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酸枣仁作用于神经精神疾病的分子机制

2020-08-11 349 上传者：管理员

摘要：目的：利用网络药理学的分析方法探索酸枣仁作用于神经精神疾病的分子机制。方法：通过TCMSP搜集酸枣仁的有效化合物、对应的靶点和疾病信息,依据药理学特征对其进行筛选,将靶点输入string数据库得到蛋白质互作网络。应用cytoscape软件构建“化合物-靶点-疾病”网络,并通过Cluego插件对其进行GO和KEGG生物功能分析。结果：筛选出酸枣仁的化合物11个。GO生物过程分析发现,酸枣仁主要富集在调节肌肉收缩、调节平滑肌收缩、磷酸盐C-GPR通路、单胺递质转运、核受体激活等。KEGG富集分析显示,显著富集的通路中与精神神经疾病相关的有cGMPPKG信号通路、安非他明成瘾、可卡因成瘾、雌激素信号通路等。结论：酸枣仁对神经精神疾病的作用机制是多成分、多通路、多靶点的,其中对药物成瘾和抑郁症有较显著的富集作用,为后续的实验研究提供了更有针对性的方向。

关键词：
神经疾病
精神疾病
药物成瘾
酸枣仁
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酸枣仁为鼠李科酸枣的种子，是一种药食同源的中药[1]。《名医别录》曰:“主烦心不得眠……虚汗烦渴，补中，益肝气。”《本草汇言》云:“敛气安神，荣筋养髓，和胃运脾。”酸枣仁性平，味酸甘，是治疗心肝血虚型失眠的常用药。现代药理研究也表明酸枣仁含有多种活性物质，具有镇静催眠、抗氧化、抗焦虑、抗抑郁、改善记忆等作用，被广泛应用于治疗失眠症、焦虑抑郁、神经衰弱等神经精神疾病[2]。近年来，诸多学者采用不同的方法对酸枣仁进行了研究，这些研究成果使得我们可以充分了解其药理和临床作用，但这些研究仅着眼于零散的点，未能全面地诠释酸枣仁治疗神经精神疾病的具体机制。

随着生物信息学和大数据的高速发展，网络药理学的研究方法逐渐成熟，打破了原先单个药物对应单个靶点，治疗单种疾病的模式。多成分、多靶点、多通路的作用机制为人们所接受[3]。这与中医思维中一个方剂对应多种中药，一种中药对应多种化合物的模式不谋而合，体现了中医的整体观、辨证论治观以及配伍观念。故笔者以网络药理学为基础，从药物—化合物—靶点—基因—疾病相互作用网络出发，综合、直观、系统地观察酸枣仁对疾病网络的干预作用，尝试阐释其治疗神经精神疾病的分子机制。

1、材料与方法

1.1化合物数据库的建立

将酸枣仁输入中药系统药理学数据库及分析平台搜索酸枣仁所含有的所有化合物。但酸枣仁是一种口服的中药，在体内需要经过吸收、分布、代谢、排泄等过程[4]来达到作用。故笔者将口服生物利用度(oralbioavailability,OB)设置为≥30%，将药物相似性(druglikeness,DL)设置为≥0.18[5]进行筛选。同时搜索Pubmed、中国知网、维普、万方数据库的相关文献，进一步收集经临床报道有较明显作用的化合物，得到化合物数据库。

1.2化合物靶点、基因、疾病数据库建立

通过TCM-SP搜索化合物对应的靶点蛋白，剔除其中重复的靶点，搜索每一个靶点基因相关的中枢神经系统疾病，整理录入Excel。将每一个靶点蛋白名称都输入Uniprot数据库(http://www.uniprot.org/)中的UniprotKB数据库，将物种限制为智人即设置Organism为Homosapiens(Human)，对靶点蛋白进行标准化命名，同时整理对应的基因名称。

1.3活性成分-靶点-疾病网络构建

通过将所获得的基因输入string数据库(https://stringdb.org/)，将物种限制为人，得到蛋白质互作关系。并将结果以TSV的格式导出，将得到的数据和“靶点-疾病”信息一同输入cytoscape软件，构建化合物-靶点-疾病相互作用网络。其中化合物、靶点、疾病以节点图标表示，相互间的作用关系用连线的方式表示。

