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蒙药当贡-3抗心肌缺血再灌注损伤分子机制的网络药理学研究

2025-07-31 36 上传者：管理员

摘要：目的基于网络药理学和分子对接探讨蒙药当贡-3(DG3)抗心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）的物质基础及其分子机制。方法通过文献调研和TCMSP数据库收集DG3的药物成分，PharmMapper数据库用于预测DG3药物成分靶点。从GEO数据库获取MI/RI转录谱数据（GEOID:GSE103731）并使用Limma包计算差异表达基因；通过韦恩（Venn）分析筛选出DG3保护MI/RI的潜在作用靶点。蛋白互作分析（PPI）筛选DG3抑制MI/RI的核心靶点，通过基因本体功能（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析，确定潜在作用靶点关联的关键通路。结果共收集了29种DG3药物成分和731个药物靶点，差异分析得到2202个MI/RI的相关靶点，Venn分析确定了247个DG3抗MI/RI的潜在作用靶点，“中药-成分-共同靶点”网络分析得出关键成分为糅花酸、甘草素、莨菪碱和橙黄决明素等；PPI分析发现肿瘤坏死因子（TNF）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Akt1）、肿瘤蛋白P53(TP53)和原癌基因酪氨酸蛋白激酶（SRC）等为DG3保护MI/RI的潜在核心靶点。GO富集分析主要涉及对激素的反应、对肽的反应、磷代谢过程的正向调节和蛋白激酶活性等；KEGG富集分析结果显示，潜在作用靶点与PI3K/Akt信号通路具有较强的关联。结论DG3可能通过TNF、Akt1、TP53、SRC等蛋白来干预MI/RI，其机制可能与其PI3K/Akt信号通路有关。

关键词：
PI3K/Akt信号通路
心肌缺血再灌注损伤
心血管疾病
网络药理学
蒙药
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心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）是一种常见的心血管疾病，主要由急性心肌梗死或缺血恢复血流后导致［1］。冠状动脉介入溶栓是急性心肌梗死的一线治疗方案，但也会出现MI/RI。MI/RI的发病机制和过程非常复杂，既往研究发现MI/RI的发病与氧化应激、线粒体功能障碍、氧自由基损伤以及铁死亡等多种因素有关［2］。再灌注损伤导致的心肌细胞异常凋亡、心肌细胞增殖障碍使其无法自我修复并进一步加剧心肌组织损伤是公认的MI/RI主要发病机制［3］。大量研究证实，抑制再灌注损伤导致的心肌细胞异常凋亡可以大大减轻MI/RI进展［4］，这一发现可成为有效治疗MI/RI的策略。

蒙药当贡-3（DG3）由当归、苏木、紫檀香组成，是一种治疗心血管疾病的常用蒙药复方［5］，可治疗心肌缺血、心绞痛和冠心病等。DG3具备开发为新药的潜力。前期临床应用中观察到DG3对MI/RI具有一定的治疗作用，可以降低血脂水平、基质金属酶9（MMP9）、白介素-10（IL-10）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、C反应蛋白（CRP）等炎症因子，改善患者的心功能水平和血液流变［6］。本研究运用网络药理学的方法进行DG3治疗MI/RI的预测与分析，为进一步研究提供理论依据。

1、材料与方法

1.1DG3活性成分及其作用靶点的搜集与筛选

分别以“当归”“苏木”和“檀香”为关键词检索文献，收集DG3的药物成分，并以上述关键词检索TCMSP数据库（https：//tcmsp-e.com/），依据口服生物利用度（OB）≥30%及类药性（DL）≥0.18筛选出活性成分；查阅文献并整理出DG3中各味中药抗MI/RI的活性成分，对TC⁃MSP预测结果予以补充。

1.2获取心肌缺血再灌注损伤的靶点

在GEO（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/geo）数据库中以“myocar⁃dialischemiareperfusioninjury”为关键词搜索，获取转录谱数据（GEOID：GSE103731）并使用Limma包计算得到MI/RI的相关靶点。

