基于网络药理学探究人参-三七药对改善无症状性心肌缺血作用机制

梁慧慧 张世亮

摘要 目的：借助網络药理学研究人参-三七药对治疗无症状性心肌缺血的作用机制。方法：借助中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP），以“人参”“三七”为检索词获取药物成分及作用靶点，运用UniProt对基因靶点标准化处理，利用Cytoscape 3.7.2软件构建成分-靶点网络图;以GeneCards平台挖掘SMI作用靶点;使用韦恩图得到药物-疾病交集靶点。基于STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，进行可视化分析，筛选核心靶点。利用Metascape数据库及微生信在线绘图平台对药物-疾病核心靶点进行基因本体（GO）富集分析和京都基因和基因组百科全书（KEGG）富集分析。结果：共得到22个活性成分，4个共有成分，125个作用靶点，1 242个SMI相关靶点，94个交集靶点，39个核心靶点。主要的活性成分包括山柰酚、槲皮素、β-谷固醇等，后二者为药对共有成分;核心靶点包括IL6、VEGFA、TNF、TP53等。GO富集分析发现积极调控细胞迁移、细胞对脂质的反应、肌肉细胞增殖、活性氧代谢过程、细胞对氧化应激的反应等生物过程;KGEE通路分析得到糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、癌症的途径、IL-17信号通路、HIF-1信号通路、松弛素信号通路等通路。结论：本研究表明人参-三七药对可通过参与上述生物过程调控信号通路发挥抗炎、抗细胞凋亡、改善血管通透性等作用，进一步说明了人参-三七治疗SMI的通路较多，机制较复杂。

关键词 人参;三七;无症状性心肌缺血;网络药理学;活性成分;信号通路

To Explore the Mechanism of Radix Ginseng-Radix Notoginseng on Improving Asymptomatic Myocardial Ischemia Based on Network Pharmacology

LIANG Huihui1，ZHANG Shiliang2

（1 Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Ji′nan 250014，China; 2 Shandong University of Traditional Chinese Medicine Affiliated Hospital Heart Disease 4，Ji′nan 250014，China）

Abstract Objective：To study the mechanism of Radix Ginseng-Radix Notoginseng in the treatment of asymptomatic myocardial ischemia（SMI） by network pharmacology.Methods：With the help of TCMSP database，we used “Radix Ginseng” and “Radix Notoginseng” as search terms to obtain drug components and targets，and UniProt to standardize gene targets.We used Cytoscape 3.7.2 software to construct component-target network diagrams; used GeneCards platform to mine SMI targets; used Venn diagrams to obtain drug-disease intersection targets.A protein interaction network（PPI） was constructed based on the STRING database for visual analysis and screening of core targets.GO enrichment analysis and KEGG pathway analysis of core drug-disease targets were performed using Metascape database and WeChat online mapping platform.Results：A total of 22 active ingredients were obtained by analysis，4 common ingredients，125 targets，1242 SMI related targets，94 intersection targets，39 core targets.Among the main active ingredients are kaempferol，quercetin，β-guillotine，The latter two are the common components of the drug; core targets include IL6，VEGFA，TNF，TP53 and etc.GO enrichment analysis found that active regulation of cell migration，cell response to lipid，muscle cell appreciation，active oxygen metabolism process，cell response to oxidative stress and other biological processes; KGEE pathway analysis obtained AGE-RAGE signaling pathway，cancer pathway，IL-17 signaling pathway，HIF-1 signaling pathway，relaxin signaling pathway and so on in diabetic complications.Conclusion：In this study，Radix Ginseng-Radix Notoginseng drugs can play anti-inflammatory，anti-apoptosis and improve vascular permeability through regulating signaling pathway，further explained that Radix Ginseng-Radix Notoginseng treatment SMI more pathways，the mechanism is more complex.

