基于中药整合药理学平台的泽泻汤治疗高血压作用机制研究

吴 萍，张 震，何益锋，彭学清，刘义钊，张 涛，周 覃，郭爱枝

(常德市第一人民医院，湖南 常德 415700)

中医药的多效性、多靶点性、增效减副性、稳定持久性在防治高血压病中作用体现了中医特色，在调节并维持机体平衡、维持血压水平稳定等方面均有一定优势[1]。经典名方是我国医药的珍贵遗产，传承千年，经久不衰。经典名方开发符合我国中医药发展“十三五”规划方向，前景广阔，市场需求迫切。当前中药方剂的具体作用机制、药效成分等成为经典名方开发中质量评价和临床应用的热点问题。

经典名方泽泻汤出自《金匮要略》(汉·张仲景)，由泽泻、白术两味药组成，现代药理研究表明泽泻汤具有利尿、降血脂、降血压、抗冠状动脉硬化等作用[2]。泽泻性寒，味甘，具有利水渗湿、泄热、化浊降脂之功效，研究表明其提取物具有促进血管内皮细胞NO释放，从而保护和扩张血管以及防止动脉粥样硬化形成的作用[3]。白术甘苦、温，具有燥湿利水、健脾益气之功效，其提取物具有抗炎、利尿、降糖、扩张血管等作用[4]。本研究借助网络技术筛选泽泻汤主要活性成分和作用靶标，以期为阐明其治疗高血压作用的分子机制、进一步开发研究泽泻汤提供参考。

1 数据来源

1.1 化学成分来源

本研究泽泻汤中“泽泻”“白术”中药材化学成分来源于整合药理学平台(http：//www.tcmip.cn/)中药材数据库。

1.2 泽泻汤候选靶标来源

以“Hypertension”作为疾病或症状关键词在整合药理学平台疾病/证候靶标数据库进行检索。对所建立的“泽泻”“白术”化学成分库中的成分在中药靶标预测界面进行靶标预测，选取相似性分数大于0.8的成分作为候选预测靶标。

1.3 泽泻汤靶标预测

采用MACCS分子指纹利用Open Babel软件提取化学成分特征指纹，通过泽泻汤中化学成分二维结构(.mol)与Drug Bank中FDA上市药物(Approved)进行化学指纹特征相似性比对。

1.4 蛋白质-蛋白质相互作用信息(PPI)

泽泻汤作用的潜在靶标与高血压疾病靶标之间的PPI，通过TCMIP的数据库(HAPPI、OPHID、Reactome、InAct、HPRD、DIP、PDZBase、MINT等数据)直接获得PPI数据。

1.5 网络构建与分析

针对泽泻汤作用的潜在靶标与高血压疾病靶标之间的PPI信息计算网络特征值，选取泽泻汤中中药靶标-疾病基因互作网络的核心节点(hubs)；在此基础上，以“节点连接度(degree)”“节点紧密度(closeness)”和“节点介度(betweenness)”的中位数为卡值，选取同时满足3个卡值的节点为泽泻汤治疗高血压疾病失衡网络的关键靶标网络。然后对关键靶标网络进行通路富集分析，选取P-Value前20的通路，构建“核心成分-关键靶标-主要通路”的多层次关联网络图。

1.6 基因功能和通路富集分析

在TCMIP进行基因功能和通路富集分析，相关信息来自于GO数据库和KEGG通路数据库。

2 结果

2.1 泽泻汤化学成分与靶标预测分析

泽泻汤中白术共收集32个化学成分，主要为挥发油、多种氨基酸、多糖、内酯类成分，同时还含有少量苷类、无机元素及维生素A等，筛选出关键靶标210个，泽泻共收集化学成分31个，主要为三萜类化合物、倍半萜二萜类化合物，同时含有β-谷甾醇、泽泻多糖、生物碱、硬脂酸、甘油醇-1-硬酸脂、胆碱、植物凝聚素等成分，筛选出关键靶标117个。张春举等[6]研究泽泻对ox-LDL致血管内皮细胞损伤的保护机制可能与改善细胞形态及生长增殖状态、升高NOS水平、增加NO的生成、提升抗氧化能力等方面有关。KUBO等[7]对泽泻主要萜类成分及不同提取部位的抗过敏和抗补体活性进行了多种病理模型及体外实验指标研究。

表1 泽泻汤治疗高血压候选靶标具有的功能信息

表2 泽泻汤治疗高血压候选靶标参与的通路信息

由表1可见泽泻汤候选靶标基因功能分析涉及细胞外泌体、线粒体、细胞质、电压门控钙通道复合物、氧化还原过程、线粒体内膜等条目。由表2泽泻汤通路富集分析可见涉及通路有心肌收缩、氨基酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、其他氨基酸的代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等通路。

