基于整合药理学平台探究淫羊藿对高脂血症的作用

李丽静，钱 圳，周凯旋，张亚杰，于 澎，许天阳

（长春中医药大学，长春 130117）

高脂血症是机体脂质代谢异常而导致一种慢性代谢性性疾病严重威胁人们的健康[1]。目前，西医常见的调血脂药物预防和治疗贡献巨大，但其不良反应也不断显现[2]。近年来，中医药治疗慢性病的优势不断被报道[3]。中医认为，高脂血症的辨证主要认为是由于“肥甘厚味，多食少动，脾肾阳虚所致”[4-5]。淫羊藿始载于《神农本草经》[6]，药理研究发现，淫羊藿含淫羊藿素、淫羊藿苷、多糖、生物碱、挥发油等化学成分对高脂血症和其他心血管疾病的预防和治疗有着较好的作用[7-9]。

整合药理学平台是以中医药大数据为基础构建计算平台[10-11]。因此，本研究借助整合药理学的平台，构建“中药—化学成分—作用靶标—疾病靶标”[12]，分析并预测淫羊藿治疗高脂血症的作用靶点和可能参与的生物学途径，并通过动物实验观察淫羊藿在治疗高脂血症方面的效果。

1 数据获得

使用TCMIP V2.0平台（http://www.tcmip.cn/TCMIP/index.php/Home/）进行，该平台中药材数据来源于ETCM（http://www.ehbio.com/ETCM/）中医百科全书数据库，[13]。并设置了3种拓扑结构特征值包括：连接度（degree）、介度（betweenness）、紧密度（closeness），以确定中药矫正疾病失衡网络的候选靶标[14]。通过基因功能分析和通路富集分析，确定靶标基因生物学功能以及其所参与的生物学通路。

2 方法

2.1 药物成分及靶标获得 以“淫羊藿”作为关键词进行检索中药材模块，可获得关于淫羊藿的化学成分以及对应的靶标。选择相似性分数≥0.8 的药物所对应的靶标为淫羊藿候选靶标[15]，使用平台中的靶标富集分析功能，分析淫羊藿的生物学过程和作用途径。

2.2 疾病靶标获得 以“hyperlipidemia”为关键词在“疾病靶标数据库”中检索，可以获得该疾病相关的蛋白和基因。

2.3 药物疾病分析 将所获得药物作用靶标与疾病靶标，使用TCMIP中蛋白相互作用数据库，构建蛋白质—蛋白质相互作用网络。

2.4 基因功能和通路富集分析 以“节点连接度（degree）”的2 倍中位数为卡值，选取中药靶标—疾病基因互作网络的核心节点；选取同时满足节点连接度（degree），节点紧密度（closeness）和节点介度（betweenness） 的中位数的节点，作为淫羊藿治疗高脂血症的关键核心靶标，然后使用平台中的靶标富集分析功能，分析淫羊藿治疗高脂血症的生物学过程和作用途径。

2.5 实验动物 SPF 级雄性Wistar 大鼠30 只，体质量（180±15） g，由辽宁长生生物技术股份有限公司提供，许可证号SCXK（辽）2015-0001，自由进水饮食，12 h 明暗交替照明，适应性普通饲料喂养1 周。

2.6 造模及给药 大鼠随机分为正常组、高脂模型组和淫羊藿治疗组各10 只，正常组喂食普通饲料，模型组和治疗组喂食高脂饲料，高脂喂养4 周后，治疗组灌胃临床等效剂量淫羊藿水煎液（1.6 g/kg），正常组和模型组灌胃蒸馏水，给药4 周。

2.7 血脂检测 大鼠麻醉后腹主动脉采血，静置30 min 后，4 ℃转速为3 000 r/min，离心10 min 取血清，按ELISA 试剂盒说明书检测胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）含量。

2.8 肝脏病理变化 取大鼠肝脏称量，计算肝脏的脏器指数，将肝脏组织放入4%甲醛溶液中固定，脱水、透明、石蜡包埋，制作5 μm 石蜡切片，按试剂盒进行HE 染色，于光镜下观察拍照。

3 结果

3.1 靶标收集结果 通过检索数据库，获得淫羊藿成分27个，靶点170个，高血脂症靶点46个，构建药物—靶点—疾病网络，获得疾病与药物之间直接共有靶点两个过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）和微粒体甘油三酸酯转运蛋白（MTTP）（图1）。