1.3蛋白互作网络分析

将潜在作用靶点导入STRING数据库中进行蛋白互作分析，设置物种为“人”，置信度大于0.9并删掉离散点后导出蛋白互作信息，然后导入蛋白互作信息到Cytoscape3.9软件中绘制蛋白互作网络。为了进一步阐明PPI网络中的核心靶点，使用MCODE插件对PPI网络进行聚类分析。

1.4基因本体功能（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析

GO数据库包括了大量靶点的生物过程（GO-BP）、细胞组分（GO-CC）和分子功能（GO-MF）信息，KEGG数据库收录了大量的信号通路信息。结合GO和KEGG富集分析可以快速准确得出靶点相关联的关键生物过程和分子作用机制。将潜在作用靶点导入Metascape数据库中分别进行GO和KEGG富集分析，结果使用ggplot2程序进行可视化处理。

1.5“药物-靶点-通路-疾病”调控网络的构建

为了更加清晰直观地阐明DG3保护缺氧/复氧（H/R）诱导的心肌细胞损伤以及改善MIRI的核心靶点和作用机制，根据上述结果整理出“药物-靶点-通路-疾病”之间的相互关系，然后将数据导入Cytoscape3.9中创建“药物-靶点-通路-疾病”调控网络。

2、结果

2.1DG3的活性成分、药物靶点与疾病靶点筛选

通过文献调研以及TCMSP共收集到29个DG3药物成分，通过PharmMapper数据库共收集到731个DG3的相关靶点。分析GSE103731转录组数据共得到2202个MI/RI的差异表达基因（图1A），对药物靶点和疾病靶点进行韦恩（Venn）分析确定247个潜在作用靶点（图1B）。

图1GEO差异分析及潜在作用靶点筛选

2.2潜在作用靶点的PPI网络分析

在STRING在线数据库输入247个交集靶点，进行蛋白相互作用分析，根据数据构建PPI相互作用网络图（图2），其中183个节点共得到6199条边，平均节点度为22.1。保存相互作用的数据，采用Cytoscape软件绘制蛋白相互作用网络图（图2）。其中，以节点的Degree进行排序，依次可见肿瘤坏死因子（TNF）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Akt1）、抑癌基因TP53、丝裂原活化蛋白激酶3（MAPK3）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶CASP3等。

2.3潜在作用靶点的GO和KEGG富集分析

潜在作用靶点的GO富集分析结果显示，DG3保护MI/RI的主要生物过程和分子功能包括对激素的反应、对肽的反应、磷代谢过程的正向调节和蛋白激酶活性（图3A）。KEGG富集分析结果显示，潜在作用靶点与PI3K/Akt信号通路具有较强的关联（图3B），可能是DG3保护MI/RI的关键通路。弦图展示了部分通路和基因的关系，结果显示，Akt1、TNF、TP53、PTGS2和MMP9等基因富集在了关键通路上，这表明DG3可能调控这些靶点通过PI3K/Akt信号通路抑制MI/RI

图2DG3保护MI/RI的潜在作用靶点的PPI网络分析

图3DG3保护MI/RI的潜在作用靶点的GO和KEGG富集分析

2.4“药物-靶点-通路”调控网络构建

使用Cytoscape3.9.0构建“药物-靶点-通路”调控网络，结果表明，DG3主要通过调控PI3K/Akt、AGE/RAGE和TNF等信号通路抑制MI/RI。此外糅花酸、甘草素、莨菪碱和橙黄决明素等是DG3发挥药效的关键成分（图4）。