1.4关键靶点基因功能分析

应用cytoscape软件的Cluego插件对酸枣仁的潜在靶点进行基因功能分析，包括GO分析和KEGG富集分析。

2、结果

2.1酸枣仁有效化合物信息

在TCMSP中一共获得33个化合物，在OB≥30%,DL≥0.18的条件下得到化合物9种，将其整理录入表格。通过搜索相关文献，收集到经临床报道有较明显作用的化合物2个[6,7,8]，补入表格中，得到化合物数据库(见表1)。

表1酸枣仁有效成分的基本信息

2.2靶点、基因、疾病信息

化合物需要通过与特定的靶点蛋白结合，进而调控其生物活性和表达水平才能发挥出治疗作用。经过TCMSP和UniprotKB数据库筛选，最终得到32个相关靶点和基因，整理出“化合物—基因—靶点”表格(见表2)。将每一个靶点都与TCMSP中的疾病相对应，共得到9个与神经精神疾病相关的靶点，分别与抑郁、重度抑郁、阿兹海默症、帕金森病、焦虑症、认知缺陷、精神分裂症等疾病相关(见表3)。说明了酸枣仁治疗神经精神疾病是确有疗效的，且其作用机制是多成分、多靶点、多通路的。

表3“基因-靶点-疾病”信息

表2酸枣仁“化合物—基因—靶点”信息

2.3网络构建

靶点蛋白之间通过相互的作用关系，共同参与调控物质和能量代谢、细胞周期、信号传递等生命活动的环节。通过string数据库，得到蛋白质互作关系，导入cytoscape软件得到蛋白互作网络图(见插页Ⅱ图1)，以degree的数值大小反应节点的大小和颜色深度，图形越大颜色越深表明该靶点蛋白与更多的蛋白有更强的相互作用关系。通过cytoscape软件构建化合物-靶点-疾病相互作用网络(见插页Ⅱ图2)。红色的连线表示化合物与靶点之间的关系，蓝色线条表示靶点蛋白之间的相互作用关系，绿色的线条表示靶点作用于疾病的关系。结果表明，ACHE、SLC6AC、NR3C1、AR这四个靶点基因有较好的相互作用关系，乌药碱[(S)-Coclaurine]和齐墩果碱(zizyphusine)与更多的靶基因相连接，证明了这些靶点基因和这两种化合物是酸枣仁发挥药理作用的关键靶点和化合物，在酸枣仁治疗神经精神疾病中有重要意义。

2.4基因功能分析

用cytoscape软件的Cluego插件对酸枣仁治疗神经精神疾病的潜在靶点进行富集分析，设置P<0.05，显示其生物学过程涉及了487个生物学过程，与神经精神疾病相关的过程有对突触传递的正调节、乙酰胆碱的反应、乙酰胆碱结合、神经递质再摄取等，主要富集在8个方面见插页Ⅱ图3。应用Cluego插件中的KEGG功能进行富集分析，设置P<0.05，显著富集的通路中与精神神经疾病相关的有cGMP-PKG信号通路、安非他明成瘾、可卡因成瘾、雌激素信号通路等，见插页Ⅱ图4。

3、讨论和结论

神经精神疾病为神经科和精神科常见疾病的总称，包括脑神经疾病、脊神经疾病、脊髓疾病、脑血管疾病、药物成瘾、抑郁症、自闭症、阿尔兹海默症、帕金森病等[9]。神经精神疾病不仅损害了患者的健康，还对社会造成了巨大的经济负担。如抑郁症是世界范围内的主要致残原因之一，是一种危及生命并且有很高复发几率的疾病[10]。药物成瘾不仅是健康问题，更是社会安全和公共卫生问题，而该类疾病的治疗方法有限，仍处于瓶颈阶段[11]。许多神经精神疾病有着相似的神经环路和分子机制基础[9]，中医中药经临床证实对神经精神疾病具有一定的疗效，在缓解精神类药物的副作用方面也被医疗界所认可，但其作用机制复杂，借助网络药理学对中药进行分子层面的探索，或许能够成为研究治疗神经精神疾病的新方向。

