范吉林 朱婷婷 薛振宇 任雯庆 郭经奇 张世亮

摘要 目的：利用網络药理学的方法探讨丹参-红花药对治疗冠心病的作用机制。方法：运用TCMSP网络数据库对丹参-红花两味药主要有效成分及作用靶点进行筛选和挖掘，利用Cytoscape3.7.2软件，构建中药成分-靶点网络图;以OMIM在线分析平台挖掘冠心病的相关作用靶点，基于STRING数据库构建丹参-红花治疗CHD的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络图，然后进行拓扑分析，筛选出丹参-红花治疗冠心病的核心靶点。利用Metascape数据库对药物-疾病交集靶点进行生物通路及富集分析。结果：丹参-红花成分-靶点网络图包含87个有效成分，相对应靶点1 693个;核心靶点涉及TNF、白细胞介素-1B（IL-1B）、髓过氧化物酶（MPO）、血管细胞黏附蛋白1（VCAM1）、血管内皮生长因子A（VEGFA）、基质金属蛋白酶3（MMP3）等。结论：丹参-红花治疗冠心病主要靶点参与与流体剪切应力与动脉粥样硬化、活性氧代谢过程、DNA结合转录因子活性的正调控、蛋白质复合物装配的正调控、细胞活化的调节等相关，其中聚集在流体剪切应力与动脉粥样硬化的靶点最多。

关键词 丹参-红花;网络药理学;冠心病;作用机制

Study on the Mechanism of Herb Pair Radix Salviae Miltiorrhizae-Flos Carthami in Treating Coronary Heart Disease Based on the Network Pharmacology

FAN Jilin 1，ZHU Tingting2，XUE Zhenyu1，REN Wenqing1，GUO Jingqi1，ZHANG Shiliang3

（1 Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250014，China; 2 Department of Neurosurgery，Affiliated Hospital of Binzhou Medical College，Binzhou 256600，China; 3 Department of Cardiology，Affiliated Hospital of Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250014，China）

Abstract Objective：To explore and analyze the mechanism of Radix Salviae Miltiorrhizae-Flos Carthami herb pair on the treating coronary heart disease through network pharmacology.Methods：The TCMSP network database was used to screen and mine the main effective components and targets of Danshen-Honghua，and the Cytoscape3.7.2 software was used to construct the network diagram of traditional Chinese medicine components and targets.The OMIM online analysis platform was used to mine the relevant targets of coronary heart disease.Based on STRING database，the protein-protein interaction （PPI） network diagram （PPI） of Danshen-Honghua for CHD treatment was constructed.Then topological analysis was performed to screen out the core targets of Danshen-Honghua for CHD treatment.Metascape database was used to analyze the biological pathway and enrichment of drug-disease intersection targets.Results：The network diagram of Danshen-Honghua and target contains 87 active components and 1693 corresponding targets.The core targets include TNF，1L1B，MPO，VCAM1，VEGFR，MMP3，etc.Conclusion：It can be seen that the main target participation of Danshen-Honghua in treating coronary heart disease is related to fluid shear stress and atherosclerosis，active oxygen metabolism process，positive regulation of DNA binding transcription factor activity，positive regulation of protein complex assembly，regulation of cell activation，etc.Among them，the largest amount of targets were concentrated in fluid shear stress and atherosclerosis，which further illustrated that Danshen-Honghua had more pathways and more complicated mechanisms in treating coronary heart disease，and also suggested that this biological process might be an important direction for future research on Danshen-Honghua in treating CHD.

Keywords Danshen-Honghua; Network Pharmacology; Coronary heart disease; Mechanism

中图分类号：R285;R284文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.24.004

冠心病（Coronary Heart Disease，CHD）是一种常见的心血管疾病，好发于老年人，随着人们生活水平的提高和生活方式的改变，患病率呈逐年上升的趋势[1]。中医将CHD归于“胸痹”范畴，其病位在心，可涉及肝、脾、肾等脏腑，病理因素可有寒凝、痰浊、血瘀等[2]，基本病机为寒凝心脉、饮食不节、脾胃虚弱、痰浊互结，日久可导致瘀血阻滞，发展为胸痹[3]。心血管疾病是导致老年人死亡的一个重要的危险因素，CHD是其中的一个重要原因，且我国CHD患病的人数每年以20%的速度增长，CHD病死率占所有心脏疾病死亡人数的10%～20%[4]。目前在临床中大多采用西药治疗，容易产生耐药性和一定的不良反应，而中药通过多通路、多靶点等角度治疗疾病，在临床中取得了较为可观的疗效[5]。

在临床中，丹参和红花配伍在临床中常用于CHD的治疗，其中丹参能够活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈;红花可以活血通经，散瘀止痛。现代研究表明丹参中的有效成分具有增强心肌收缩力、调节心脏功能，平衡心肌耗氧量;扩张冠状动脉，增加血流量;阻碍血小板聚集、抗血栓形成等作用[6];红花中的有效成分抗凝、保护心肌、稳定血管内皮细胞、调节细胞内外钙离子等作用[7]。

