基于网络药理学探讨白芍治疗原发性干燥综合征的作用机制

屈祥科，陶庆文，孙建荣，王建明★

（1.北京中医药大学 研究生院，北京 100029；2.中日友好医院 中医风湿病科，北京 100029；3.免疫炎性疾病北京市重点实验室，北京 100029）

原发性干燥综合征 （primary Sjogren’s syndrome，pSS）是一种主要累及外分泌腺的慢性炎症性免疫病，被认为是类风湿关节炎之后最广泛的自身免疫病[1，2]，属于中医“燥痹”的范畴，中医药治疗具有较好的疗效。白芍是治疗pSS 的常用中药，具有抗氧化、调节免疫系统的作用，但存在分子机制不明确的问题，需进一步的探索。基于此，本研究拟采用网络药理学分析白芍治疗pSS 的潜在机制，以期为临床应用和研究提供依据。

1 方法

1.1 白芍活性成分及作用靶点筛选

通过中药系统药理学分析平台[3]（TCMSP）检索白芍的活性成分，以口服生物利用度 （OB）≥30%和药物相似性（DL）≥0.18 作为筛选条件，筛选出有效活性成分，并收集相关成分的作用靶点，通过Swiss Target Prediction 数据库补充未知成分的靶点[4]，使用Uniprot 数据库规范靶点名称。

1.2 pSS 相关靶点筛选

以Sjogren’s syndrome、primary Sjogren’s syndrome 为 关键词 在GeneCards、TTD 数 据 库、DRUGBANK 数据库进行检索，剔除假阳性基因，合并3 个数据库靶点，删除重复值获得pSS 相关靶点。

1.3 白芍成分- pSS 异常靶点PPI 网络构建

利用R 软件venn.diagram 包将白芍成分靶点与干燥综合征相关靶点取交集获得共有靶点。将所得靶点上传至STRING11.0 数据库构建蛋白互作（PPI）网络模型[5]。生物种类设定为“Homo sapiens”，最小互相体用阈值设定为＞0.4，其余设置均为默认。得到PPI 网络后，运用CytoScape 3.7.1 软件对PPI 网络进行可视化分析。

1.4 靶点功能与通路的富集分析

将药物疾病靶点上传至Metascape 数据库[6]进行GO 富集和KEGG 通路分析，以P＜0.01 进行靶基因筛选，选取P 值前10 的GO 富集条目以及前20 的KEGG 通路条目，进行可视化展示。

1.5 药物-成分-靶点-通路网络构建

运用CytoScape3.7.1 构建药物-成分-靶点-通路网络图，利用内置工具Network Analyzer 分析有效成分及靶点的网络特征参数，包括网络连接度 （Degree）、 介度 （Betweenness） 及紧密度（Closenesss）等，并根据网络分析参数筛选核心靶点及发挥药效的主要活性成分。

2 结果

2.1 白芍治疗pSS 活性成分及潜在靶点

最终获得芍药新苷、芍药苷、β-谷甾醇、谷甾醇、山奈酚等12 个活性成分。通过TCMSP 数据库和Swiss Target Prediction 数据库中获得白芍作用靶 点174 个；GeenCards、TTD、DRUGBANK 数 据库得到1015 个pSS 相关靶点。利用R 软件，得到52 个白芍治疗pSS 的潜在靶点。

2.2 PPI 网络分析

将潜在靶点提交至STRING11.0 数据库，得到PPI 网络，运用CytoScape 3.7.1 软件对PPI 网络进行可视化分析，见图1。

图1 白芍治疗pSS 相关靶点的PPI 网络

2.3 靶点功能与通路的富集分析

通过Metascape 数据库对52 个潜在靶点进行GO 富集分析和KEGG 通路分析，以P＜0.01 为筛选标准。GO 富集分析得到1090 个生物过程，50 个细胞组成，78 个分子功能，主要涉及活性氧代谢、氧化应激反应、细胞迁移、细胞外基质等过程和功能，见图2。

图2 白芍活性成分靶点GO 富集分析

KEGG 分析共得到110 条相关通路，包括TNF 信号通路、细胞凋亡通路、IL-17 通路、HIF-1通路、钙信号通路等经典通路，显著性较高的20条通路见图3。

图3 白芍活性成分靶点KEGG 通路分析

2.4 药物-成分-靶点-通路网络构建

利用Cytoscape3.7.1 构建药物-成分-靶点-通路网络关系图，并进行网络连接度分析，在药物-成分-靶点-通路网络中，山奈酚连接度为28，预测山奈酚为白芍治疗pSS 的主要成分，β-谷甾醇、芍药苷、芍药内酯苷、芍药新苷亦是白芍治疗pSS 的重要有效成分。AKT1 和MAPK8 在网络中连接度均为17，而在紧密度和连接度上，MAPK8低于AKT1，提示AKT1 和MAPK8 可能是白芍治疗pSS 的主要靶点。

3 讨论

3.1 白芍通过多成分、多靶点、多通路发挥治疗作用

白芍性凉，归肝经、脾经，具有养血调经、收汗敛阴、平抑肝阳的功效，可改善口、眼干等症状，常用于治疗阴液亏虚型pSS。本研究共筛选出白芍的12 个活性成分 （10 个活性成分涉及pSS 相关靶点），包括山奈酚、β-谷甾醇、芍药内酯苷、芍药新苷等，涉及52 个作用靶点，涉及通过TNF、IL-17、Toll 样受体等炎症信号通路，体现了白芍通过多成分、多靶点、多通路发挥治疗作用的特点。

3.2 AKT 和MAPK8 可能是白芍治疗pSS 的主要靶点

在pSS 的发生发展中，AKT、MAPK8 具有较为重要的作用。AKT 是一类丝氨酸/苏氨酸激酶，是PI3K 下游的主要效应物，共同构成PI3K/AKT这一经典的信号通路，具有调控细胞代谢、炎症反应、蛋白质合成等功能。IL-17 在pSS 患者中高表达，通过PI3K/AKT 途径上调人涎腺细胞中IL-6的分泌，介导外分泌腺体炎症的发生，且与pSS 的病情严重程度相关[7]。有丝分裂原活化蛋白激酶8（MAPK8），又被称为c-Jun氨基末端激酶1（JNK1），是MAPK 信号通路JNK 途径的关键分子，对细胞增殖、炎症反应等生理病理过程具有重要的调控作用。而JNK 级联在涎腺浸润CD4+T细胞和CD8+T 细胞的中被炎症因子激活，参与pSS 的慢性涎腺炎发生[8]。

Cytoscape 和PPI网络分析表明，AKT1、MAPK8 是白芍治疗pSS 的主要靶点，山奈酚、芍药苷是治疗的重要活性成分。现代研究[9]发现，山柰酚具有较强的抗氧化作用，可影响PI3K、MAPK等蛋白激酶的磷酸化，降低通路活性，还可降低炎性因子（IL-1β、TNF-α）分泌水平，发挥抗炎作用。芍药苷可调节免疫细胞的功能和激活，减少炎症介质的产生，并恢复异常信号通路，抑制PI3K 和mTOR 的表达，抑制AKT 的磷酸化，减少B 淋巴细胞的增殖，抑制IL-17A、IL-6 等炎性因子的分泌和传导，延缓外分泌腺体的炎症进展，改善口眼干症状[10]。

限于网络药理学方法论的局限性和药物成分在煎煮时和人体代谢反应的复杂性，本研究仅基于白芍的药物成分进行网络药理分析，仍需要进一步的动物-细胞实验验证。