基于网络药理学探讨鸦胆子对肺癌的作用机制

张涛 孙昉昉 李耀辉

摘要 目的：采用网络药理学方法探讨鸦胆子对肺癌的作用机制。方法：通过检索中药系统药理学数据库（TCMSP）提取鸦胆子的有效成分及其相关作用靶点;检索GeneCards和OMIM数据库提取肺癌疾病靶点;采用STRING数据库构建蛋白互作网络，Cytoscape构建化合物-靶点网络以及化合物-靶点-生物過程-通路网络，DAVID数据库对靶点进行GO富集分析和KEGG通路富集分析。结果：检索TCMSP得到并通过OB值和DL值筛选得到有效成分15中，有效靶点44个。检索GeneCards数据库和OMIM数据库得到疾病靶点21 729个，将化合物靶点与疾病靶点相映射得到交集靶点39个。将结果导入Cytoscape软件，构建“化合物-靶点”网络;再构建“药物-化合物-靶点-疾病”网络。将关键靶点导入STRING数据库，构建蛋白互作网络，其中度值较高且处于较核心位置的靶点有CASP3、CCND1、EGFR、IL6、AR等。再对39个关键靶点进行富集分析，结果显示鸦胆子治疗肺癌的关键靶点共富集为7个生物过程聚类，涉及58个条目，经过筛选剩余9个生物过程。对鸦胆子治疗肺癌的39个关键靶点进行通路富集，结果显示共有7个富集的通路聚类，涉及62个条目，经过筛选剩余12条通路。结论：鸦胆子治疗肺癌的临床疗效确切，基于数据库的机制分析也证实它不仅可以治疗小细胞肺癌，同时也可以作用于非小细胞肺癌。

关键词 鸦胆子;肺癌;网络药理学;中医;作用机制

Abstract Objective：To explore the mechanism of Fructus Bruceae on lung cancer by network pharmacology.Methods：Effective components and related action targets of Fructus Bruceae were extracted by searching TCMSP database，and lung cancer disease targets were extracted by searching GeneCards and OMIM database，protein interaction network was constructed by STRING database，compound-target network and compound-target-biological process and pathway network were constructed by Cytoscape.-DAVID database were used to analyze GO enrichment and KEGG pathway enrichment.Results：A total of 15 effective components were screened by searching TCMSP，and retrieving OB and DL values，with 44 effective targets.By searching GeneCards database and OMIM database，21729 disease targets were obtained，and 39 intersection targets were obtained by mapping compound targets with disease targets.The results were imported into Cytoscape software to construct a “compound-target” network and a “drug-compound-target-disease” network.The key targets were imported into STRING database and protein interaction network was constructed.CASP3，CCND1，EGFR，IL6，AR etc.were the targets with high degree and at the core position.A total of 39 key targets were enriched and analyzed.The results showed that the key targets of Fructus Bruceae for lung cancer were enriched into 7 biological process clusters involving 58 items，and the remaining 9 biological processes were screened.Pathway enrichment was performed on 39 key targets of Fructus Bruceae for lung cancer treatment.The results showed that there were 7 pathway clustering，involving 62 items，and the remaining 12 pathways were screened.Conclusion：Fructus Bruceae has definite clinical efficacy in the treatment of lung cancer.The mechanism analysis based on database also confirms that Fructus Bruceae can not only treat small cell lung cancer，but also act on non-small cell lung cancer.

2.4 “化合物-靶点”网络图 将鸦胆子化合物与关键靶点导入Cytoscape软件，构建“化合物-靶点”网络。图2中绿色代表鸦胆子化合物，黄色代表关键靶点。然后将药物、化合物、关键靶点和疾病导入Cytoscape软件，构建“药物-化合物-靶点-疾病”网络。图3中，红色部分代表疾病，蓝色部分代表药物，绿色部分代表化合物，黄色部分代表关键靶点。

2.5 构建的PPI网络图 为了直观的了解鸦胆子作用于肺癌的情况，将关键靶点导入STRING数据库，构建蛋白互作网络（PPI网络），网络中共有39个节点，108条边，其中度值较高的靶点处于较核心位置，如CASP3、CCND1、EGFR、IL6、AR等。并将PPI网络结果导出，采用R软件展示PPI网络中前20位的靶点。见图4、图5。

2.6 GO富集与KEGG富集分析 对39个关键靶点进行富集分析，结果显示鸦胆子治疗肺癌的关键靶点共富集为7个生物过程聚类，涉及58个条目，经过筛选剩余9个条目。见表3。对鸦胆子治疗肺癌的39个关键靶点进行通路富集，结果显示共有7个富集的通路聚类，涉及62个条目，经过筛选后剩余12条通路。见表4。最后将化合物、靶点、GO富集和KEGG富集结果汇总，构建“化合物-靶点-GO富集-KEGG富集”网络。见图6。

