基于网络药理学方法分析中药临床治疗胸痹的作用机制

[摘要] 胸痹在现代医学主要属于冠心病范畴，中医药治疗胸痹疗效显著。该研究采用网络药理学的方法对中医药治疗胸痹方剂核心中药配伍的潜在作用机制进行了系统的研究。首先，筛选中国期刊全文数据库（CNKI）中运用中医方剂治疗胸痹的临床研究文献。其次，运用中医传承辅助平台软件（V2.5）建立数据库，分析中医药治疗胸痹的用药规律及核心中药配伍。最后，通过BATMANTCM在线分析工具对核心中药配伍进行KEGG通路分析，揭示核心中药配伍治疗胸痹的潜在作用信号通路。结果表明，临床治疗胸痹的核心中药配伍其作用的潜在信号通路为钙离子和cGMPPKG信号通路。该研究为中医药治疗胸痹用药规律和作用机制研究提供了一种新的研究策略。

[关键词] 胸痹； 中医药； 网络药理学； 中医传承辅助平台； BATMANTCM

Mechanism analysis of traditional Chinese medicine in clinical

treatment of thoracic obstruction based on network pharmacology

DUAN Jinlong1， YAO Kuiwu1*， FENG Xiaoxiao1， CAO Jue1，2， YU Zhou1

（1. Guang′anmen Hospital， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100053， China；

2. Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China）

[Abstract] Thoracic obstruction is mainly attributed to the scope of coronary heart disease in modern medicine， and traditional Chinese medicine（TCM） shows a significant effect in the treatment of thoracic obstruction. In this research， a network pharmacology method was carried out to systemically study the underlying mechanism of the core herbal compatibility in TCM on the thoracic obstruction. First， we collected the literature about TCM prescriptions for treating thoracic obstruction from CNKI. Then， a prescription database was establish by TCM inheritance support platform system（V2.5） to determine the medication rules and core herbal compatibility in TCM. Finally， to obtain the potential signaling pathways， KEGG pathway analysis was performed by BATMANTCM online analysis tool. Results showed that the potential signal pathway of core herbal compatibility in TCM for the clinical treatment of thoracic obstruction was calcium ion and cGMPPKG signaling pathway. This study provided a new research strategy for the study of the medication rules and mechanism of traditional Chinese medicine in the treatment of thoracic obstruction.

[Key words] thoracic obstruction； traditional Chinese medicine（TCM）； network pharmacology； TCM Inheritance Support Platform System； BATMANTCM

胸痹是以胸部憋悶或发作性心胸疼痛，重则胸痛彻背，短气，喘息不得卧等为主要表现的一种疾病。在现代医学主要属于冠心病范畴，因其高的发病率和死亡率，严重危害百姓的健康[1]。研究表明，中医药可以改善血管内皮功能[2]，减少血小板聚集，抑制炎症反应[3]，清除氧自由基[4]，进而改善冠心病患者的临床症状。现阶段对胸痹的相关文献研究主要集中在中医病因研究、经验总结及古代医案分析等几个方面，缺少对于用药规律及作用机制的深入研究。本文收集整理了近10年中医药治疗胸痹的临床研究文献，并对胸痹用药规律及潜在作用信号通路进行了分析，为今后胸痹的临床和基础研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 处方来源

登陆CNKI主页面，选择其中“高级检索”，以“胸痹”作为关键词进行检索，文献的发表时间设置为从2007年1月1日至2017年5月13日，其余条件均为默认，结果检索到相关文献1 430条。

1.2 纳入标准

中医药口服治疗胸痹的临床研究；文献方剂有明确的药物组成及详细剂量；实验结果具有明确疗效；中药剂型为汤剂。

1.3 排除标准

非临床研究，包括动物实验、经验总结、个案报道等；中药贴敷、耳穴等中药外用手段治疗胸痹者；中药口服剂型为非汤剂者；文献方剂组成或药物剂量不清楚者；不同文献中出现的成分相同的方剂者。

1.4 处方筛选及药名规范

依据上述标准，在1 430篇文献中筛选出符合条件的方剂共69首，包含中药113种。参照《中国药典》2015年版及高等院校第5版统编教材《中药学》[5]对所录入中药名称进行统一规范。如元胡录为延胡索；杭白芍录为白芍；姜半夏、制半夏均录为半夏；生甘草、炙甘草均录为甘草；瓜蒌皮、全瓜蒌均录为瓜蒌。

