吳文韜 李俊熙 尹曉清

摘要：目的? 從藥物、疾病、靶點角度研究沙參麥冬湯治療肺癌的作用機(jī)制，為進(jìn)一步實驗驗證提供理論基礎(chǔ)。方法? 通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺（TCMSP）及中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫（TCMID）收集沙參麥冬湯藥物有效成分，導(dǎo)入PubChem數(shù)據(jù)庫獲取有效成分結(jié)構(gòu)，將結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Swiss TargetPrediction數(shù)據(jù)庫進(jìn)行靶點預(yù)測;通過GeneCards數(shù)據(jù)庫收集肺癌靶點，將有效成分靶點與肺癌靶點取交集，并繪制中藥-有效成分-疾病網(wǎng)絡(luò);通過String數(shù)據(jù)庫及Cytoscape 3.8.0軟件構(gòu)建蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò);通過DAVID數(shù)據(jù)庫對交集靶點進(jìn)行GO功能富集與KEGG通路富集。結(jié)果? 收集并篩選沙參麥冬湯有效成分56個，靶點852個，肺癌疾病靶點614個，二者交集靶點145個，主要靶點有SRC、PIK3CA、MAPK1、MAPK3、PIK3R1等。GO功能富集得到生物過程條目604個、細(xì)胞成分條目78個、分子功能條目124個;KEGG通路富集共計143條信號通路，主要涉及癌癥通路、癌癥中蛋白多糖、PI3K-Akt信號通路、癌癥中心碳代謝等。結(jié)論? 本研究揭示了沙參麥冬湯在肺癌治療中多成分、多靶點、多途徑的作用特點，為后續(xù)研究提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：沙參麥冬湯;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);肺癌;信號通路;靶點

中圖分類號：R285;R259??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A??? 文章編號：2095-5707（2021）02-0006-05

DOI： 10.3969/j.issn.2095-5707.2021.02.002??????? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Mechanism of Shashen Maidong Decoction in Treatment of Lung Cancer Based on Network Pharmacology

WU Wen-tao1， LI Jun-xi1， YIN Xiao-qing2*

（1. Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China; 2. The First Hospital of Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410007，China）

Abstract： Objective To study the mechanism of Shashen Maidong Decoction in treatment of lung cancer from the perspective of drug， disease， and target; To provide theoretical basis for further experimental verification. Methods The main active components of Shashen Maidong Decoction were collected and screened by TCMSP and TCMID， which were imported into the PubChem database to obtain the active component structure， and the structure was imported into the Swiss TargetPrediction database for target prediction; the target of lung cancer was predicted by GeneCards database， the common targets were screened and integrated， and TCM-active components-disease network was pictured. A common target PPI network was constructed using String database and Cytoscape 3.8.0 software; GO and KEGG enrichment analysis were performed on the common target using DAVID database combined with Cytoscape software. Results Totally 56 active components， 852 targets， 614 lung cancer disease targets， and 145 common targets of Shashen Maidong

原發(fā)性支氣管肺癌簡稱肺癌，是我國及世界范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤之一[1]。肺癌屬中醫(yī)“肺積”“咳嗽”“咳血”“胸痛”范疇，多由正氣內(nèi)虛、感受邪毒、情志抑郁、飲食損傷、宿有舊疾等所致，使臟腑功能失調(diào)，氣血津液運行失常而產(chǎn)生氣滯、血瘀、痰凝、濕濁、熱毒等病理變化?！端貑枴び駲C(jī)真臟論篇》曰：“大骨枯槁，大肉陷下，胸中氣滿，喘息不便，內(nèi)痛引肩項，身熱脫肉破?，真臟見，十月之內(nèi)死?！狈伟┎∥恢饕诜危瑫r傳變肝、脾、腎，總屬本虛標(biāo)實，以五臟虧虛為本，痰、熱、瘀為標(biāo)，隨著疾病進(jìn)展常伴有干咳、少痰、胃部隱痛、五心煩熱等癥，屬肺胃陰虛證。

已有研究表明，沙參麥冬湯對臨床出現(xiàn)肺胃陰虛證的早期肺癌術(shù)后及中晚期化療患者療效顯著[2-4]。沙參麥冬湯出自《溫病條辨·卷一》，由南沙參、北沙參、麥冬、桑葉、白扁豆、天花粉、玉竹組成，以南沙參、北沙參、麥冬清養(yǎng)肺胃，玉竹、天花粉生津解渴，白扁豆益氣培中，輔以桑葉清宣燥熱，7味藥合而成方，治以清養(yǎng)肺胃、生津潤燥，在長期臨床應(yīng)用中取得較好療效[5-6]。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析沙參麥冬湯藥物成分，預(yù)測其治療肺癌的潛在靶點，進(jìn)而揭示沙參麥冬湯治療肺癌作用機(jī)制。