3 讨论

肺癌属于中医“内科癌病、肺积”的范畴，其发病是内外因共同作用的结果。内因不外脏腑气血阴阳亏虚、情志劳倦以及体质因素等，外因包括六淫邪气、外界毒物、饮食不节等。上述内外因作用损伤肺脏的生理功能，肺之宣降功能失司，肺气不降则脾气不升，气不能循环周流，郁滞于胸中，气滞则痰湿瘀毒凝聚不散，日久形成积块。早期以邪实为主，治疗主要攻邪;中期以虚实夹杂为主，治以攻补兼施;晚期肺癌以正虚为主，治疗主要为扶正兼以攻邪。众多文献报道中医药治疗能够减轻化疗、放疗及靶向治疗的不良反应，并且相关研究表明中医药治疗可能在化疗药物及靶向药物耐药机制方面发挥一定作用[4]。也有许多临床研究表明单纯或者联合中医药治疗肺癌可以使患者带瘤生存，提高生命质量，延长生存时间[5]。在实际生活中也有中晚期肺癌的患者在单纯中医治疗下取得良好疗效的案例，因此中医药治疗在肺癌的治疗中仍显得非常重要。临床中医治疗肺癌常用的中药单体注射剂有鸦胆子油注射液、康莱特注射液、斑蝥注射液以及榄香烯注射液等，临床疗效均较为可靠，本文主要就鸦胆子油注射液进行探讨。

鸦胆子归大肠，肝经，有小毒，目前报道的不良反应主要有胃肠道反应以及肝肾功能损害。《素问·六元正纪大论》指出“有故无殒，亦无殒也”。虽然鸦胆子有小毒，但是对于患有疾病的人群而言这种毒性也可能是发挥治疗作用的有效成分，本研究最终得出的β-谷甾醇和木犀草素这二种作用于肺癌靶点的有效成分，而其他口服利用度、药物相似性高的有效成分可能成为也会增加不良反应。文献报道β-谷甾醇对肺癌、肝癌、乳腺癌以及结直肠癌等多种癌症细胞的生长具有抑制作用[6]，周玲玉等[7]研究发现β-谷甾醇不仅能够阻断肿瘤细胞的繁殖周期，而且能够诱导肿瘤细胞的凋亡，并且这种作用随着药物剂量的增加细胞凋亡的发生率也增加，表明β-谷甾醇具有一定的抗肿瘤作用。木犀草素具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等多种作用[8]，缪存静等[9-10]研究认为木犀草素能够逆转肺癌细胞的上皮间充质转化，从而降低肿瘤细胞的侵袭率，抑制肿瘤细胞转移并促进细胞分化。

关键靶点中度值较高的基因为CASP3、CCND1、EGFR、IL6、AR，他们可能是鸦胆子发挥治疗效应的关键。其中CASP3[11]是发挥细胞凋亡作用的主要执行者，它通过促进肿瘤细胞凋亡发挥抑制肿瘤生长;CCND1[12]可以促进肿瘤细胞凋亡、抑制細胞迁移和入侵;EGFR[13]在肺癌的发生、发展中扮演着重要角色，它参与肺癌的增殖凋亡，并且可以影响放化疗的敏感性，EGFR的高表达可以促进肿瘤细胞凋亡，抑制其增殖;IL6[14]虽然是重要的炎性反应因子，但是对肺癌的发病也发挥着重要作用，它可以与肿瘤细胞表面的受体结合，促进中路微血管形成;AR[15]是一种重要的转录因子，参与细胞凋亡和血管生成。

GO富集分析所得药物结合、半胱氨酸型内肽酶活性参与细胞凋亡过程、凋亡过程、RNA聚合酶II启动子转录的正调控、ERK1和ERK2级联的正调控等生物过程与肺癌密切相关。KEGG富集分析所得前列腺癌、细胞凋亡、胰腺癌、膀胱癌、HIF-1信号通路[16]、非小细胞肺癌、癌症miRNA、TNF信号通路[17]、p53信号通路[18]、小细胞肺癌等通路在肺癌相关机制中也扮演着重要角色。上述生物过程及通路与肿瘤细胞的转移、凋亡以及血管生成联系密切，与关键靶点相一致。

综上所述，基于网络药理学方法的分析方法认为鸦胆子治疗肺癌有一定的理论依据，为进一步研究明确鸦胆子治疗肺癌的机制研究提供了参考。

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（2019-09-18收稿 責任编辑：王杨）