图4“药物-靶点-通路”相互作用的网络图

3、讨论

MI/RI是一种由急性心肌梗死或缺血恢复血流后导致的常见心血管疾病。再灌注治疗恢复心肌供血仍是最佳、最有效的处理方式，但这种方式难以避免MI/RI的发生。根据本病发病时出现胸部闷痛，甚则胸痛彻背、喘息不得卧等症状可以将其归为中医学“胸痹”“心痛”一类。“胸痹”“心痛”最早在《黄帝内经》中提到，后张仲景在《金匮要略》最早提出“胸痹”病名［7］。中医认为该病发生的原因有多种，如寒邪内侵、饮食失调、情志失节、劳倦内伤、年老体虚。胸痹的主要病机为心脉痹阻，病位在心，涉及肝、肺、脾、肾等。不同的医家对胸痹的病因和机制有了更深入的理解，并形成了多种不同的理论和治疗方法。DG3由当归、苏木和檀香组成，其中当归具有补血活血、抗炎止痛和增强免疫等功效，广泛用于各种疾病的治疗，古有“十方九归”之称［8］。现代药理研究表明，当归中的当归多糖作为当归的主要活性成分，具有造血活性、促进免疫、抗炎、抗氧化、抗病毒等作用［9］。苏木具有活血化瘀、消肿止痛、活血散结等功效。相关研究证实苏木中的苏木乙酸乙酯提取物能抑制慢性病毒性心肌炎小鼠心肌组织p38MAPKmRNA的表达［10］。檀香有行气止痛、散寒调中等功效。研究发现，檀香提取物可上调miR-199a3p，对大鼠心肌细胞H/R损伤具有保护作用［11］。网络药理学分析发现，TNF、B1-Akt、TP53、MAPK3、CASP35个靶蛋白为该网络的核心靶点，主要通过PI3K/Akt信号通路发挥其抗MI/RI的作用。以上结果说明，DG3是通过多成分、多靶点、多通路发挥治疗MI/RI作用，但预测结果仍需通过实验研究去证实。

综上所述，DG3可能通过糅花酸、甘草素、莨菪碱和橙黄决明素等关键化合物，作用于Akt1、TNF、TP53、PTGS2和MMP9等靶点，经PI3K/Akt等信号通路参与炎性反应、氧化应激反应及细胞铁死亡，从而发挥多成分、多靶点、多通路治疗MI/RI的药理作用。本研究主要不足在于缺少基础实验验证，下阶段研究方向将深入探索DG3抗MI/RI的分子机制。

参考文献:

[5]张瑞芬,苏和,咏梅,等.蒙药当贡-3对不稳定性心绞痛患者硝酸甘油使用频率的影响[J].中国民族医药杂志,2013,19(12):12-13.

[6]贾敏,苏和,张瑞芬.蒙药当贡-3对冠心病不稳定性心绞痛患者心功能的影响[J].中国民族医药杂志,2021,27(9):31-32,50.

[7]关芳,艾梦环,王骄,等.《金匮要略》分期辨治“心病”[J].实用中医内科杂志,2018,32(9):10-12.

[8]马元胜,苏和,张瑞芬,等.蒙药当贡-3对急性心肌梗死大鼠心肌组织SOD､CAT､GSH-Px及MDA表达的影响[J].中国中医急症,2022,31(12):2088-2091.

[10]刘志平,周亚滨,陈会君,等.苏木乙酸乙酯提取物对慢性病毒性心肌炎模型小鼠Bcl-2､Bax的影响[J].中华中医药学刊,2022,40(1):30-33,263-264.

[11]伟乐斯.赞丹-3味汤对大鼠心肌细胞动作电位及Nav1.5､Kv4.3､hERG电流作用研究[D].通辽:内蒙古民族大学,2023.

基金资助:国家自然科学基金项目(82460926,82460889);内蒙古自治区卫生健康委医疗卫生科技计划项目(20214152);天津市名中医传承工作室建设项目——赵英强天津市名中医传承工作室;

文章来源:郑力榕,李洋,贾婷婷.蒙药当贡-3抗心肌缺血再灌注损伤分子机制的网络药理学研究[J].中国中医急症,2025,34(07):1129-1131+1137.