基于网络药理学探究“菟丝子-淫羊藿”治疗白癜风的作用机制

吕凯峰 王远红 张 伟 刘宏伟

1.黑龙江中医药大学研究生院，黑龙江哈尔滨 150040；2.黑龙江中医药大学附属第一医院皮肤科，黑龙江哈尔滨 150040；3.黑龙江中医药大学附属第一医院中医儿科，黑龙江哈尔滨 150040

白癜风是一种典型的皮肤黏膜色素脱失性疾病，祖国医学称此病为“白癜”“白毋奏”，亦或“白疙”[1-2]。该病易于诊断，难于治疗，且极大地影响患者的身心健康[3]。目前国内白癜风患者发病率为0.1%～2.0%[4]。临床上常用的治疗方法包括激素、免疫抑制剂、光化学疗法、手术疗法等[5-8]，效果均不理想，具有易复发和副作用的缺点[9]。中医治疗白癜风具有优势和特色，扫白灵、扫白茴风丸是王远红教授治疗白癜风的代表性方剂[10-11]，临床效果令人满意。但由于其具体药效物质及作用的靶标通路尚不明确，导致该方的临床推广受到了一定的限制。因此本研究应用中药网络药理学[12]探讨扫白灵、扫白茴风丸中的重要药对“菟丝子-淫羊藿”调治白癜风的主要活性成分和作用机制，同时为后续扫白灵、扫白茴风丸的实验研究与临床应用提供基础生物学信息支撑。

1 资料与方法

1.1 “菟丝子-淫羊藿”活性成分及靶标的收集及筛选

依托中药系统药理学数据库与分析平台、中医药综合数据库、中药症候关联数据库、在线中医药生物信息学分析工具检索菟丝子、淫羊藿的化学组成成分，通过数据库初步筛选口服利用度（oral bioavail ability，OB）≥30%、类药性（drug-likeness，DL）≥0.18 的潜在活性成分。筛选结束后，从数据库中检索活性成分相对应的靶标，由于检索到的靶标目标存在命名不规范的问题,为标准化蛋白质靶标信息，统一在UniProt 蛋白质数据库将化合物作用的蛋白质靶标校正为基因标准化命名。

1.2 白癜风疾病相关靶标筛选

借助于在线人类孟德尔遗传数据库、靶向药物数据库、GeneCards、DrugBank 数据库检索与白癜风相关的疾病靶标。

1.3 “菟丝子-淫羊藿”的“药对-化合物-潜在靶标”网络构建及分析

将药对、活性成分及靶标应用Cytoscape 3.7.2 软件构建“药对-活性化合物-潜在靶标”联系的网络图。

1.4 “菟丝子-淫羊藿”-白癜风交集靶标相互作用网络构建

利用微生信在线作图平台（http：//www.bioinformatics.com.cn/）绘制维恩图，取交集，进而将交集靶标上传STRING 数据库，得到“菟丝子-淫羊藿”治疗白癜风的蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction，PPI）网络模型，并导入Cytoscape 中进行可视化展示。

1.5 交集基因本体及通路富集分析

利用David 数据库将上述交集靶标进行GO 功能及KEGG 通路富集分析，并借助微生信在线作图平台对富集结果进行可视化展示。

2 结果

2.1 “菟丝子-淫羊藿”主要活性成分及靶标

对“菟丝子-淫羊藿”活性成分进行挖掘及筛选，剔除重复数据后剩余主要有效成分31 个。见图1。同时检索并将两味药物活性成分的潜在靶标合并去重后共获得222 个相关作用靶标蛋白。

图1 “菟丝子-淫羊藿”主要活性成分及靶标

2.2 白癜风潜在作用靶标

共获得与白癜风相关的基因1198 个。设定Score大于中位数（score ＞0.63）为白癜风的潜在靶标，最终得到潜在靶标457 个。

2.3 “药对-化合物-潜在治疗靶标”网络

“药对-化合物-潜在治疗靶标”网络见图2。筛选出槲皮素、山柰酚、木犀草素、β-谷固醇、脱水淫羊藿素、芝麻素等重要化合物。

图2 “药对-化合物-潜在治疗靶标”网络

2.4 “菟丝子-淫羊藿”-白癜风靶标的PPI 网络分析

共得到共同靶标47 个，见图3。进一步将交集靶标提交至STRING 数据库，并排除游离的没有联系的2 个节点。得到“菟丝子-淫羊藿”-白癜风潜在靶标PPI 网络图，见图4。将STRING 平台获取的靶标蛋白相互信息导入Cytoscape 中进行可视化展示，见图5。其中颜色越发鲜明、节点形状越大，则度值越大，度值越大证明在网络中越重要。连线越粗，相互作用关系亦越大。其中排名靠前30 位、度值大的节点见图6。

图3 “菟丝子-淫羊藿”有效成分与白癜风疾病靶标交集维恩图

图4 “菟丝子-淫羊藿”-白癜风潜在靶标蛋白质-蛋白质相互作用网络

图5 “菟丝子-淫羊藿”干预白癜风靶标的可视化分析

图6 “菟丝子-淫羊藿”干预白癜风的核心靶标（度值前30）

2.5 GO及KEGG 通路富集分析结果

45 个共同靶标进行GO 分析得到条目356 个，其中分子功能44 个、生物过程284 个、细胞组分28 个，见图7。KEGG 通路富集分析共筛选出信号通路23 条，主要涉及TNF、T 细胞受体、Toll 样受体、PI3K-Akt、FoxO、MAPK 等信号通路，见图8。

图7 “菟丝子-淫羊藿”干预白癜风潜在靶标的GO 富集分析

图8 “菟丝子-淫羊藿”干预白癜风潜在靶标的KEGG 信号通路分析

3 讨论

由本研究的“药对-化合物-靶标”网络可知槲皮素、山柰酚、木犀草素、β-谷固醇、脱水淫羊藿素、芝麻素度值较高，提示以上可能是“菟丝子-淫羊藿”治疗白癜风的有效成分，并协同作用于多个靶标发挥效果。

PPI 网络提示TP53、IL-6、TNF、VEGFA、MAPK1、PTGS2 等这些靶标度值较高，相关文献已有对本研究预测的大部分潜在靶标与白癜风关系的报道[13-17]。本课题组前期通过观察以“菟丝子-淫羊藿”药对为主要成分的扫白灵干预白癜风发现，试验组血清中的IL-10、TNF 较对照组水平明显升高，提示此药对可能通过IL-10、TNF 等关键靶标发挥治疗白癜风的作用[10-11]。

关键节点的KEGG 通路分析提示药对可通过多条通路治疗白癜风，且富集到的信号通路中多数已得到证实[18-19]。此外本研究富集到了许多看似与本病不相关的一些通路，但有研究表明，这些疾病之间有一定的内在联系[20-25]。这些通路可以帮助临床医师从多角度剖析本药对治疗白癜风患者的体内途径及白癜风与其他疾病间的内在关联，如“菟丝子-淫羊藿”是否主要通过MAPK、PI3K-Akt、NF-κB 等潜在通路达到治疗白癜风病的目的，肺结核病与白癜风发病是否具有一定相关性等。

综上所述，“菟丝子-淫羊藿”治疗白癜风通过多成分、多靶标、多通路[26]治疗白癜风。本研究所得核心成分、靶标及通路与白癜风治疗密切相关。同时，还发现了其他潜在活性成分，如山柰酚、木犀草素、β-谷固醇等，以及靶标，如TP53、IL-6、TNF 等，提示“菟丝子-淫羊藿”可以通过多靶标多通路治疗白癜风，为其临床开发利用提供理论基础。