药用海水珍珠收敛生肌功效的物质基础和作用机制网络药理学研究.docx

药用海水珍珠收敛生肌功效的物质基础和作用机制网络药理学研究张婷（广西中医药大学附属瑞康医院，广西南宁530011）摘要：目的挖掘珍珠收敛生肌功效的物质基础和活性成分作用靶标，进一步阐明其分子机制，为后期的实验研究提供指导。方法基于网络药理学的理论和方法，从成分-靶点-疾病-通路-功能间的相互关联入手，结合现代信息和网络数据库技术，通过检索TCMSP、STRING.STITCH、CTD,TTD、UniProt等数据库，获得珍珠活性成分潜在作用的疾病和靶点蛋白、靶点对应的基因、溃疡性疾病相关基因，运用CytOSCaPe3.2.1软件，构建成分-靶点、成分-疾病、靶点蛋白相互作用PPl网络等，将靶点基因与溃疡疾病相关基因映射，得到核心靶点基因，进行GO注释、通路富集分析和PPI网络构建。结果成分-靶点、成分-疾病网络包含20个化合成分和相关靶点561个，271种不同类型相关靶标和292种相关疾病，关键靶标涉及PTGS1、PTGS2、IgT链C区、CTSD,F2THR,NOS、CYPlO1、F13A1,F7等，对靶点基因进行富集分析，得到收敛生肌直接相关通路28条；映射所得核心基因9个，构建基因蛋白PPl相互作用网络，GO注释得到的核心基因参与细胞代谢过程、血管内皮生长因子、细胞分化、血管组织重构、调节凝血、纤维母细胞生长因子生产、炎性反应、伤口愈合的监管等相关生命过程，在调节血管收缩、血小板凝聚、细胞生长因子激活、凝血止血等方面具有一定的作用。结论对传统中药珍珠活性成分及关犍靶点的网络药理学研究提示其具有收敛生肌、修复溃疡的作用，丙氨酸、苏氨酸、甘氨酸、缀氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸等是珍珠产生收敛生肌作用的物质基础；珍珠的有效活性成分通过作用关键靶点来调控相关基因的表达、影响相关通路来产生收敛生肌、愈合溃疡的功效，本研究为阐明珍珠收敛生肌疗效机制提供了新的思路和方法。关键词：药用海水珍珠；收敛生肌；物质基础；作用机制；网络药理学Uncoveringthematerialbasisandmechanismofpearl'sfunctionofhealingwoundandpromotingCytothesisbynetworkpharmacologicalanalysisTingZh任ngRniIUmghospitalaffiliatedfGuangxiuniversityoftraditionalChinesemedicine,Ncuining530011ABSTRACTAccordingtoChinesePharmacopoeia,pearl,atraditionalChinesemedicineformula,canbecommonlyusedasastringentsandusedtopromotegranulation,however,it'snotclearhowtheyworkinhumanbody.Thepresentstudyaimedtofigureoutthematerialbasisandusethenetworkpharmacologytoestablishthetargetsoftheactivecompounds,whichmayhelptoelucidatethemolecularmachanisimsunderliningthetherapeuticeffectsofpearls.ThedatabaseofTCMSRSTRING,STITCH,CTD,TTDandUniProtwereretrievedtogetinformation,suchasdiseasesrelatedtothecompounds,targetproteins,targetgenesandgenesassociatedwithulcerdisease,startingwithcompounds-targets-diseases-pathways-functions.Cytoscape3.2.1wasusedtoconstructcompounds-targetsnetwork,ComPoUndS-diseasesnetwork,interactionPPInetworkoftargetproteins,etc.Genemappingwasperformedtodeterminethecoregenes,whichwasthensubjectedtoGOannotationandpathanalysis.Thecomounds-targetsnetworkcontained20compoundsand561targetproteinsbelongingto271differentkindsoftargets.ThekeytargetssuchasPTGSI>PTGS2、Ig-I、CTSD、THR、NOS、CYPlOkF13A1andF7hadagreateffectonwoundhealing.Theenrichmentofthetargetgeneswasanalyzed,and28direct-correlationpathwayswereobtained.GOannotationofthemappinggenessuggestedthatthe9coregeneswereassociatedwithcellmetabolism,regulationbloodcoagulationandtheexpressionofvascularendothelialgrowthfactorandfibroblastgrowthfactor,andplayedaroleinregulatingvascularcontraction,plateletaggregation,cellgrowthfactoractivationofcoagulationhemostasis,etc.Pearlscanshrinkandconstricttheskintissuesandpromotegranulationbecauseoftheiractivecompounds,includingalanine,threonine,glycine,valine,tyrosine,phenylalanine,etc.Theactivecompoundsmayregulatetheexpressionofrelatedgenes,regulatingkeytargetsandrelatedpathwaysandpromoteulcerhealing.Keywords:Seawatermedicinalpearl;Astringency;Materialbasis;Mechanismofaction;Networkpharmacology珍珠入药始见于雷公炮炙论，历代本草均有记载，性甘、咸、寒，归心、肝经，具有收敛生肌、安神定惊、明目消翳等功效，被广泛应用于治疗消化性溃疡、口腔溃疡、糖尿病足、梅疮、烧烫伤、皮肤黏膜溃疡病症等，林江"通过观察160例珍珠蜂蜜液治疗宫内节育器引起子宫异常出血，发现珍珠蜂蜜液可以改善患者的血液流变学指标，这一临床运用与珍珠收敛生肌的功效关系密切。珍珠虽然临床疗效显著，但是其作用的物质基础和分子机制尚且不明，有待进一步研究明确。网络药理学是通过计算机分析整合大量生物学信息，涉及到生物、细胞、分子、代谢等多学科的融合，从药物-多靶点-机体间的相互作用入手，在蛋白、分子和基因层面揭示出机体与疾病作用机制，具有可控性强，缩短后续实验周期，节约经费等优势，同时从蛋白、分子、基因等水平进行系统研究分析药物的作用基础和分子机制，为传统道地药材的开发与利用提供理论依据和实验指导。1材料与方法1.1 材料"水解南珠液”(2000年获得国家发明专利ZL.2；ZL.2；ZD由合浦海水珍珠，经过特定水解工艺制备而来，含有丰富的氨基酸、无机盐、矿物质等各种天然活性化合物，作为研究的基础材料。1.2 方法1. 2.1珍珠活性成分作用靶点挖掘随着现代医学研究的发展，在治疗溃疡性疾病时需要干预多个靶点和多条信号通路，通过调控复杂的生物功能网络产生理想的治疗效果，选取药用海水珍珠成分中18种氨基酸、牛磺酸和Ca作为收集靶点的活性成分，在TCMSP、天然化学成分数据库、STITCH及PharlIlMaPPer中以20种成分的英文作为搜索词，挖掘出活性化合物所作用的靶点蛋白信息，整理所得271个不同类型的靶点蛋白，为构建成分-靶点网络提供数据文件。2. 2.2靶点垂钓靶点蛋白收集的过程中，遇到有些活性化学成分的作用靶点在数据库中无法直接获得，利用STITCH,PharmMapper数据库对该成分作用靶点进行预测，垂钓出所有可能产生作用的靶点，选择其中评分较高的靶点蛋白作为该成分可能的作用靶点。检索网络数据库时，胱氨酸的作用靶点无法查询到，通过PubChem数据库找到胱氨酸的SMILES结构，下载后输入基金项目基于比一6和VEGF通路探究珠黄散去腐生.肌愈合创面的分子作用机制(2019MSo35):珠母导痰汤介导NMDA/多巴胺D2受体抗精神分裂分子机制研究(2O2OKYO7O44)；珠黄散活性成分介导NF-KB信号转导通路抑制炎性反应的分子机制及物质基础研究(GZZC)第一作者张停，硕士，助理研究员。从事传统方剂、医药资源挖掘与整理工作，Tel:.Ema止STlTCH数据库中进行靶点垂钓，预测到TDPLPNP、P2RY1等15个靶点蛋白，补充成分-靶点数据文件。1. 2.3溃疡性疾病基因与靶点基因映射在TTD、CTD数据库中查找溃疡性疾病相关的基因，共18965个，选择其中评分大于30的疾病相关基因，整理得288个。对搜集到的271个成分作用靶点蛋白进行所对应基因的标准化，通过检索STRING和UniProt数据库得到269个成分作用靶点基因，利用Venny2.1.0软件与溃疡性疾病基因进行在线映射，结果见图1,找出共有的核心基因NOS3、CAT、MEhGOTI等9个，为后续对这些基因进行GO注释和通路分析提供数据。«etM>n»KM*iixMluM>*m，龙分fr，u»e*.<从川图1成分靶点基因-疾病基因映射Figure1Componenttargetgene-diseasegenemapping2结果1.1 成分TE点网络构建与况点通路富集分析将成分作用靶点运用Cytoscape3.2.1软件构建成分-靶点网络，包含292个节点和567条边，经分析后，平均自由度为3.781,筛选核心节点时利用degree值大于平均自由度的两倍，得到网络中可能起核心作用的成分和靶点，结果如图2-1所示。研究表明，人体内炎症网络存在着复杂的动态调控机制，多种致炎因子、细胞因子参与调控，其中PTGS代谢网络、CYP101、NOS相关的炎症信号传导网络起到核心作用，通过对成分-靶点网络分析可知，甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸、缎氨酸、络氨酸、苯丙氨酸等珍珠活性成分所作用的靶点数较多,包括PTGShPTGS2、IgT链C区、CTSD、F2THR,NOS,CYPlOhF13A1、F7等多个与收敛生肌相关的靶点，直接或间接调控参与血液凝固机制的因子，激活ThronIbin凝血酶的活性，推测出这些活性成分可能是珍珠产生敛疮、愈合伤口效果的物质基础，同时这些靶点也可能是核心作用靶点，详见图2-2。图2-1成分-靶点网络(分析后)S2-2核心靶点(degree>6)Figure21Compositionandtargetnetwork(afteranalysis)Figure2-2Coretarget(degree>6)本研究通过网络药理学分析得到珍珠主要成分作用核心靶点蛋白包括Thrombin、Cat