基于网络药理学研究泽泻汤治疗脑水肿的作用机制

袁莉莉，王 倩

（陕西中医药大学基础医学院，陕西 咸阳 712046）

脑水肿是脑胶质瘤疾病恶化的关键因素之一，也与脑胶质瘤临床治疗效果紧密相关[1-2]。目前临床针对胶质瘤性脑水肿的治疗主要是保守脱水法，现代药理学研究表明泽泻汤有较强的利水作用，治疗脑部水肿有较好的疗效。本研究使用网络药理学的方法分析泽泻汤治疗脑水肿的作用机制，为脑水肿的治疗及研究提供重要参考价值。

1 材料与方法

1.1 泽泻汤方剂组成药物的活性成分筛选 本试验利用中药系统药理学数据库和分析平台（TCMSP）（http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php），检索泽泻汤方剂组成中各个药物的所有活性成分[3]。

1.2 阈值筛选 本试验对泽泻汤方药物活性成分检索结果中泽泻的46个化学成分和白术的55个化学成分进行筛选，化合物口服生物利用度（OB）筛选阈值均≥30%，化合物类药性（DL）筛选阈值均≥ 0.18。

1.3 泽泻汤有效活性成分靶点预测 将筛选出来的有效活性成分输入到TCMSP（http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）数据库中进行靶点预测。

1.4 泽泻汤靶点蛋白—基因转换 将泽泻汤方剂预测的靶点蛋白输入到 UniProt（https：//www.uniprot.org/）转换为相应的基因，转换过程中将Organism限定为Homo sapiens（Human）。

1.5 泽泻汤有效活性成分—靶点 PPI 网络构建 将泽泻汤药物成分虚拟筛选出的7个白术候选化合物、10个泽泻候选化合物和靶点预测得到的27个靶点基因导入 Cytoscape3. 2. 1 软件构建泽泻汤有效活性成分—靶点 PPI 网络。

1.6 脑水肿疾病靶点PPI网络构建 通过PharmGkb数据库检索出脑水肿相关疾病基因总数为6。导入Cytoscape3.2.1软件，利用Bisogenet插件在线检索蛋白质相互作用数据库，绘制胶质瘤性脑水肿疾病靶点网络。

1.7 网络合并 利用Cytoscape3.2.1软件中Merge插件将泽泻汤有效活性成分—靶点网络和脑水肿疾病靶点PPI网络进行合并，上述两种网络合并后存在的交集就可能是泽泻汤方剂中组成药物的有效活性成分治疗胶质瘤性脑水肿的靶点。

1.8 基因富集分析 利用Cytoscape 3.2.1软件中ClueGO功能对筛选出的基因进行GO功能和KEGG通路富集分析，更深层次的阐述泽泻汤有效活性成分的靶点蛋白在基因功能和信号通路中的作用。

2 结果

2.1 泽泻汤方剂组成药物的有效活性成分筛选 检索出药物活性成分总计101个（泽泻46个，白术55个）。筛选阈值设定为：OB≥30%，DL≥0.18，共筛选出17个有效活性成分（泽泻10个，白术7个）。

2.2 泽泻汤有效活性成分靶点预测 通过TCMSP共检索出泽泻汤的14个候选化合物靶点蛋白，其中白术有三个有效活性成分未检测出相应靶点蛋白，这三个有效活性成分ID分别为：MOL000020/MOL000020/MOL000028，然后通过 Uniprot数据库（https：//www.uniprot.org/）将预测出的靶点蛋白名转换为基因名。

2.3 泽泻汤药物成分靶点网络构建 通过Cytoscape3.2.1绘制出的泽泻汤有效活性成分—靶点网络（见图1），黄色为成分节点，粉紫色为靶点节点，成分节点与靶点节点之间的连线代表有效活性成分与靶点之间的关系。

图1 泽泻汤有效活性成分—靶点网络

2.4 胶质瘤性脑水肿疾病—靶点网络构建 通过PharmGkb数据库检索出脑水肿疾病的相关基因。输入Cytoscape3.2.1软件中，利用Bisogenet插件在线检索蛋白质相互作用数据库，并绘制出胶质瘤性脑水肿疾病靶点网络（见图2）。

图2 神经胶质瘤疾病—靶点网络

2.5 网络合并 利用Cytoscape3.2.1软件中的Merge插件，将泽泻汤有效活性成分—靶点网络和胶质瘤性脑水肿疾病—靶点网络合并，形成泽泻汤—靶点—胶质瘤性脑水肿网络（见图3）。

图3 泽泻汤—靶点—胶质瘤性脑水肿网络

2.6 GO富集分析 利用Cytoscape3.2.1软件中的ClueGO插件对泽泻汤—靶点—胶质瘤性脑水肿网络所涉及的103个蛋白的功能进行富集分析，分析结果分别为平滑肌细胞迁移、细胞周期过渡的正向调节、DNA损伤检查点、DNA损伤反应、p53类介质的信号转导造成细胞周期停滞、转录起始的调控、应激反应中起始转录的调控、转录因子进入细胞核的调控、核内蛋白质的正向调节、核质转运的正向调节。表明泽泻汤可能是通过以上机制达到治疗脑水肿的目的。各个作用机制占比（见图4）。

图4 作用机制占比图

2.7 KEGG通路富集分析 利用Cytoscape3.2.1软件中的ClueGO功能对筛选出的基因进行KEGG富集分析，分析结果（见图5）。根据FDR筛选出3条通路，分别为表皮生长因子受体酪氨酸激酶家族（ErbB）信号通路、血管内皮细胞生长因子（VEGF）信号通路、瞬时受体电位（TRP）通道的炎症介质调控。表明泽泻汤通过这些通路达到治疗胶质瘤性脑水肿的目的。各通路作用占比（见图6）。

图5 KEGG富集

3 讨论

中医认为脑胶质瘤是因痰邪湿邪积聚在脑部导致脑部气滞血凝，毒邪凝结成瘤。西医治疗脑胶质瘤的总原则是手术、化疗、放疗[4-5]，但疗效不佳。

图6 通路作用占比图

泽泻汤出自《金匮要略》，泽泻、白术两味药物组成，泽泻甘淡性寒，得水之阴气而利水渗湿，领水之阴气以下行，使湿从小便出，为君药。白术甘苦性温，防水气下而复上，兼制泽泻之寒，为臣药[6]，二者合用通利一身之水，缓解脑水肿，但其作用机制尚不清楚。

本试验运用网络药理学知识分析泽泻汤治疗脑水肿的作用机制，试验结果分析出，泽泻汤的有效活性成分治疗神经胶质瘤与VEGF、ErbB、P53基因等通路相关[7-15]。泽泻汤治疗脑水肿的可能是通过上调P53基因表达率，阻断ErbB/VEGF信号通路，ErbB受体家族，ErbB受体家族激活相应通路并作用于VEGF，使VEGF的表达量上调。VEGF的过量表达会诱导大量的新生血管，为脑胶质瘤细胞的生长提供肥沃的土壤。泽泻汤作用于ErbB受体家族，抑制ErbB受体家族的表达，阻断ErbB/VEGF信号通路，阻断新生血管的形成，抑制脑胶质瘤的发生发展，缓解胶质瘤性脑水肿症状。

因脑水肿是脑胶质瘤非常严重的并发症，反复发作，加重病情，难以根治。因此，研究胶质瘤性脑水肿的发病机制及治疗手段是缓解脑胶质瘤有效的方法。本文从网络药理学角度探讨了泽泻汤脑水肿的机制，为脑水肿的治疗提供思路。