网络药理学是基于系统药理学，在分子水平上构建“药物-成分-疾病”的靶点网络图。其采用的系统生物学研究思路正好与中药多成分、多途径、多靶点的整体系统调控相一致，而且其整体性与系统性与中医药研究的整体观与辨证论治相契合[8-9]。近年来国内外众多学者利用网络药理学对中药复方、单味药及药对慢性心力衰竭、CHD、糖尿病等多种疾病作用进行了研究[10-12]，实践证明该方法对中药的成分、作用靶点及通路的筛选具有重要的意义。本研究利用网络数据库对丹参-红花治疗CHD的作用机制进行研究，为丹参-红花在临床上治疗CHD提供思路和依据。

1 资料与方法

1.1 丹参、红花药对活性成分的获取与筛选

在中药系统药理学数据库与分析平台数据库（Traditional Chinese Medi-cine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform，TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcm-spsearch.php）中分别录入丹参、红花进行检索，按口服生物利用度（OB）≥30%，类药性DL≥0.18条件筛选出有效成分，通过该数据库导出所选活性成分对应的靶点。然后将导出的靶点导入Unitprot数据库（https：//www.unitprot.org/），进行基因的标准化处理。

1.2 CHD疾病靶点的获取与预测

在OMIM（http：//www.omim.org/）数据库中以“coronary heart disease”为关键词进行检索，将检索到的蛋白名称复制到Uniprot数据库中进行基因的标准化处理，得到疾病相关的靶点信息。通过OMIM数据库筛选的与CHD相关的靶点有190个。将这些基因导入Cytoscape3.7.2软件，构建“疾病-靶点”网络图。

1.3 丹参-红花活性成分网络构建与分析

将丹参、红花的活性成分导入Cytoscape3.7.2软件，构建其活性成分的靶点网络图，并进行网络拓扑分析。在网络中，节点代表化合物信息，边代表活性成分-靶点的相互作用。

1.4 蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络图的构建与分析

先将丹参、红花的有效成分作用靶点进行去重，再与CHD疾病靶点组建“成分-靶点”数据库，取两者交集，组成“成分-靶点”映射文件，即寻找成分与疾病共有的靶点，将共有靶点与化合物成分输入STRING数据库，限定物种为人，构建“丹参、红花-CHD靶点”的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络图。利用Cytoscape3.7.2软件中的Network Analyzer进行分析，根据节点度（Degree≥8）值进行筛选，得到丹参-红花治疗CHD的核心作用靶点。

1.5 生物通路及富集分析

利用Metascape数据库对丹参-红花治疗CHD的共有作用靶点进行分析。将上述共有靶点导入Metascape，物种设置为人，进行分析，通过通路富集结果对丹参-红花治疗CHD的作用机制进行预测。

2 结果

2.1 丹参-红花药对活性成分的靶点筛选及预测

通过TCMSP检索获得丹参有效成分65个，红花有效成分22个，丹参-红花的具体活性成分见表1。

2.2 丹参-红花成分靶点的预测及成分-靶点网络图的构建

利用Cytoscape3.7.2软件构建“药物-成分-靶点”网络图，网络图中共有234节点组成，“矩形”矩形代表中药丹参和红花，“V”形代表丹参-红花中有效成分共84节点，菱形代表有效成分所对应的靶点共150节点，节点与节点之间的边表示药物成分与靶点之间的相互作用关系，最大自由度88，最小自由度为1，平均自由度为15.99。见图1。

2.3 CHD相關靶点蛋白相互作用网络构建

利用Cytoscape3.7.2软件构建“疾病-靶点”网络图，图中共有190节点组成，红色圆形为疾病“CHD”，绿色矩形为疾病对应的靶点。节点与节点之间的边表示疾病CHD与靶点蛋白之间的对应关系。见图2。

2.4 核心靶点的筛选

通过网络合并，获得丹参-红花和CHD的共有靶点22个，见表3。将这22个靶点导入STRING数据库建立“丹参-红花化合物—CHD”靶点的PPI网络，见图3，共得到22个节点，95条边，平均节点度为8.64;再将该结果以TSV格式导出，再通过Cytoscape3.7.2软件对该网络进行拓扑分析，以Degree值大于等于8为筛选标准，得到13个核心靶点，血栓调节蛋白（THBD）、凝血酶原（F2）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARG）、肿瘤坏死因子（TNF）、血管细胞黏附蛋白1（VCAM1）、白细胞介素-1B（IL-1B）、γ干扰素（IFN-γ）、尿激酶型纤溶酶原激活剂（PLAU）、血管内皮生长因子A（VEGFA）、E选择素（SELE）、雌激素受体1（ESR1）、基质溶素-1（MMP1）、髓过氧化物酶（MPO）。一起构成核心网络图，见图4。