1.5 数据录入

将筛选后的处方由专人录入到中医传承辅助平台（TCMMISS，V2.5）[6]，并只对基本方进行录入，随症药物加减不予录入，录入结束后，由双人负责数据的审核，以保证数据的准确性。

1.6 数据分析

方剂分析：进入传承辅助平台的“数据分析”模块，对录入的69首方剂进行药物频次和组方规律分析。靶点分析：将方剂分析结果中的核心中药配伍录入到中药作用机制在线分析体系BATMANTCM（http：//bionet.ncpsb.org/batmantcm/）[7]，对核心中药配伍潜在作用信号通路进行分析。

2 结果

2.1 药物频次分析

对筛选出的69首方剂所涉及的113味中药进行“频次统计”，使用频次在20次以上的中药有11种，使用频次前6位中药分别是丹参、瓜蒌、甘草、当归、川芎、薤白，见表1。

2.2 基于关联规则的方剂组方规律分析

将“支持度个数”设为18，“置信度”设为0.90，点击“用药模式”，得到常用药物组合21组，包含中药11味，依据药物组合出现的频次从高到低排列，使用频率前三的组合分别是薤白瓜蒌、丹参瓜蒌、半夏瓜蒌，见表2。进行关联规则分析，结果显示，在临床治疗胸痹的中药方剂中，当含有薤白和丹参时，瓜蒌出现的概率约为95%，见表3。常用药物组合的网络展示结果见图1。

2.3 基于BATMANTCM分析丹参、瓜蒌、薤白核心中药配伍治疗胸痹的潜在作用机制

2.3.1 分析丹参、瓜蒌、薤白单药及配伍疾病富集 将“Score cutoff”设为80，“Adjusted Pvalue”设为-0.01，在丹参、瓜蒌、薤白单药及配伍富集的疾病共有30种，见表4。其中，与胸痹相关的疾病有非特指的心血管疾病、冠状动脉粥样硬化。

2.3.2 分析丹参、瓜蒌、薤白单药及配伍潜在作用信号通路 在潜在目标生物信息学分析的结果中，丹参、瓜蒌、薤白单药及配伍均富集的生物学通路共有18条，见表5。其中，与冠心病相关的信号通路为钙离子（calcium，Ca）和环磷酸鸟苷/蛋白激酶G（cyclic guanosine monophosphate/protein kinase G，cGMP/PKG）信号通路。潜在靶标、信号通路与疾病网络可视化展示见图2。

3 讨论

中药因其疗效确切、毒副作用低等特点，越来越受到人们的重视，但由于中药复方成分复杂，具体作用机制并不明确，影响其在临床的应用。中医传承辅助平台是基于数据挖掘理论结合中医药信息非标准化与个性化的特点所开发出的一款软件，该软件集合数据统计、文本挖掘、关联规则、复杂系统贿方法等多种分析方法，实现了对疾病、证候、中药、方剂、医案及其相关信息的管理、检索、分析等功能[89]。而网络药理学为药物多成分、多靶点的研究与分析提供了很好的平台[1011]。吕明等[12]采用网络药理学的方法，分析了活血化瘀中药活性成分抗血栓作用机制，成为应用网络药理学研究中药复方作用机制的典范。中医传承辅助系统和BATMANTCM软件的结合使用，能够在挖掘中医药组方规律的基础上，分析药物潜在作用靶标。

本研究结果显示治疗胸痹的中医药使用频次在20次以上的有11种，使用频次前6位中药分别是丹参、瓜蒌、甘草、当归、川芎、薤白，使用频率前三的组合分别是薤白瓜蒌、丹参瓜蒌、半夏瓜蒌。瓜蒌、半夏、薤白取自瓜蒌薤白半夏汤，具有通阳散结，祛痰宽胸的功效。丹参为临床上用于治疗冠心病的常用中药，具有活血祛瘀，养血安神的功效。现代药理研究表明，瓜蒌具有扩张冠状动脉，改善心肌细胞耐缺氧能力的作用；薤白具有抗动脉粥样硬化，减轻氧化应激损伤，抑制血小板凝集的作用[1314]；丹参主要活性成分具有减轻心肌缺血再灌注损伤、抑制血栓形成等多种药理作用[1516]。采用数据挖掘方法分析得出的上述3味中药，其主要活性成分均表明具有治疗冠心病的作用。中医治疗胸痹的传统经验，为现代医学防治冠心病提供了研究方向。

