基于网络药理学的项痹晕宁汤治疗颈椎病的作用机制研究

贾 媛 高 兰 公 雯

南京市江宁中医院药学部，江苏南京 211100

颈椎病是临床常见的退行性疾病，主要由颈椎间盘变性等引起。临床主要表现为颈肩部出现阵发性痉挛或麻木，严重者可致四肢瘫痪[1]。随着人口老龄化加剧，工作、生活习惯的改变，其发病率逐年升高，且年轻化趋势显著。

项痹晕宁汤作为南京市江宁中医院经典验方，临床上已使用多年。组方为葛根、天麻、当归、炒白芍、玄胡、柴胡、川芎、姜半夏八味，诸药合用，对于颈椎病临床疗效显著。但因组方复杂，其作用机制尚不明确。

网络药理学通过药理学、生物信息学等多学科的融合，能够初步揭示中药-成分-疾病的作用机制[2]。本研究运用网络药理学初步探究项痹晕宁汤治疗颈椎病的机制，为后续新药开发和临床应用提供理论支持。

1 资料与方法

1.1 活性成分筛选及靶点预测

选择TCMSP、BATMAN-TCM等数据库，以组方中八味中药为关键词检索化学成分，未被收录的中药通过文献检索。以口服生物利用度≥30%和类药性≥0.18为限制条件筛选活性成分。再通过TCMSP数据库对活性成分进行靶点预测，并用UniProt数据库进行规范。

1.2 构建“活性成分-靶点”网络

将获得的潜在靶点导入Cytoscape软件，构建“活性成分-潜在靶点”网络，用“节点”表示活性成分或潜在靶点，用“边”表示两者潜在关系；再通过Network Analyze工具分析计算，以推测活性成分和靶点之间的内在联系[3]。

1.3 筛选颈椎病相关靶点

以“Cervical spondylosis”“Neck pain”作为关键词，检索GeneCards、Drugbank等疾病数据库，整合与颈椎病相关的靶基因，利用Uniprot数据库进行规范。

1.4 构建蛋白相作网络（PPI）及筛选核心靶点

分别将成分潜在靶点及疾病靶点导入Cytoscape软件，生成PPI网络后，合并提取交集网络。再利用CytoNCA分析各个节点的属性值，并计算交集PPI网络拓扑学特征属性值，并对其进行策略筛选，最终得到关键核心靶点。

1.5 通路富集分析

将上述核心靶点导入Metascape数据库，对其进行GO及KEGG富集分析，并将结果进行可视化。

2 结果

2.1 活性成分及靶点获取

项痹晕宁汤中满足条件的活性成分有葛根4种、天麻4种、当归2种、炒白芍8种、玄胡49种、柴胡13种、川芎6种、姜半夏12种，结果见表1。经靶点预测共获得244个药物靶点。

2.2 “活性成分-靶点”网络构建及分析

将项痹晕宁汤成分与靶点关系网络通过Cytoscape软件绘制与分析，获得336个节点（其中84个活性成分和244个潜在药物靶点）与1998条关系，结果见图1。根据表1、图1可知，与潜在靶点连线较为紧密的成分有槲皮素、豆甾醇、β-谷甾醇、山奈酚、卡维丁等，推测这些化合物可能为项痹晕宁汤主要活性成分。

表1 项痹晕宁汤活性成分

图1 活性成分-靶点网络图

2.3 颈椎病相关靶点检索

检索GeneCards、Drugbank数据库，汇总整理，累计获得1032个疾病靶点。其与药物靶点交集有105个。

2.4 项痹晕宁汤-颈椎病的PPI网络分析

运用Cytoscape软件构建交集PPI网络。结果显示，与药物相关靶点5527个，相互关系136 070种；与颈椎病相关靶点有11 207个，相互关系226 832种，再取交集PPI网络。依据交集PPI的网络拓扑学特征属性值，筛选获得关键核心靶点204个，见图2。计算Degree值，其中排名靠前的神经营养性酪氨酸激酶受体 1（NTRK1）、肿瘤蛋白 P53（TP53）、表皮生长因子受体（EGFR）、淀粉样前体蛋白（APP）等可能是项痹晕宁汤治疗颈椎病的主要靶点。

图2 核心靶点PPI网络

2.5 项痹晕宁汤治疗颈椎病通路富集分析

将关键核心靶点导入Metascape，分别对GO及KEGG进行富集分析，选取Log10（P）值排名前20的结果绘制气泡图，气泡面积即基因计数，横坐标为通路基因占全部基因的比率，具体见图3～6。通过P值筛选，结合文献，其关键的信号通路可能包括磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶（PI3K/Akt）、肿瘤坏死因子（TNF）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等。

图3 GO BP分析

3 讨论

颈椎病是因劳损或风寒湿邪入体，痹阻手太阳经脉，不通则痛；临床也认为该病是机体气血不足，筋脉失养后，气血虚和太阳经脉瘀滞所致[4]。项痹晕宁汤是在中医理论基础上，结合临床用药经验组方而成，主要用于治疗颈椎病所致的头颈痛、头晕目眩等临床症状。

图4 GO CC分析

图5 GO MF分析

图6 KEGG通路富集分析气泡图

本研究共筛选出84种活性成分，244个药物靶点。项痹晕宁汤治疗颈椎病的主要成分可能为槲皮素、豆甾醇、β-谷甾醇、山奈酚、卡维丁等。槲皮素通过上调神经元的内在生长能力和延缓远端萎缩，增强轴突再生和运动神经传导；此外还增加了环磷酸腺苷的表达和下游通路的激活，促进小鼠坐骨神经挤压伤后的行为恢复[5-6]。豆甾醇能够通过对抗IL-1β诱导的细胞凋亡NF-κB通路，减少骨关节炎引起的软骨退化[7]；也可抑制基质金属蛋白酶的表达，减少软骨的降解[8]。β-谷甾醇通过减少合成NO，减少炎性因子的分泌[9]。山柰酚能抑制血小板活化，预防和治疗血栓性疾病[10]。卡维丁可能通过受体阻断或刺激疼痛神经末梢释放来产生镇痛作用[11]。

PPI网络结果显示项痹晕宁汤靶点与颈椎病靶点间存在诸多交互关系，筛选后共得出204个核心靶点。根据Degree值排名，NTRK1、YP53、EGFR、APP等可能是项痹晕宁汤治疗颈椎病的主要靶点。GO分析发现，项痹晕宁汤主要涉及DNA修复、细胞应激反应调节、对生长因子反应等生物学过程；涉及蛋白质域特异性结合、转录因子结合、泛素蛋白连接酶结合等细胞组分。KEGG生物途径中看出，PI3K/Akt信号通路激活可抑制颈肌细胞凋亡，修复劳损颈肌，恢复颈椎的静力平衡[12]。TNF信号通路中TNF-α是引起退变椎间盘炎症反应的始动因子，可引起IKK活化，加重炎症损伤。此外miR-146受到TNF-α等刺激时负反馈调节炎症性细胞因子的产生[13-14]。MAPK可能通过炎症引起的神经病理性疼痛潜在的药物干预靶点参与细胞增殖分化[15]。