2.5 生物通路及富集分析

将丹参-红花治疗CHD的PPI网络筛选出的13个核心靶点进行富集分析，获得核心靶点所参与的生物过程及通路。富集程度用颜色深浅表示，颜色越深表示富集程度越高。见图5。图6中节点代表不同通路的P值大小，图7中不同颜色节点表示不同通路。

3 讨论

中医学中，CHD多属于“胸痹”“真心痛”等范畴，基本病机多为本虚标实，本虚以气虚为主、标实以血瘀为主[13]。由此可见，活血化瘀在治疗CHD显得尤为重要。历代医家也非常重视活血化瘀法治疗胸痹心痛病，唐代孙思邈在《备急千金要方·心腹痛》中就利用活血化瘀法治疗胸痹心痛病。明代王肯堂在《证治准绳·诸痛门》提出用大剂量桃仁、红花等治疗死血心痛，清代陈修园在《时方歌括》以丹参饮治疗心腹诸痛，活血化瘀法應用在明清时期达到鼎盛。丹参-红花配伍是临床中常用的活血化瘀配伍药对，丹参-红花配伍具有活血通经、祛瘀止痛的功效，被广泛的应用于心、脑血管疾病的治疗，临床效果非常显著。现代研究表明，丹参的主要活性成分为酚酸类和二萜醌类，活性较好的主要包括水溶性的丹参素、丹酚酸B以及脂溶性的丹参酮等，具有改善血液循环以及抗炎等作用[6]，红花的化学成分为黄酮类，如红花黄色素，脂肪酸，其中红花黄色素是心血管疾病中疗效最显著的化学物质，在临床上广泛应用[14]。林玲等[15]在观察5 183例丹红注射液临床用药，分析指出丹红注射液常用于治疗CHD、高血压、脑梗死等疾病，临床安全性高。王媛[16]在丹红注射液对CHD不稳定型心绞痛的治疗效果观察中指出丹红注射液治疗CHD疗效显著。

我们运用网络数据挖掘技术对丹参-红花进行网络药理学分析，将丹参-红花的有效成分作用靶点进行筛选并与CHD相关靶标进行取交集，构建“成分-疾病-靶点”网络图，对网络图中的关键靶点进行生物通路和富集分析，得到丹参-红花配伍治疗CHD的可能与TNF、VCAM1、IL1B、IFNG、PLAU、VEGFA、MPO等靶点相关，进一步提示两味药在治疗CHD多靶点、多组分的特点。TNF是一种与炎性反应相关的细胞因子，参与动脉粥样硬化的发生，TNF-α是非常重要的炎性反应递质之一，其能够通过刺激相关血管生长因子的表达引起缺血后血管再生[17];VEGFA是VEGF家族中重要的成员，是促血管生成的重要因子[18];MPO是由单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞分泌的一种过氧化物酶，主要参与动脉粥样硬化、肿瘤、肾炎以及白血病等疾病的发生和发展[19-21]。丹参-红花合用较单独使用在抗脑水肿、抗氧化、抗炎性反应等方面都有较强的作用，合用在治疗心脑血管疾病都有更好的治疗效果。药物成分-靶点-通路网络分析结果显示丹参中的丹参酮ⅡA、木犀草素和红花中的红花黄色素涉及共有靶点数目最多，这些化学成分可能参与了丹参-葛配伍治疗CHD的过程。通过GO功能和KEGG通路富集分析可以看出，丹参-红花治疗CHD主要靶点参与与流体剪切应力与动脉粥样硬化、活性氧代谢过程、DNA结合转录因子活性的正调控、蛋白质复合物装配的正调控、细胞活化的调节等相关，其中聚集在流体剪切应力与动脉粥样硬化的靶点最多，也进一步说明了丹参-红花治疗CHD的通路较多，机制较复杂，同时也提示该生物过程可能是未来研究丹参-红花治疗CHD的重要方向。

综上所述，丹参-红花在治疗CHD涉及多通路、多靶点、多成分的特点，对丹参-红花治疗CHD的可能机制进行了研究和分析，为临床上丹参-红花配伍治疗CHD提供了一条思路，但由于数据库有限，有待进一步考察和研究。

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（2020-02-26收稿 责任编辑：杨觉雄）

基金项目：国家科技重大专项重大新药创制项目（2017ZX09301003）作者介绍：范吉林（1993.09—），男，硕士研究生在读，研究方向：中西医结合治疗心血管疾病方向的研究，E-mail：930438217@qq.com通信作者：张世亮（1964.10—），男，博士，主任医师，博士研究生导师，研究方向：中西医结合治疗心血管疾病方向的研究，E-mail：zhangshiliangsd@126.com