复方丹参滴丸治疗糖尿病心肌病的网络药理学作用研究*

薛振宇 张世亮

(1.山东中医药大学中医学院,山东 济南 250014;2.山东中医药大学附属医院心病科,山东 济南 250014)

糖尿病心肌病(Diabetic cardiomyopathy，DCM)是糖尿病患者中，排除高血压、缺血性心脏病后，存在明确的心肌结构和功能变化的特异性心肌病[1]。终末期常并发心衰及心律失常，预后不良。目前治疗以西药为主，不良作用较多，糖脂代谢紊乱明显，难以整体调节。

中医学中，DCM相当于“消渴”并发“真心痛”“胸痹”“心悸”的范畴[2]。复方丹参滴丸由丹参、三七、冰片组成，是心血管疾病临床常用药，临床治疗糖尿病合并心脏病方面也取得了一定成果[3]。但DCM临床病理复杂，复方丹参滴丸治疗DCM有效药物成分作用机制尚不明确。

网络药理学通过对药物、靶点、蛋白互作用集成分析发现,多数药物是间接作用于多个靶点,且靶点间也相互作用[4]，与中药组方配伍，协同作用、系统治疗的思想不谋而合。本研究应用该方法，为明确复方丹参滴丸治疗DCM机制提供临床研究思路及依据。

1 资料与方法

1.1 复方丹参滴丸活性成分筛选 检索TCMSP数据库获取复方丹参滴丸药物活性成分，以口服利用度(OB)≥30%、类药性(DL)≥0.18为筛选标准，预测有效活性成分潜在作用靶点。并通过unitprot数据库对靶点进行基因标准化处理。

1.2 糖尿病心肌病疾病靶点获取与筛选 以“Diabetic cardiomyopathy”为关键词，在OMIM和GeneCards数据库检索获得DCM疾病靶点。同样进行基因标准化处理。

1.3 药物-成分-靶点-疾病网络图构建 将药物、成分、疾病和交集靶点导入Cytoscape 3.7.2软件中，构建“药物-成分-靶点-疾病”网络图。

1.4PPI网络图及核心靶点网络图构建 将药物与DCM的交集靶点导入STRING在线平台，物种限定为“Homo sapiens”(人)，构建蛋白互作用关系图；将上述数据以TSV格式导入Cytoscape 3.7.2软件中，以大于Degree值平均值筛选核心作用靶点。

1.5GO功能和KEGG通路富集分析 将药物与DCM交集靶点导入DAVID在线数据库进行GO功能和KEGG通路富集分析，以P<0.05和FDR<0.05为筛选标准，筛选得到复方丹参滴丸治疗DCM的所有GO生物过程选取前10条制成条形图，KEGG通路选取前20条制成气泡图展示。

2 结果

2.1 复方丹参滴丸有效活性成分及靶点收集 通过TCMSP数据库查询药物活性成分，并以OB≥30%和DL≥0.18为筛选条件，共得到复方丹参滴丸有效活性成分73个、潜在作用靶点133个。

2.2 复方丹参滴丸与糖尿病心肌病交集靶点Venn图构建 在OMIM和GeneCards数据库检索获取DCM的疾病靶点，删除重复值后得到3652个靶点，将复方丹参滴丸有效药物成分可作用的133个靶点映射到疾病中，获得复方丹参滴丸治疗糖尿病心肌病的102个潜在直接作用靶点，制成Venn图展示。见图1。

图1 药物-疾病交集靶点Venn图

2.3 药物-成分-靶点-疾病网络图构建 利用Cytoscape 3.7.2软件构建“药物-成分-靶点-疾病”网络图，图中共有179个节点，1341条边。不同形状、颜色的节点分别代表药物、成分、DCM和交集靶点；边代表互作用关系，以Degree值表示[5]。其中木犀草素(MOL000006)、槲皮素(MOL000098)、β-谷甾醇(MOL000358)、隐丹参酮(MOL007088)等成分的degree值较高，更可能是在复方丹参滴丸治疗DCM时的核心活性成分。见图2。

图2 药物-成分-靶点-疾病网络图

2.4PPI网络图及核心靶点网络图构建 将药物与DCM的交集靶点导入STING数据库，得到PPI网络图。见图3。图中共102个节点，1050条边，平均Degree值为27。得到的数据以TSV格式导入Cytoscape 3.7.2软件中，将Degree值>27的靶点按值大小排序。见图4。可见药物成分与疾病靶点IL-6、VEGFA、TNF、TP53等的相关性更大，更具核心价值。