2.2 泽泻汤治疗高血压的基因功能和通路富集分析

2.2.1 基于PPI相互作用数据库 通过整合药理学分析的网络分析模块，构建泽泻汤药物组合潜在靶标与疾病靶标相互作用。根据Degree表3仅显示前20个靶点。

表3 泽泻汤治疗高血压的关键靶标名称及其相关网络拓扑特征参数值

2.2.2 基因功能与通路富集分析 通过GO基因功能和KEGG富集通路分析，泽泻汤治疗高血压的GO基因功能显示有细胞质、蛋白结合、ATP结合、血小板活化、线粒体、质膜、蛋白质磷酸化、线粒体内膜等多个条目，见表4。KEGG富集通路主要有神经系统、内分泌系统、信号转导、趋化因子信号通路、循环系统、神经退行性疾病、甲状腺激素信号通路、神经退行性疾病等多条通路，见表5。

表4 泽泻汤治疗高血压关键靶标基因功能信息

续表4

ID条目数目P-ValueGO:0005886plasmamembrane1961.41e-020GO:0018105peptidyl-serinephos-phorylation292.13e-020GO:0004674proteinserine/threo-ninekinaseactivity451.53e-019GO:0005743mitochondrialinnermembrane501.93e-019GO:0043066negativeregulationofapoptoticprocess501.55e-018GO:0000165MAPKcascadeMAPK381.85e-018GO:0007165signaltransduction803.24e-018GO:0032403proteincomplexbinding365.96e-018GO:0045471responsetoethanol261.92e-017

表5 泽泻汤治疗高血压关键靶标通路信息

3 泽泻汤治疗高血压的“中药-成分-靶标-通路”多维网络分析

从图1可看出，相关通路主要有神经系统(Nervous system)、信号转导(Signal transduction)、内分泌系统(Endocrine system)、循环系统(Circulatory system)、神经退行性疾病(Neurodegenerative diseases)、癌症的途径(Pathways in cancer)等通路。从候选靶标网络与“中药-成分-靶标-通路”网络图，推测泽泻汤治疗高血压的作用可能与神经系统、循环系统、神经退行性疾病、内分泌系统、神经营养因子信号通路等有关。

绿色：中药；紫色：成分；蓝色：关键药靶；红色：通路

4 讨论

中医药在防治高血压方面效果显著，研究中药复方抗高血压的降压机制具有重要意义。中药复方治疗高血压病的作用机制主要涉及RAAS、钙拮抗剂作用、舒张血管、改善内皮功能、改善胰岛素抵抗等[8]。顾施健等[9]研究泽泻汤对正常小鼠血压影响时发现，随着药物剂量增加，作用增强。袁圆等[10]发现泽泻汤能显著升高模型大鼠HDL-C(P<0.05)，降低SBP、LDL-C、TC、TG(P<0.05)，减轻模型大鼠肾小球动脉硬化、脂肪肝及胸主动脉中膜增厚症状。张万龙等[11]证实泽泻汤加味方降压作用呈一定的剂量依赖关系。降压机制与其提高细胞膜Na+，K+-ATPase活性以及降低循环AngⅡ、ALD、EO相关。泽泻汤通过激活AMPK信号通路，能够改善糖脂代谢紊乱，减轻胰岛素抵抗，降低痰(湿)瘀证代谢综合征脾、湿、瘀、痰病理证素积分，促进脂肪分解，改善高脂饮食诱导的代谢综合征大鼠的代谢紊乱[12]。谭文[13]用泽泻汤加味配合缬沙坦治疗原发性高血压，可有效控制血压水平，总有效率为91.84%。

本研究借助中药整合药理学计算平台，对泽泻汤的化学成分进行分析，并对其治疗高血压病潜在的活性成分和作用机制进行预测，建立了化学成分-靶标-高血压靶标的分子生物网络、中药成分-靶标通路网络，从多个角度探索泽泻汤治疗高血压的潜在的分子机制，体现了中药多成分、多靶点、协同作用的特点[14-19]，发现泽泻汤治疗高血压的作用可能与神经系统、循环系统、神经退行性疾病、内分泌系统、神经营养因子信号通路等有关。

本研究结果表明，泽泻汤可通过多靶点、多途径发挥治疗高血压的作用，为进一步系统开展泽泻汤治疗高血压的实验研究提供了一定依据。