钙信号在机体的代谢和生理过程中起重要作用[1719]。细胞内钙的浓度必须被严格调节，以保持细胞功能的稳定。当线粒体功能受损和细胞色素C的活化时，会释放磷脂酶、蛋白酶和核酸内切酶，引起细胞内钙浓度升高或延长，导致细胞死亡[19]。此外，细胞内钙高浓度与许多异常调节的细胞过程相關联，包括炎症、细胞生长和增殖、血栓形成、氧化应激和钙化。同样，低胞内钙浓度也具有破坏性，导致压力信号通路的激活，激活其他基因参与细胞凋亡，许多这些细胞过程涉及动脉粥样硬化的发展，并且与血管壁中钙信号传导的改变有关。最近的研究表明，低密度脂蛋白氧化诱导的巨噬细胞凋亡，会引起钙信号传导的改变，导致斑块破裂[2021]。而Yuan等[22]通过比较近交系小鼠C57BL/6和C3H/HeJ，表明钙离子信号通路控制动脉粥样硬化的易感性。

环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）是一种重要的第2信使，普遍存在于细胞内，由鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase，GC）作用于三磷酸鸟苷（guanosine triphosphate，GTP）而生成[23]。cGMP有3个主要作用靶点：蛋白激酶G（Proteinkinase G，PKG），磷酸二酯酶以及环磷酸鸟苷门控离子通道[24]。PKG被认为是最重要的cGMP下游靶点[2526]。研究表明，cGMPPKG信号通路可以通过抑制细胞坏死诱导的应激、减少细胞凋亡、抑制血小板活化以及心肌细胞的负性肌力作用而发挥其心肌保护功能[2729]。本研究网络药理学分析结果显示，治疗胸痹的核心中药配伍富集的疾病共有30种，其中包括未特指的心血管疾病、冠状动脉粥样硬化。进一步KEGG通路分析结果显示，核心中药配伍富集的生物学通路共有18条，其中，与冠心病相关的信号通路为钙离子和cGMPPKG信号通路。

綜上所述，本研究采用文献研究结合网络药理学的方法，以中医药治疗胸痹的用药规律及潜在作用信号通路分析为切入点，分析得出丹参、瓜蒌、薤白3味中药为临床治疗胸痹的核心中药配伍，其作用的潜在信号通路为钙离子和cGMPPKG信号通路，为中医药治疗胸痹用药规律和作用机制研究提供了一种新的研究策略。

[参考文献]

[1] 中华医学会心血管病学分会，中华心血管病杂志编辑委员会. 中国心血管病预防指南[J]. 柳州医学，2012，25（4）：237.

[2] Zhang H，Wang W，Lin R，et al. Buyang Huanwu decoction ameliorates coronary heart disease with Qi deficiency and blood stasis syndrome by reducing crp and CD40 in rats[J]. J Ethnopharmacol，2010，119（1） ：98.

[3] 赵书刚，李厚英，陈昕. 补气畅络方治疗气虚血瘀型冠心病慢性心衰的疗效观察及对炎症因子的影响[J]. 中西医结合心脑血管病杂志，2016，14（3）：238.

[4] 钟光稳，桂晓梅，付强. 新加补阳还五汤对冠心病患者氧自由基和血黏度的影响[J]. 实用中西医结合临床，2011，11（1）：14.

[5] 高学敏. 中药学[M]. 北京：中国中医药出版社，2007.

[6] 吴嘉瑞，张冰，杨冰，等. 基于关联规则和复杂系统熵聚类研究颜正华治疗泄泻用药规律[J]. 中华中医药杂志，2013，28（8）：2274.

[7] Liu Z， Guo F， Wang Y， et al. BATMANTCM： a bioinformatics analysis tool for molecular mechANism of traditional Chinese medicine[J]. Sci Rep，2016， 6：21146.

[8] 卢朋，李健，唐仕欢. 中医传承辅助系统软件开发与应用[J]. 中国实验方剂学杂志， 2012，18（9）：1.

