利用知识发现工具Arrowsmith探讨桑白皮治疗高血压的潜在机制

张雪松，魏艺，胡元会，薄荣强，张广辉，石晶晶，石树青

在我国，高血压已成为总死亡的第一危险因素，患病率城市高于农村、男性多于女性、随年龄的增加而增加[1]。我国高血压的治疗率标准化后仅为37.17%[2]。15%～20%的高血压患者为难治性高血压，且需要同时服用3～4种降压药[3]，严重影响患者生活质量。此外，药物的不良反应也迫使我们寻找治疗高血压的天然药物。本篇文章旨在借助Arrowsmith软件挖掘传统中药桑白皮及其有效成分治疗高血压的可能机制，为今后高血压病的研究提供新的方向。

中医学将高血压归属为“头痛”、“眩晕”范畴，在我国《中医诊疗术语》中已将其统一命名为“风眩”。其病理性质多属本虚标实，实为风、火、痰、瘀，虚为气血阴阳的亏虚。病因复杂，多为年老体虚、阴阳失衡、情志刺激、劳逸失度等。临床上以平肝潜阳、燥湿祛痰、补益气血、祛瘀生新为主要治疗大法。

桑白皮（Cortex Mori）始载于《神农本草经》，为桑科桑属植物（Morusalba L.）的干燥根皮。性味甘、寒，主入肺、脾经，具有泻肺平喘、利水消肿的功效，多用于治疗肺热喘咳、水肿尿少、面目浮肿。现代研究表明，桑白皮具有镇咳、平喘、祛痰、利尿、降脂、降糖、降压，镇痛、抗炎[4]，抗菌、抗病毒[5]、美白[6]、延缓衰老、抗抑郁[7]等多种药理作用。

虽然桑白皮及其有效成分可以用来降血压的作用已经明确，但是其作用机制，目前鲜有报道，这也在一定程度上限制了其在临床上的使用。为了探讨桑白皮治疗高血压的可能靶点和作用机制，本文以PubMed中的文献为分析对象，利用非相关文献知识发现工具Arrowsmith，探索桑白皮及其有效成分和高血压之间的关系，为实验室的验证性研究提供依据。

1 方法

登陆 Arrowsmith 网页版http： //arrowsmith.psych.uic.edu/，点击“start”进入检索界面。以“Cortex mori[title/abstract]”为检索式形成的文献集作为来源文献A，以“Hypertension[title/abstract]OR HT[title/abstract]”为检索式形成的文献集作为来源文献C。A集合中有24篇文献，C集合中有25 000篇文献，在标题或者文摘字段同时含有桑白皮和高血压的文献有1篇，其PubMed唯一标识码（PMID）为28427040[8]，文献中证实，在糖尿病心肌病（糖尿病患者出现心室功能障碍但不表现出冠状动脉粥样硬化或高血压）中，桑白皮通过减弱内质网应激和ERK和p38MAPK活化可以显著改善心肌损伤，例如心肌肥大和纤维化。未涉及桑白皮治疗高血压的作用机制。

为了进一步探索桑白皮及其有效成分治疗高血压的可能靶点和作用机制，对A，C两个文献集合的中间关联词进行挖掘，连接两个集合的中间词表B（B-list）中有270个词，这些词分别出现在桑白皮及高血压的相关文献的标题或者文摘字段中，相关度＞0.5的词有87个。本研究旨在深入探讨桑白皮治疗高血压的可能机制，因此选择“Chemical & Drugs”和“Genes& Molecular Sequences，and Gene & Protein Names”对B-list进行语义筛选，相关度＞0.5（0.54～0.97）的40个词被筛选出来（见表1）。进一步阅读文献，发现有研究意义的关联词主要是CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞、CD4+T细胞功能亚群Th2、炎症因子核因子NF-κB等。