Keywords Radix Ginseng; Radix Notoginseng; Asymptomatic myocardial ischemia; Network pharmacology; Active components; Signal path

中图分类号：R256.2;R541文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2022.02.004

无症状性心肌缺血（Silent Myocardial Ischemia，SMI）又称隐匿性冠心病、无痛性冠心病，是慢性冠脉综合征中常见的类型之一[1]。临床研究证据表明患者有心肌缺血，但无胸闷、胸痛等典型的临床症状[2-3]。多数常因发现困难、就医不及时，出现严重的并发症如急性心肌梗死、心律失常，甚至猝死。目前无症状心肌缺血的治疗与有心绞痛症状的冠心病患者相同如硝酸酯类制剂、抗血小板制剂、降脂药及β受体阻滞剂等，但有一定的局限性，且预后较差[4]。而在心血管疾病防治中，中医的优势日渐突出[5-7]。

人参为五加科植物的根，在现存最早的《神农本草经》中记载了“人参可补五脏、安精神”，具有大补元气、复脉固脱的功效[8-9]。三七为五加科人参属植物三七的块根，被誉为“参中之王”，具有化瘀止血、活血止痛功效[10]。且人参、三七同属五加科植物，同宗不同效，《本草纲目拾遗》有云：“人参补气第一，三七补血第一，味同而功亦等。”二者共奏补气生血、补气活血之功，故两药合用较单药疗效显著。现代药理学研究表明，人参的主要成分为人参皂苷，具有抗氧化、抗肿瘤、抗心肌缺血、抗衰老、改善记忆力等的药理活性[11]。卢淑立等[12]研究发现三七在治疗冠心病、高血压等心血管疾病方面疗效好。

网络药理学搭建了中医药与现代药理学的桥梁，为中医药的研究提供了平台[13]。本研究以人参-三七药对为例，借助于网络药理学，闡明中医药治疗SMI的作用机制，为进一步研究奠定基础。

1 资料与方法

1.1 人参、三七药对活性成分的获取与筛选 在中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform，TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcm-spsearch.php）中以“人参”“三七”为检索词，按口服生物利用度（OB）≥30%，类药性（DL）≥0.18条件筛选出有效成分，通过该数据库导出所选活性成分对应的靶点。然后将导出的靶点导入UnitProt数据库（https：//www.unitprot.org/）进行基因的标准化处理。

1.2 SMI疾病靶点的获取与预测 在GeneCards数据库中以“Silent Myocardial Ischemia”为关键词进行检索，得到疾病相关的靶点信息。

1.3 活性成分-靶点网络构建与分析 将人参、三七的活性成分及作用靶点导入Cytoscape 3.7.2软件，构建其活性成分-靶点网络图。

1.4 蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的构建与分析 将交集靶点输入STRING数据库，限定物种为人，构建PPI网络图。根据节点度（Degree）值进行筛选，得到核心作用靶点。

1.5 富集分析及生物通路 将核心靶点导入Metascape进行富集通路分析，利用微生信在线绘图得到生物过程分析图，通过通路富集结果对人参-三七治疗SMI的作用机制进行预测。

2 结果

2.1 活性成分的靶点筛选及预测 利用TCMSP数据库药物成分搜索，将得到的成分按照口服生物利用度（OB）≥30%、类药性（DL）≥0.18为条件进行筛选。得到人参有效成分19个，三七有效成分7个，二者共有成分4个。去除重复值得到22个活性成分。见表1。

2.2 成分-靶点网络图的构建 利用TCMSP网络数据库，将人参-三七药对的22个有效成分在数据库内进行检索，获取其有效成分相对应的靶点共125个。并将其导入UnitProt数据库进行基因名标准化处理，再通过Cytoscape 3.7.2软件构建“人参-三七有效成分-靶点”网络。见图1。图中节点越大，成为药物治疗疾病关键成分的可能越大。

2.3 SMI相关靶点蛋白相互作用网络构建 通过GeneCards数据库筛选的与SMI相关的靶点有1 242个。将药物靶点与疾病靶点映射取交集，再将交集靶点基因导入Cytoscape 3.7.2软件，构建蛋白互作网络图。见图2。

2.4 核心靶点的筛选 通过Cytoscape 3.7.2软件对该网络进行可视化分析，以Degree值大于等于21为筛选标准，得到39个核心靶点。见图3。其中位居前5位的是IL6、VEGFA、TNF、TP53、NOS3。