[9] 刘凯，王艳国. 中医传承辅助平台在中医药研究中应用[J]. 现化山东中医杂志，2015，34（5）：392.

[10] Cheng B F， Hou Y Y， Jiang M， et al. Antiinflammatory mechanism of Qingfei Xiaoyan Wan studied with network pharmacology [J]. Acta Pharm Sin， 2013， 48： 686.

[11] Liu A L， Du G H. Network pharmacology： new guidelines for drug discovery [J]. Acta Pharm Sin， 2010， 45：1472.

[12] 吕明，王泰一，田晓轩，等. 网络药理学分析揭示的常用活血化瘀中药抗炎抗血栓作用[J]. 药学学报，2015，50（9）：1135.

[13] 黄咏梅，邓景赞，肖加尚. 瓜蒌薤白汤加减浸膏的药效学研究[J]. 中药材， 2004，27（9）： 667.

[14] 何祥久，邱峰，姚新生. 瓜蒌薤白白酒汤活性成分研究（II）：呋甾皂苷类成分[J]. 沈阳药科大学学报，2003，20（2）：108.

[15] Yin Y， Guan Y， Duan J， et al. Cardioprotective effect of Danshensu against myocardial ischemia/reperfusion injury and inhibits apoptosis of H9c2 cardiomyocytes via Akt and ERK1/2 phosphorylation[J]. Eur J Pharmacol， 2013，699（1/3）：219.

[16] Wang F， Liu Y Y， Liu L Y， et al. The attenuation effect of 3，4dihydroxyphenyl lactic acid and salvianolic acid B on venular thrombosis induced in rat mesentery by photochemical reaction[J]. Clin Hemorheol Microcirc，2009，42（1）：7.

[17] Berridge M J， Bootman M D， Lipp P. Calciuma life and death signal[J]. Nature， 1998，395：645.

[18] Bootman M D， Collins T J， Peppiatt C M， et al. Calcium signallingan overview[J]. Semin Cell Dev Biol， 2001，12：3.

[19] Trump B F， Berezesky I K. Calciummediated cell injury and cell death[J]. FASEB J，1995，9：219.

[20] Chen J H， Riazy M， Smith E M， et al. Oxidized LDLmediated macrophage survival involves elongation factor2 kinase[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol， 2009，29：92.

[21] Sanson M， Ingueneau C， Vindis C， et al. Oxygeegulated protein150 prevents calcium homeostasis deregulation and apoptosis induced by oxidized LDL in vascular cells[J]. Cell Death Differ，2008，15：1255.

[22] Yuan Z， Miyoshi T， Bao Y， et al. Microarray analysis of gene expression in mouse aorta reveals role of the calcium signaling pathway in control of atherosclerosis susceptibility[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol，2009，296： H1336.

[23] 潘国焰，林荣，吴兵，等. 环磷酸鸟苷/蛋白激酶G信号通路的激活与再灌注损伤挽救激酶信号通路的关系[J]. 重庆医科大学学报，2013，38（12）：1438.

[24] Wollert K C，Fiedler B，Gambaryan S，et al. Gene transfer of cGMPdependent protein kinase I enhances the antihypertrophic effects of nitric oxide in cardiomyocytes hypertension[J] . Hypertension，2002，39（1）：87.

[25] Fiscus R R. Involvement of cyclic GMP and protein kinase G in the regulation of apoptosis and survival in neural cells[J] . Neurosignals，2002，11（4）：175.

[26] Hofmann F，Ammendola A，Schlossmann J. Rising behind NO：cGMPdependent protein kinases[J]. J Cell Sci，2000，113（Pt10）：1671.

[27] Vaandrager A B，de Jonge H R. Signalling by cGMPdependent protein kinases[J] . Mol Cell Biochem，1996，157（1/2）：23.

[28] Burley D S，Ferdinandy P，Baxter G F. Cyclic GMP and protein kinaseG in myocardial ischaemiareperfusion： opportunities and obstacles for survival signaling [J]. Br J Pharmacol，2007，152：855.

[29] Kukreja R C， Salloum F N， Das A， et al. Emerging new uses of phosphodiesterase5 inhibitors in cardiovascular diseases[J]. Exp Clin Cardiol， 2011， 16： e30.

[責任编辑 张宁宁]

推荐访问： 胸痹 药理学 临床 中药 机制

---