表1 相关度＞0.5的中间词（部分节选）

2 结果

2.1 CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞、CD4+T细胞功能亚群Th2在桑白皮与高血压之间的关联性分析T淋巴细胞来源于骨髓的淋巴样干细胞，在胸腺中发育和分化，介导免疫反应，分为CD4+T细胞和CD8+T细胞。CD4+T细胞为辅助性T细胞，主要评价机体免疫系统状态；CD8+T细胞为细胞毒性T细胞，主要为具有杀伤活性的效应性细胞。CD4+/CD8+比值稳定可以正常发挥免疫功能。CD4+T细胞（Th细胞）并非终末细胞，接受抗原刺激但尚未分化称为Th0细胞，细胞因子可调控Th细胞亚群分化。微环境IL-12促进Th0向Th1分化，转录因子为T-bet和STAT4，可分泌IFN-γ；微环境IL-4有利于Th0细胞分化成Th2细胞，转录因子为GATA-3和STAT6，可分泌IL-4、IL-5、IL-10和IL-13；TGF-β促使Th0分化为Treg细胞[9]。

Treg细胞可以抑制自身免疫反应。Treg细胞分为两种：一种为天然CD4+CD25+Treg细胞，来源于胸腺，Foxp3为叉头状螺旋转录因子，在CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞中高表达，调控其生长发育[10]，具有免疫抑制性。CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞可以调节血管炎症、氧化应激反应[11]；调节血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）介导的血压升高，及其导致的血管损害，改善血管弹性及功能[12，13]；抑制效应性T淋巴细胞、增加Foxp3表现[14]、延缓高血压的进程[15]；改善AngⅡ介导的心肌纤维化及血管舒张[15]。另一种为诱导性Treg细胞[16]，包含Trl和Th3两个亚群，这两个亚群表达或缺乏表达Foxp3，通过抑制幼稚型和记忆型T细胞增殖以及Th1和Th2反应抑制性调节机体免疫反应。Th2细胞通过分泌Th2型细胞因子介导体液免疫应答[13]，姜春玲等[17]认为高血压患者血清中Th2相关指标的表达水平明显高于健康老年人，可反应高血压的严重程度及有无并发症。

有研究表明，桑白皮通过增强CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞的表达和抑制Th2细胞因子在小鼠哮喘模型中发挥抗过敏作用[18]。桑白皮水提物可能是其有效成分[8]。

综上所述，桑白皮治疗高血压的作用可能与桑白皮水提物上调CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞、抑制Th2细胞因子的表达，从而抑制AngⅡ介导的血压升高及血管损害。

2.2 炎症因子核因子NF-κB在桑白皮与高血压之间的关联性分析核转录因子NF-κB是B淋巴细胞中免疫球蛋白κ轻链基因转录所需的核内转录因子[19]。NF-κB能与免疫球蛋白κ链基因的增强子κB序列特异结合，通常与其抑蛋白IκB结合形成无活性的复合物存在于细胞质中。NFκB激活的途经主要有两种：一种为经典途径：IκB 被磷酸化，磷酸化的IκB再被泛素化后降解，释放的p50/65复合体可通过核易位与基因上的κB位点特异性结合，进而发挥调节细胞的功能；另一种为非经典途经：TNF受体相关因子（TRAF）和NF-κB诱导激酶（NIK）可以充分激活IκB激酶1（IKKα）而不须通过NF-κB伴随亚单位（NF-KB essential modifier，NEMO）泛素化，从而使信号通路激活。NF-κB的激活可促使钙超载、氧化损伤、细胞凋亡等[20]，在心肌缺血再灌注损伤中，可引起炎症风暴[21]。

一系列研究表明，多种中药单体及有效成分可抑制NF-κB的激活，主要通过抑制上游Toll样受体4（TLR4）、NF-κB 活化及核易位、细胞凋亡、炎症反应、过氧化损伤及调控能量代谢等减轻心肌损害[22]。NF-κB通过激活NOD样受体家族蛋白3诱发炎症而促进高血压，阻滞NF-κB可抑制NOD样受体家族蛋白3和胱天蛋白酶1的激活，从而降低血压[23]。