2.5 生物通路及富集分析 将筛选出的39个核心靶点进行富集分析，获得所参与的生物过程及通路。利用微生信平台绘制生物过程图，可以看出富集在积极调控细胞迁移和细胞对脂质的反应这2个生物过程的基因数最多。见图4。利用Metescape数据库进行KEGG通路分析。见表2、图5。不同颜色节点表示不同通路，节点颜色越深基因表达的显著性越强。可以看出人参-三七治疗SMI的通路较多，机制较复杂。

3 讨论

SMI是冠心病的一种类型，虽无胸闷、胸痛的症状，但基本的病机与冠心病相同，故可归属于中医“胸痹心痛”的范畴。其基本病机为气虚血瘀，气虚无力推动血液运行，气血运行不畅，加重血瘀，故不通则痛[14]。人参为大补元气之要药，三七为活血的常用药物，且气与血存在“气为血之帅，血为气之母，气可行血、也可活血”的关系，故二者合用可增强其功效。独方“人参四物汤”中以人参为君药，配以活血药物，其中三七为粉剂随药冲服，在治疗心血管疾病中取得了满意的效果[15]。

本研究借助网络药理学较为系统地探讨了人参-三七治疗SMI的作用机制。分析结果显示，共获取到22种有效成分，如山柰酚、槲皮素、β-谷甾醇等。山柰酚为黄酮醇类化合物，现代药理学表明山柰酚具有抗氧化、抗炎、抗癌和预防心血管疾病等多种药理活性[16]。槲皮素在心血管疾病治疗中广泛应用，可用来降血脂、抗动脉粥样硬化、抗心肌缺血等[17]。β-谷甾醇是植物甾醇，是细胞膜重要的组成成分，最常用来降低胆固醇，除此之外，还具有抗炎、抗细胞凋亡、抗氧化、抗肿瘤等药理作用[18-19]。以上各个成分之间存在相互关系，协同作用。

由核心基因PPI网络图可知，涉及的核心靶标有IL6、VEGFA、TNF、TP53、NOS3等。IL-6、TNF-α作为重要的炎症介质，其含量可反映组织损伤的程度，与疾病的进展密切相关，炎症介质的测定为防治冠心病提供新思路[20-22]。VEGF通常被称为VEGF-A，能够特异性作用于血管内皮细胞，具有促进血管内皮细胞增殖和迁移、抑制内皮细胞凋亡、促进血管新生，研究证明可促进缺血性心脏病患者血管新生[23]。TP53又称P53是一种抑癌基因，是细胞生长周期中的调节因子，与细胞周期调控、细胞分化、细胞凋亡等途径有关[24]。NOS3（内皮型一氧化氮合成酶）主要分布在冠状动脉和心肌细胞的内膜上，可参与氨基酸的代谢，同时生成一氧化氮（NO），NO具有舒张血管、改善内皮血管通透性、抑制血小板和白细胞黏附等重要功能，参与多种疾病的病理生理过程[25]。

GO生物过程富集分析和KEGG信号通路结果显示，人参-三七药对治疗SMI可能参与积极调控细胞迁移、细胞对脂质的反应、肌肉细胞增殖、活性氧代谢过程、细胞对氧化应激的反应等生物过程以及KEGG通路中糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、HIF-1信号通路、松弛素信号通路、VEGF信号通路、核因子κB信号通路等通路，其中最主要的通路是糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路，方颖等[26-28]以神经病变的大鼠为模型发现AGE-RAGE信号通路可激活核因子κB，上调炎症信号转导，促进IL、TNF等炎症介质的释放，引发异常的炎症和免疫反应，导致组织处于持续损伤的状态。此外，AGE-RAGE信号通路激活内皮细胞产生过多VEGF（血管内皮生长因子）诱发血管新生，增加血管的通透性，造成内皮的损伤[29]。张雷[30]实验研究中发现AGE-RAGE信号通路在促进人平滑肌细胞凋亡和血管钙化中起关键的作用，而且血管钙化是冠心病危险因素之一。

本研究初步阐明了人参-三七药对中山柰酚、槲皮素、β-谷甾醇等成分治疗SMI的潜在作用机制。其活性成分作用于相关的靶点基因，靶点基因参与生物过程，调控信号通路，最终发挥抗炎、抗细胞凋亡、改善血管通透性等药理学作用，为后续新药的开发提供科学的证据。

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（2021-01-08收稿 本文编辑：魏庆双）