图3 PPI网络图

图4 核心靶点网络图

2.5GO功能和KEGG通路富集分析结果 将复方丹参滴丸与DCM的交集靶点导入DAVID在线数据库平台，以P<0.05为筛选标准，获得GO条目147条，其中生物过程(BP)36条、细胞组分(CC)44条、分子功能(MF)67条，交集靶点主要参与了对药物的反应、NO生物合成正调节、质膜、细胞外空间、酶结合、药物结合等生物过程。分别选取前10条制成条形图展示。见图5。到KEGG通路95条，靶基因主要富集在神经活性配体-受体相互作用、TNF信号途径、癌症信号通路、HIF-1信号通路、PI3K-Akt信号通路等，说明复方丹参滴丸可能通过以上通路参与治疗DCM。见图6。

图5 GO功能富集分析结果

图6 KEGG通路富集分析结果

3 讨论

本研究通过网络药理学方法，结合现代药理学分析，对复方丹参滴丸治疗DCM的机制进行较为全面的探讨。分析结果显示，复方丹参滴丸中有效化学成分共73种，其中木犀草素、槲皮素、β-谷甾醇、丹参隐酮等的degree值较高，在复方丹参滴丸治疗DCM过程中更可能发挥核心作用。木犀草素可显著增强胰岛素敏感度，改善DM患者糖脂代谢紊乱[6]；抑制NO的释放，阻断氧化应激，保护心肌细胞；降低TNF-α、IL-6的水平，减轻心肌炎症反应[7]。王建礼等[8]研究证明，槲皮素可以通过MAPK信号通路，调节糖脂代谢，减轻胰岛素抵抗。同时减少炎症因子分泌，阻碍心肌纤维化，减缓DCM疾病进程[9]。β-谷甾醇有调控血脂、抗炎、抑瘤等功能[10]。隐丹参酮可减少TNF-α、IL-6等的产生，抗炎、调脂[11，12]。

由PPI网络图及核心靶点网络图可知，复方丹参滴丸在治疗DCM过程中核心靶标主要涉及IL-6、VEGFA、TNF、TP53等基因。IL-6的细胞毒性能损害胰岛细胞，诱发胰岛素抵抗；促进成纤维细胞成熟，易引发心血管系统并发症[13]。赵雁焕等[14]发现，丹参可降低血清IL-6、TGF-β1水平，抗心肌纤维化。DM患者VEGFA表达上调,血管通透性增加，心肌纤维化加速[15]。范雅雯等[16]发现，复方丹参滴丸可降低VEGF、TGF-β水平,调节脂代谢，改善心肌纤维化；TNF可激活MAPK通路，导致心肌纤维化，介导胰岛细胞免疫损伤。阳玲[17]发现，复方丹参滴丸可降低DM大鼠血清TNF-α、IL-6水平，改善糖脂代谢紊乱，降低胰岛素抵抗发生率。TP53参与平滑肌细胞凋亡调控，高表达可减少心血管疾病发生；参与糖稳态调控[18]。

GO富集分析可见，复方丹参滴丸对DCM的治疗，主要参与了NO生物合成过程的正调节、药物反应等生物过程，其中NO生物可用性降低是糖尿病性心肌病的标志[19]。主要涉及质膜、细胞外空间等细胞组分，酶结合、药物结合等分子功能。KEGG富集分析显示，核心靶点多富集在神经活性配体-受体相互作用，这是包含所有发生于质膜上的信号通路中受体配体相互作用的过程[20]。此外有TNF信号途径、癌症信号通路、HIF-1信号通路、PI3K-Akt信号通路等。TNF信号通路可参与心肌纤维化和对免疫系统的调节[21]。经典的癌症通路包括PI3k-Akt信号通路、MAPK 信号通路等，涉及细胞生长、凋亡、炎症反应、氧化应激等多过程。HIF信号通路主要调节氧稳态，协助心肌细胞适应缺氧状态。但DCM患者HIF-1信号通路受损，心肌保护作用消失[22]。PI3K-Akt信号通路被抑制,可诱导DCM的发生发展[23]。综上，网络药理学预测的生物过程及信号通路与相关实验研究所示药理作用吻合度较高。

本研究通过网络药理学分析和查阅相关文献，明确了复方丹参滴丸治疗DCM潜在作用机制多涉及抗炎、抗氧化应激、抑制成纤维细胞生成、调节糖脂代谢等方面，可见药物成分与DCM疾病靶点间联系复杂，体现出中药协同作用的特点。可为复方丹参滴丸治疗DCM提供临床应用依据，为后续机制研究提供思路和方向。