基于网络药理学探究薄荷治疗口腔扁平苔藓的作用机制

2021-12-14王丽丽通讯作者

医药前沿 2021年31期

王丽丽，孙丽，管艺，张帆，高雷（通讯作者）

（安徽医科大学合肥口腔临床学院<合肥市口腔医院>药剂科安徽合肥 230001）

口腔扁平苔藓（oral lichen planus, OLP），是一种与自身免疫相关的口腔黏膜病，病变通常发生在颊黏膜，多为对称发生，病损由白色丘疹排列成网状、环状、树枝状、或斑块状，可伴有基地黏膜充血、糜烂，并伴发局部刺激痛、自发痛、烧灼感等不适症状[1]。因病程存在慢性迁延反复发作或久治不愈的特点，给患者带来身心上的痛苦，导致生活质量降低。据统计全世界OLP 发病率为0.5%～2.0%，中老年妇女中发病率更高[2]。薄荷为唇形科植物薄荷Mentha haplocalyx Briq 的干燥地上部分，属药食同源植物，味辛，性凉，具有疏风、散热、疏肝、辟秽、解毒的功效，常用于外感风热、头痛目赤、咽喉肿痛、食滞气胀、口疮、牙痛、疮疥等症的治疗[3-4]。本研究基于网络药理学的研究方法，筛选出薄荷的活性成分，找到其对应的疾病靶标，进而探究其作用机制，为使用薄荷治疗口腔扁平苔藓提供依据[5]。

1.资料与方法

1.1 薄荷活性成分的筛选

依据中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP），收集薄荷所有的已知活性成分，并以化合物的口服利用度（OB）和类药性（DL）为筛选参数，筛选出同时满足OB ≥30%和DL ≥0.18 的化学成分作为薄荷的潜在活性成分。

1.2 薄荷有效成分-靶点调控网络的构建

利用TCMSP 数据库功能预测功能（Targets information），收集薄荷有效活性成分的作用靶点。应用GeneCard 数据库，以“oral lichen planus”为关键词，将搜索结果导出，即为与OLP 相关的靶向基因。将薄荷有效成分中可能具有治疗OLP 的有效成分，导入到网络绘图软件Cytoscape 中，找出有效成分和靶点之间的对应关系，构建可视化的有效成分-靶点调控网络图。

1.3 靶点蛋白互作（PPI）网络的构建

将薄荷成分的相关靶点导入Uniprot 数据库，对其进行标准化处理，获取其对应的基因简称，再导入至STRING 数据库，获得各靶点间相互作用关系，筛选可靠性评分≥0.7 的相互作用关系导入Cytoscape 软件，构建靶点间的相互作用网络。应用软件对网络进行拓扑分析。

1.4 核心靶标信号通路富集分析

将核心靶点导入DAVID 数据库，设置物种和基因背景为人，进行KEGG 代谢通路分析和GO 富集分析。

2.结果

2.1 活性成分的筛选

通过TCMSP 数据库以“薄荷”为关键词共检索到164 个活性成分，其中符合OB ≥30%和DL ≥0.18 筛选条件的有效活性成分共10 个，分别为：金桔苷、金合欢素、蒙花苷、香叶木素、谷甾醇、柚皮素、芦荟大黄素、圣草酚、芫花素、木樨草素。

2.2 活性成分的靶点确定

从薄荷筛选到的10 个有效成分中，有9 个有效成分具有对应的靶点，共116 个，见图1。其中黄色节点为薄荷有效成分，其余为有效成分的对应靶点。

图1 薄荷活性成分-靶标网络图

2.3 活性成分-靶标网络的构建

在STRING 11.0 平台构建靶蛋白相互作用（Protein-Protein interaction, PPI）网络，物种设置为人类（Homo sapiens），最低相互作用阈值设置为高信度（High confidence）0.7，去除孤立靶点，其余参数保持为默认。将得到的基因数据导入cytoscape 软件，进行可视化处理。

2.4 GO 富集分析

将筛选出的116 个作用靶点导入Metascape 软件，进行基因本体功能分析。筛选出靶点蛋白在分子功能（MF）、生物学进程（BP）和细胞组分（CC）3 个方面联系较密切的通路途径。结果显示，涉及CC 过程的条目为21 条，根据count 值大小，由高到低前5 位的是，细胞核，细胞液，细胞质，胞外体和细胞外空隙。涉及MF的条目为23 条，根据count 值大小，由高到低前5 位分别是ATP 结合，蛋白质同源二聚化活性，DNA 结合，细胞因子活性和蛋白质异构化活性。涉及BP 的条目为118 条，根据count 值大小，由高到低前5 位分别是RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控，DNA 转录模板，缺乏配体的外源凋亡信号通路，炎症反应和胆固醇代谢过程。

2.5 KEGG 通路分析

将116 个潜在作用靶点导入到Metascape 数据库中，进行KEGG 通路富集分析，得到7 条信号通路根据count值大小，由高到低分别为抗肿瘤信号通路，乙肝通路，FoxO 信号通路，前列腺癌通路，T 细胞受体信号通路，非小细胞肺癌通路，膀胱癌通路。由此可见，薄荷可通过调节多条通路发挥治疗OLP 的作用。

3.讨论

通过GO 富集和KEGG 富集结果显示，薄荷潜在作用在生物过程中可能与抗肿瘤信号通路，乙肝通路，FoxO 信号通路高度相关。OLP 为口腔鳞状细胞癌早期病变[6]，薄荷通过抗肿瘤信号途径控制OLP 的进一步发展。Hepatitis B 的感染往往伴随血管损伤与炎症免疫反应[7]，OLP 在发生发展时往往也通过创伤的不断扩大而伴随严重的血管损伤[8]，这正与乙肝通路保持一致。已知FoxO 可促进抗氧化酶的表达[9]，抗氧化酶在治疗OLP中往往也发挥着巨大作用[10]。在细胞组分功能方面主要富集于细胞核、细胞液和细胞质中；在分子功能方面主要依赖于ATP 结合，蛋白质同源二聚化活性与DNA 结合；在生物学进程方面与RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控，DNA 转录模板，缺乏配体的外源凋亡信号通路高度相关。

综上所述，应用网络药理学的方法研究薄荷治疗OLP的潜在作用机制，从而探明了薄荷在治疗OLP 的作用靶点及信号通路，并明确了薄荷通过多种活性成分对多种靶点发挥其治疗OLP 的作用机制。