3.2 核心靶标的获得与分析 得到关键核心靶标23个，对核心靶标进行富集分析，取获得生物学过程前二十（表1）。分析发现，淫羊藿可以影响蛋白质的磷酸化、脂质的代谢以及三羧酸循环等方面来达到治疗高脂血症的目的。

图1 药物—靶点—疾病网络图

表1 淫羊藿治疗高血脂症靶点GO 分析

对反应通路分析，在治疗高脂血症上，淫羊藿可能通过三羧酸循环通路、TP53 通路、G alpha (s)信号通路以及PI3K/AKT 等信号通路（表2）。

表2 淫羊藿治疗高血脂症靶点通路分析

3.4 大鼠血脂检测结果 与正常组比较，模型组大鼠的TC和TG显著升高（P＜0.01），表明高脂模型成立，给予淫羊藿治疗后，高脂饮食大鼠的TC 和TG 浓度降低（P＜0.01，P＜0.05），见表3。

表3 淫羊藿对高脂饮食大鼠血脂影响（，n =10） mmol/L

表3 淫羊藿对高脂饮食大鼠血脂影响（，n =10） mmol/L

注：与模型组比较，# P ＜0.05，## P ＜0.01

3.5 大鼠肝脏病理变化 高脂饮食的大鼠肝脏脏器指数有所上升（P＜0.05），淫羊藿治疗组的肝脏脏器指数与正常组差异不明显（表4）。对肝脏进行HE 染色发现，正常组大鼠肝脏细胞排列整齐，形状规则，而模型组大鼠肝脏细胞排列松散杂乱，有较多空泡，而淫羊藿治疗组情况有所改善（图2）。

表4 淫羊藿对高脂饮食大鼠肝脏脏器指数影响（，n =10）

表4 淫羊藿对高脂饮食大鼠肝脏脏器指数影响（，n =10）

注：与正常组比较，# P ＜0.05

图2 淫羊藿对高脂饮食大鼠肝脏病理变化的影响HE染色（×400）

4 讨论

本研究通过整合药理学建立中药—靶点—疾病网络，发现PPARγ 和MTTP 是淫羊藿作用高血脂症潜在的靶点，PPARγ 分布于能量代谢活跃的组织参与了脂肪细胞的分化、葡萄糖的摄取、脂肪酸代谢的调节[16]，实验研究显示，调节PPARγ 的表达对改善2 型糖尿病并发单纯性脂肪肝具有良好作用[17]，而淫羊藿苷可以显著上调肝脏内的PPARγ 的表达，改善脂肪肝的病理变化[18]。同时，实验显示淫羊藿总黄酮在治疗高脂血症上，PPARγ 的表达也有一定的上调[19]。MTTP 是脂质代谢中重要的脂质转运蛋白，它能够加速三酰甘油、胆固醇的转运和分解[20-21]。实验研究表明，通过调节MTTP 的表达，对非酒精性脂肪肝进行治疗，具有良好的效果[22]。因此淫羊藿可能通过影响PPARγ 和MTTP 的功能和表达来而影响机体的糖脂代谢。

三羧酸循环能够调动囤积的脂肪使其转化为葡萄糖，甘油和磷脂，后两者进入三羧循环中，为机体供给能量[23]。TP53 的变异与代谢密切相关，并且可能会导致肥胖和2 型糖尿病的进一步发展[24]。同时，p53/p21 信号通路是衰老的核心调控通路，淫羊藿苷增强机体清除自由基能力和抑制脂质过氧化可能与该通路有关[25]。Gα(s) 突变可以影响肝脏糖原分解，糖异生和葡糖糖的摄取与利用，并可进一步导致激素抵抗[26]。PI3K/Akt 通路与胰岛素抵抗相关疾病如心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、肥胖等关系密切。因此表明淫羊藿可能参与以上生物学过程发挥治疗高脂血症的潜能[27]。

而后通过动物实验进行验证发现，在给予高脂饮食大鼠淫羊藿后，大鼠血清中的胆固醇和三酰甘油有所下降，并且大鼠的肝脏病理变化有所减轻，说明了淫羊藿对高脂饮食的大鼠脂肪肝的发生具有一定的改善作用，确定了淫羊藿在降脂方面应用的可能。

整合药理学是根据数据库中现有的研究数据进行的理论推测，同时使用动物实验进行推测的验证，然而淫羊藿更多作用靶点和涉及的通路还有待进一步挖掘，本研究为实验研究及临床应用提供了一定的科学理论支撑。