中医药治疗神经精神类疾病的历史源远流长，早在《黄帝内经》时期就有对眩、癫疾、厥等神经疾病和善忘、忧悲、狂等精神疾病的论述。后世医家在其理论基础上创造出了多种包含酸枣仁的方剂用于治疗神经精神疾病，如《金匮要略》用以酸枣仁为君药的酸枣仁汤治疗失眠，《医学入门》用茯神汤治疗神不守舍之证，《体仁汇编》以柏子养心丸治疗精神恍惚，怔忡惊悸，夜睡多梦，健忘等病症等。现代研究也发现酸枣中含有的皂苷A具有神经保护作用[12]，酸枣仁皂普、黄酮化合物以及酸枣仁油等，可以影响慢波睡眠深睡阶段，延长深睡的平均时间以及增加深睡的发作频率[13]。游秋云等[14]的研究发现酸枣仁通过抑制脑组织c-fos基因表达上调，抑制神经细胞凋亡而发挥脑保护作用。这些研究成果提示，筛选酸枣仁的活性化合物具有一定的依据，酸枣仁作用于神经精神疾病有多种途径，涉及多种机制。

本研究筛选出了11个化合物，对应靶点32个，单味中药含有活性成分和靶点的多样性预示着中医药治疗疾病的广泛性，体现了“异病同治，同病异治”的现代药理学基础，但不可否认也揭示了中医药不良反应的难以预测性。经过对酸枣仁进行网络药理学分析发现，既有一个成分对应多个靶点或疾病，也有一个靶点或是一个疾病对应多种化合物的情况，说明酸枣仁对神经精神疾病是通过多成分、多通路、多靶点的全面调节而达到治疗作用的。

通过GO生物过程分析发现，酸枣仁主要富集在调节肌肉收缩、调节平滑肌收缩、磷酸盐C-GPR通路、单胺递质转运、核受体激活等。通过KEGG通路富集分析发现，酸枣仁在药物成瘾方面有较多富集，对在酸枣仁治疗药物成瘾方面的未来研究提供了科学依据。酸枣仁治疗抑郁症主要体现在了对雌激素的分泌调节上面[15]。

综上所述，本研究基于网络药理学的研究方法，整合大量的生物信息学数据库和生物学分析方法及工具，探索了酸枣仁治疗神经精神疾病的分子机制。研究发现酸枣仁对治疗神经精神疾病具有广泛性，对多种神经精神疾病均具有一定的治疗作用，但最显著的作用在药物成瘾和抑郁症方面，且酸枣仁的作用机制涉及多种成分、多条通路、大量靶点，为后续对酸枣仁的实验研究提供了更强的针对性和更丰富的生物学信息。

参考文献：

[1]杨波,董巍,王喜军.酸枣仁汤镇静催眠作用的化学及药理学研究进展[J].中医药信息,2010,27(5):50-51.

[2]杨楠,叶晓川.酸枣仁汤的神经药理作用及分子机制研究进展[J].湖北中医药大学学报,2017,19(3):114-117.

[3]赖润民,鞠建庆,赵艺涵,等.基于网络药理学的丹红注射液改善阿司匹林抵抗机制分析[J].中国中药杂志,2019,44(13):2719-2726.

[4]章亮,陈泽慧,陈韩英,等.基于网络药理学的白屈菜抗肿瘤分子机制研究[J].中草药,2018,49(3):646-657.

[5]吕莉,孙慧君,韩国柱.中药药代动力学的研究进展[J].药学学报,2013,48(6):824-833.

[6]杨楠,叶晓川.酸枣仁汤的神经药理作用及分子机制研究进展[J].湖北中医药大学学报,2017,19(3):114-117.

[7]张婷,张岩,王文彤,等.酸枣仁中黄酮成分及其药理作用研究进展[J].天津药学,2018,30(1):69-74.

[8]耿欣,李廷利.酸枣仁主要化学成分及药理作用研究进展[J].中医药学报,2016,44(5):84-86.

[9]陈志杰,李婵,周玉婷,等.肠道菌群与药物成瘾及相关神经精神疾病关系的研究进展[J].中国药理学通报,2019,35(2):164-167.

[10]和昱辰,张波.抑郁症临床研究进展[J].国际检验医学杂志,2013,34(7):832-834.

[11]刘艳骄,王芳,汪卫东.中药替代治疗对安眠药物依赖性失眠的理论与实践[J].世界睡眠医学杂志,2015,2(1):27-30.