1? 材料與方法

1.1? 沙參麥冬湯有效成分收集與篩選

通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺（TCMSP，http：//tcmspw.com/tcmsp.php）及中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫（TCMID，http：//119.3.41.228：8000/ tcmid/）整合沙參麥冬湯中南沙參、北沙參、麥冬、桑葉、白扁豆、天花粉、玉竹7味中藥的有效成分，根據(jù)人體藥物的吸收、分布、代謝、排泄、毒性參數(shù)，以口服生物利用度（OB）≥30%且類藥性（DL）≥0.18為限定條件篩選沙參麥冬湯中主要有效成分。

1.2? 中藥有效成分靶點預(yù)測與共同靶點篩選

通過PubChem數(shù)據(jù)庫（https：//pubchem.ncbi. nlm.nih.gov）獲取中藥有效成分結(jié)構(gòu)，將其3D結(jié)構(gòu)保存為SDF格式。將有效成分結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Swiss TargetPrediction數(shù)據(jù)庫（http：//www.swisstarget prediction.ch）中進(jìn)行靶點預(yù)測，剔除未能預(yù)測的有效成分，獲取中藥有效成分靶點。

通過GeneCards數(shù)據(jù)庫（https：//www.genecards. org）檢索“肺癌”（Lung Cancer）靶點，以Score≥30為條件獲取疾病靶點。將中藥有效成分預(yù)測靶點與肺癌疾病靶點取交集，獲得成分-疾病共同靶點，使用Cytoscape3.8.0繪制中藥-有效成分-疾病網(wǎng)絡(luò)。

1.3? 蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

將共同靶點導(dǎo)入String數(shù)據(jù)庫（http：//www. string-db.org），設(shè)定最低要求互動分?jǐn)?shù)為最高置信度0.90，得到蛋白相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)。

將PPI網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)入Cytoscape3.8.0使結(jié)果可視化，并使用Network Analyzer功能計算Degree值，根據(jù)Degree值對靶點進(jìn)行篩選分析。

1.4? GO功能富集與KEGG通路富集

將共同靶點導(dǎo)入DAVID數(shù)據(jù)庫（https：//david. ncifcrf.gov），將Select Identifier選擇為Official gene symbol，Gene list與Background選擇Homo sapiens，依次導(dǎo)出生物過程（BP）、細(xì)胞成分（CC）、分子功能（MF），并進(jìn)行KEGG通路富集分析，選擇P值升序前10數(shù)據(jù)，取-LgP，-LgP值越大表明富集程度越高。

2? 結(jié)果

2.1? 沙參麥冬湯有效成分篩選

通過TCMSP及TCMID數(shù)據(jù)庫收集中藥有效成分480個，包括南沙參82個、北沙參35個、玉竹62個、桑葉269個、白扁豆14個、天花粉15個、麥冬3個，經(jīng)過篩選后得到主要有效成分56個：南沙參5個、北沙參8個、玉竹8個、桑葉29個、白扁豆1個、天花粉2個、麥冬3個。

2.2? 靶點預(yù)測與共同靶點篩選

將56個中藥有效成分導(dǎo)入PubChem數(shù)據(jù)庫，剔除無法獲得結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)種類不明確的有效成分，得到有效成分42個，導(dǎo)入Swiss TargetPrediction數(shù)據(jù)庫進(jìn)行靶點預(yù)測，共得到預(yù)測靶點4511個，去除重復(fù)靶點后，得到中藥有效成分靶點852個。通過GeneCards數(shù)據(jù)庫獲取肺癌疾病靶點614個。將中藥有效成分靶點與肺癌靶點取交集，得交集靶點145個，中藥-有效成分-靶點網(wǎng)絡(luò)見圖1。

2.3? 蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)

PPI網(wǎng)絡(luò)（圖2）中包括137個節(jié)點，805條邊（其中ADA、MTAP、TLR9、HPGD、CTSB、ACE、FASN、SETD2無相互作用），根據(jù)Degree值大小設(shè)定節(jié)點大小，一般認(rèn)為節(jié)點越大，Degree值越大，節(jié)點連接的邊數(shù)越多，該相互作用蛋白在PPI網(wǎng)絡(luò)中越重要，Degree值≥20的靶點見表1。

2.4? GO功能富集與KEGG通路富集結(jié)果

BP富集結(jié)果共計604個，主要富集于凋亡過程負(fù)調(diào)控、蛋白質(zhì)自我磷酸化、肽基酪氨酸磷酸化、細(xì)胞增殖正調(diào)控、磷脂酰肌醇介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)磷酸化、藥物反應(yīng)、蛋白質(zhì)磷酸化正調(diào)控、ERK1和ERK2級聯(lián)正調(diào)控、細(xì)胞遷移正調(diào)控。根據(jù)“Term”與“-LgP”繪制對應(yīng)條圖，見圖3。

