治療GD潛在靶點的結合能力進行研究,從而明確瀉火消癭方的主要調(diào)控靶點,提示臨床用該方治療GD的合理性,為其后續(xù)療效評價指標的篩選提供依據(jù)和方向。