有研究表明，包括炎症在内的母体有害因素会导致后代高血压的发生。母体炎症编程偏于NF-κB的过度激活，NF-κB活性的持续升高增加了后代高血压损害的敏感性，通过使用NF-κB抑制剂（N-对甲苯磺酰基-L-苯丙氨酸氯甲基酮）可以降低此敏感性[24]。TLR4 / NF-κB介导的炎症信号和氧化应激参与高血压诱导的左心室重构的发生和发展，NF-κB抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸酯（PDTC）不仅抑制NF-κB的活化，而且降低TLR4的表达和AngⅡ含量[25]，减轻左心室重构。卡托普利通过NF-κB信号传导的失活改善自发性高血压大鼠中的肾损伤和炎症反应[26]。雷米普利通过抑制Ang II引起的NF-κB活化，减轻单核细胞浸润而实现对自发性高血压大鼠的肾脏保护作用[27]。miR-101a过表达通过抑制NF-κB途径阻断AngⅡ诱导的促炎标志物的上调，从而达到在高血压肾病模型中起到肾保护的作用[28]。

桑白皮中提取的二苯乙烯--氧化白藜芦醇可以与雌激素受体具有强结合活性，以雌激素受体依赖方式显着抑制脂多糖诱导的炎症反应（例如，上调的IκB-α磷酸化，NF-κB核转位和细胞因子信使RNA表达）[29]。桑根酮C和桑根酮D可显著降低NO生成量、NF-κB活性，同时抑制NO合成酶的表达，发挥抗炎、镇痛的作用[6]。

桑白皮及其有效成分氧化白藜芦醇、桑根酮C和桑根酮D可能作为一种NF-κB抑制剂，通过抑制NF-κB的活性，阻断AngII诱导的炎症反应及血压升高，并且改善NO的生物利用度，从而治疗高血压。

2.3 其他利尿剂为治疗高血压的常规用药之一，桑白皮60%乙醇提取物对兔的利尿效果最强，醋酸乙酯萃取物是其有效成分[30]，桑白皮的水煎剂在利尿的同时对于肾脏没有显著损伤[31]，且生桑白皮优于蜜桑白皮[32]。但其作为一种利尿剂治疗高血压的机制仍有待进一步研究探讨。

3 讨论

高血压是一种可伴有心脏、脑、肾脏、视网膜等功能减退或器质性损害的心血管综合征，是重要的心血管疾病危险因素。我国高血压的标化治疗率仍较低，难治性高血压仍占较大比例，严重影响病人生活质量，中医药治疗有一定优势。桑白皮主入肺、脾经，具有泻肺平喘、利水消肿的功效。其药理作用复杂，主要集中在镇咳、平喘、祛痰、利尿，降脂、降糖、降压，镇痛、抗炎等方面。从汇总而看，桑白皮治疗高血压的机制主要集中在以下3个途径：①桑白皮水提物上调CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞、抑制Th2细胞因子的表达，从而抑制AngⅡ介导的血压升高及血管损害；②桑白皮及其有效成分氧化白藜芦醇、桑根酮C和桑根酮D可能作为一种NF-κB抑制剂，通过抑制NF-κB的活性，阻断AngⅡ诱导的炎症反应及血压升高，且改善NO的生物利用度，从而治疗高血压；③桑白皮60%乙醇提取物，发挥其利尿作用，但机制仍待进一步研究。以上3个关联因素可作为桑白皮治疗高血压中机制研究的切入点，以后续实验研究来加以验证。

本研究利用知识发现工具Arrosmith对PubMed中关于桑白皮和高血压的英文文献进行分析，目的是从情报学的角度探讨桑白皮及其有效成分对高血压的可能治疗机制，从而为其机制研究提供合理的线索和方向，为进一步发掘药物与效应基础提供合理的假设，进而联合药学、临床和实验等各方面力量，对科学假设进行验证，提高临床研究指向性。