CC富集結(jié)果共計78個，主要富集于細(xì)胞漿、細(xì)胞核、核質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞表面、線粒體、質(zhì)膜、受體復(fù)合體、黏著斑、膜筏。根據(jù)“Term”與“-LgP”繪制對應(yīng)條圖，見圖4。

MF富集結(jié)果共計124個，主要富集于ATP結(jié)合、蛋白質(zhì)結(jié)合、跨膜受體蛋白酪氨酸激酶活性、蛋白酪氨酸激酶活性、激酶活性、酶結(jié)合、蛋白激酶活性、磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸3-激酶活性、同一蛋白結(jié)合、蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶活性。根據(jù)“Term”與“-LgP”繪制對應(yīng)條圖，見圖5。

KEGG通路富集共計143條信號通路，主要富集于癌癥通路、前列腺癌、癌癥中蛋白多糖、PI3K-Akt信號通路、癌癥中心碳代謝、胰腺癌、乙型肝炎、慢性粒細(xì)胞白血病、膀胱癌、Ras信號通路。根據(jù)“Term”與“-LgP”繪制對應(yīng)條圖，見圖6。

3? 討論

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)整合基因、蛋白質(zhì)、DNA等生物分子，揭示了中藥靶點與疾病之間的關(guān)系，并構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)，分析細(xì)胞生物過程、細(xì)胞成分、分子功能等[7]，深刻體現(xiàn)了由整體到局部再到整體的中醫(yī)整體觀念，中醫(yī)學(xué)在分析疾病的病理狀況時，先從整體出發(fā)，將重點放在局部病變引起的整體病理變化上，將局部變化與整體病理反應(yīng)統(tǒng)一，與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探究方向極為相似。本文基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，結(jié)合中醫(yī)整體觀念，選取沙參麥冬湯，探究其在肺癌治療中的作用機(jī)制，為臨床治療提供依據(jù)。

本文對沙參麥冬湯中君藥南沙參、北沙參、麥冬，臣藥玉竹、天花粉，佐藥桑葉、白扁豆的有效藥物成分進(jìn)行收集與篩選，得到有效成分480個，其中部分有效成分對肺癌治療的作用機(jī)制明確，如玉竹多糖在以人肺癌細(xì)胞A549為模型的情況下，能有效抑制體外肺癌細(xì)胞的增殖[8]。同時基于GeneCards數(shù)據(jù)庫，得到肺癌靶點614個，篩選出肺癌與沙參麥冬湯交集靶點145個，將交集靶點構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)。本研究篩選出的共有靶點與已有研究中肺癌肺胃陰虛證靶點蛋白具有高度相似性[9-10]。

GO富集分析結(jié)果表明，沙參麥冬湯涉及多方面分子功能，如對酪氨酸激酶活性的影響。已有研究表明，阿帕替尼通過選擇性抑制血管生長因子受體酪氨酸激酶活性達(dá)到抑制腫瘤生長的目的[11]。呂冰潔等[12]研究表明，非小細(xì)胞肺癌的癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移表型涉及ERK1/2信號通路。楊熹等[13]認(rèn)為，通過抑制磷脂酰肌醇介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可抑制非小細(xì)胞肺癌的癌細(xì)胞侵襲和遷移。崔麗等[14]研究表明，部分化療藥物作用機(jī)制可能與線粒體途徑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡相關(guān)。

KEGG通路富集分析結(jié)果表明，沙參麥冬湯涉及癌癥通路、癌癥中蛋白多糖、PI3K-Akt信號通路、癌癥中心碳代謝等。王曉燕等[15]認(rèn)為，可以在葡萄糖轉(zhuǎn)運和能量代謝途徑中阻斷失調(diào)的癌基因或恢復(fù)功能喪失的腫瘤抑制基因，以探索治療肺癌的方法。Gupta等[16]表明，蛋白多糖具有靶向增強(qiáng)細(xì)胞抗腫瘤的功能，但目前對其功能機(jī)制的認(rèn)識尚不明確。PI3K-Akt信號通路具有調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、蛋白質(zhì)合成的作用，在癌癥發(fā)病中PI3K-Akt信號通路通過多方面抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖、腫瘤轉(zhuǎn)移及新生血管生成[17]。

綜上，基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析沙參麥冬湯治療肺癌的有效成分及靶點，初步揭示了沙參麥冬湯治療肺癌的可能作用機(jī)制，為藥物研發(fā)等提供參考。但本研究僅局限于數(shù)據(jù)庫信息挖掘，其結(jié)論有待進(jìn)一步實驗研究或臨床試驗加以佐證。

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（收稿日期：2020-11-30）

（修回日期：2020-12-15;編輯：鄭宏）