基于网络药理学预测四妙勇安汤干预心力衰竭的作用机制研究*

任莹璐，张惠敏，柳金英，苏聪平，王 青，王 伟，郭淑贞

（北京中医药大学中医学院，北京 100029）

四妙勇安汤是中医学中主要治疗热毒型脱疽的一代良方，具有清热解毒，活血通络，泻火养阴的功效[1]。清代著名医家鲍相墩将其收载于《验方新编·卷二》中，金银花重用为君药，其甘寒入心，善于清热解毒；玄参清热凉血，泻火解毒为臣药；当归活血祛瘀止痛为佐药，甘草加强金银花清热解毒之力，调和诸药为使。近代有关四妙勇安汤在心血管中的应用报道日渐增多，四妙勇安汤也逐渐运用到抗动脉粥样硬化、急性心肌梗死，心绞痛等疾病当中[2-6]。

慢性心力衰竭指由任何初始心肌损伤引起心脏结构或功能变化,导致心室泵血和（或）充盈功能低下的一种复杂的临床综合征,是一种临床常见病，是众多心血管疾病的最终归宿。临床中，周凌云等[5]观察加味四妙勇安汤对气滞血瘀型慢性心力衰竭患者的临床疗效，得出结论：四妙勇安汤加味对气滞血瘀型慢性心力衰竭临床疗效显著。由于中药复方化学成分的复杂性和功能主治的多样性,使得四妙勇安汤干预心力衰竭的作用机制并不明确,因此借助网络药理学的方法挖掘四妙勇安汤主要活性成分的作用靶点与其疾病间的关联性,对于从系统生物学角度整体阐释四妙勇安汤干预心力衰竭的作用机制具有重要意义[7]。

1 材料与方法

1.1 靶点及其对应有效成分的预测 挖掘BATMAN-TCM数据库中四妙勇安汤中干预心力衰竭的潜在靶点,并登陆BATMAN-TCM服务器(http://bionet.ncpsb.org/batman-tcm),分别上传四妙勇安汤主要靶点，得到各个靶点对应的有效成分筛选结果,将两部分数据进行整合[8]。BATMAN-TCM系统可以分析疾病靶点富集度的显著性水平并对有效成分与目标靶点相关性进行评分（score）。通过统计分析,选择合适的计算方法计算预测传统中药治疗疾病的显著性P值。最终选择有统计学意义的四妙勇安汤治疗疾病。以P＜0.05作为“药物-通路”网络构建的基准。以score cut off=20为筛选线，导出四妙勇安汤治疗心衰的显著性分析，及所对应的靶点和有效成分。

1.2 网络的构建及分析 根据上述预测结果,使用Cytoscape软件中的关联功能（Merge）将筛选出的活性成分、潜在靶点以及与靶点对应的疾病信息构建一个药物-靶点-疾病网络。在生成的网络中,节点代表化合物、蛋白质或疾病，边代表化合物-靶点以及靶点-疾病相互作用。

1.3 金银花与玄参靶点分析 四妙勇安汤重用金银花、玄参各90 g，使用BATMAN-TCM数据库，分析金银花、玄参治疗心力衰竭的靶点。利用韦恩图（Venn diagram）进一步研究金银花与玄参治疗心衰机制的共同点与不同点。

2 结果

2.1 四妙勇安汤干预心衰的靶点筛选 检索BATMAN-TCM数据库发现，四妙勇安汤治疗心力衰竭的靶点共15个，如表1所示为四妙勇安汤治疗心力衰竭对应靶点，与心力衰竭经典通路基本吻合（P＜0.05）。

表1 四妙勇安汤治疗心力衰竭对应靶点（score cut off=20）

2.2 四妙勇安汤的活性成分筛选 通过BATMANTCM数据库中整理出四妙勇安汤中共307个化合物，手动筛选四妙勇安汤干预心衰的靶点对应的成分共89个。如表2所示，其中若一个靶点对应超过3个靶成分下表只则列出前3个成分，其中主要涉及了生物碱、木质素、皂苷、萜类等（P＜0.05）。

2.3 网络构建及分析 使用Cytoscape软件构建在心力衰竭方向四妙勇安汤活性成分-作用靶点的网络模型,如图1所示。从图中可以看出,89个活性成分的15个潜在靶点对比到心力衰竭上，且不同的活性成分可作用于相同的靶点，也可作用于不同的靶点，充分体现了四妙勇安汤多成分、多靶点的作用机制。

表2 四妙勇安汤治疗心力衰竭靶点对应成分（score cut off=20）

2.4 金银花与玄参靶点分析 利用韦恩图（Venny 2.1）进一步研究四妙勇安汤中的金银花与玄参治疗心衰机制的关系。结果显示，金银花与玄参共有的心衰靶点数量为3，分别占两种药物总的靶点数的30%；金银花独有的靶点数为6，占总数的60%；玄参独有的靶点数为1，占总数的10%。

图1 四妙勇安汤治疗心力衰竭的靶点-成分网络关系图

图2 金银花与玄参共有及特有的治疗心力衰竭靶点分析图

3 讨论

目前中药类研究主要采取传统的提取分离法，分离其有效部位及有效成分，通过在体或离体等方式进行活性检测，统一筛选治疗某一疾病的有效成分群，组合活性部位进行中药新药再开发[9]。这些方法虽然已取得一些成效，但因为耗时耗力，进展缓慢，而且中药多成分多靶点的特点导致其成分-疾病-靶点的对应性不高，所以这种传统方法不能完全代表中药的功效[10]。网络药理学与中医药学的结合研究，在中药中已知的化学成分，疾病中已知靶点的基础上，充分利用已有的研究成果，用在线构建网络的方法研究中药中化学成分的多靶标、多途径协同作用，并用网络的形式直观呈现这种复杂作用，这种研究方法可以大大的辅助中药新药的二次开发[11]。

本文以四妙勇安汤为例，采用网络药理学的方法考察四妙勇安汤治疗疾病的分布情况，并将其与相关靶点进行对接，根据疾病与靶点相关性推测四妙勇安汤治疗上心力衰竭可能的机制，并进一步筛选了四妙勇安汤中金银花、玄参治疗心衰的靶点。计算结果表明，四妙勇安汤治疗慢性心力衰竭的作用机制靶点包括血管紧张素转化酶、α2型肾上腺素受体、1型血管紧张素II受体等。众所周知，使AngⅡ降低，抑制RAS活性、调节交感神经系统干预心力衰竭的重要作用环节[12～14]。进一步分析金银花与玄参的靶点发现，金银花可能为四妙勇安汤中治疗心力衰竭的主要贡献者。有文献提示，金银花作为清热解毒药，可对心力衰竭的治疗有独特的贡献，与金银花配伍可能有提高药效的心血管药理学作用[15]。

四妙勇安汤化学成分与相关靶标的相互作用研究能初步揭示中药分子基础及复杂的作用机理，从分子水平和网络水平分析了中医药治疗疾病的复杂水平，为现代中药的开发奠定基础。网络药理学基于“疾病-基因-靶点-药物”相互作用网络系统综合观察药物对疾病网络的干预与影响，可提示中药相关药理作用靶点、筛选中药有效靶成分，大大减少实验工作量，降低重要新药开发及研究的风险，有助于中药现代化发展及创新药物发现[16-18]。