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应用网络数据库分析大血藤化学成分及其与现代疾病的关系

2021-10-16顾宏刚马恩伟通讯作者

医药前沿 2021年25期
关键词:谷甾醇黄素药理学

李 廷,王 伟,梅 丹,顾宏刚,马恩伟(通讯作者)

(上海市金山区中西医结合医院普外科 上海 201501)

大血藤最早见于《植物名实图考》,别名红藤、活血藤、大血通等,拉丁名Sargentodoxae Caulis,《中国药典》记载为木通科植物大血藤的干燥藤茎,味苦、性平,归大肠、肝经。具“清热解毒、活血,祛风止痛”之功效,祖国医学用于治疗肠痈腹痛、热毒疮疡、痛经、风湿痹痛等病症,临床应用历史悠久[1]。随着现代中药学发展,借助系统生物学与计算机技术、网络药理学、数据库建立等方法科学阐明中药“多成分、多途径、多靶点”协同作用特点,使中医药的研究转化取得飞速提升[2]。本文旨在应用中药网络药理学相关数据库对大血藤化学成分及其与现代疾病关系进行分析初探,为进一步验证和开发大血藤的临床治疗价值提供参考。

1.大血藤化学成分在相关网络数据库收录现状分析

1.1 网络数据库选择及其收录情况

查阅网络药理学相关文献,目前常用的较权威的中药数据库包括中药系统药理学数据库和分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、台湾中医药资料库(Traditional Chinese Medicine Database@Taiwan, TCM@TAIWAN)、中国科学院上海有机化学研究所化学专业数据库的中药与化学成分数据库、中药分子机制生物信息学分析平台(A Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine,BATMAN-TCM)以及中药综合数据库(Traditional Chinese Medicines Integrated Database, TCMID)[3-4]。鉴于TCM@TAIWAN无法登录以及TCMID尚未收录大血藤信息,本研究以“大血藤/DA XUE TENG”为关键词,主要采集了TCMSP、中药与化学成分数据库以及BATMANTCM 3个数据库。初步收录如下:TCMSP共检索到25种大血藤成分,中药与化学成分数据库14种,BATMAN-TCM 16种(其中10种成分因缺少化合物结构信息暂未收录)并在线显示6种。此外,可能由于中英文以及拉丁文命名不同或索引文献区别,上述平台收录数据存在重叠,依据化合物CAS Rn(Chemical Abstracts Service Registry Number,美国化学文摘登记号)以及Pubchem Cid对涉及成分进行标准化并删除重复记录,最终TCMSP纳入20种大血藤成分,中药与化学成分数据库11种,BATMAN-TCM 6种,纳入及排除情况。其中大黄素、谷甾醇被3个数据库共同收录,见表1。

表1 根据CAS Rn及Pubchem Cid整理3个数据库中大血藤成分

1.2 网络数据库中大血藤化学成分整理筛选

本研究基于TPMSP数据库收录的20种成分信息。其中,香豆酸-对-羟基苯乙醇酯口服生物利用度(OB%)最高,谷甾醇血脑屏障通过率(BBB)最高、类药性(DL)最强。考虑到中药成分纷繁复杂,并非所有成分均能进入体内发挥作用,如以满足OB≥30%且DL≥0.18为筛选条件,则谷甾醇、二氢愈创木脂酸、儿茶酸、香豆酸-对-羟基苯乙醇酯可能为大血藤的潜在活性成分。谷甾醇(通常指β-谷甾醇)是植物甾醇类成分中的游离型植物甾醇主要成分之一,属四环三萜类化合物,其结构与胆固醇相似[5],具有降胆固醇、抗癌、抗炎退热、免疫调节、抗氧化、抗病毒、类激素作用等生理功能,被广泛用于食品、医药、化妆品和畜禽养殖等行业[6-7]。二氢愈创木脂酸属木脂素类化合物,木脂素是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物,属重要的天然植物雌激素,有抗肿瘤、抗氧化、抗炎抑菌、促进蛋白质和糖原合成、调节激素平衡、降压镇静、抗病毒、保肝等广泛生物活性[8-9]。儿茶酸(也作儿茶素)一般归于茶多酚中的黄烷醇类,属植物多酚类,是具有强抗氧化活性的次生代谢物[10],除通过直接清除自由基、抑制氧化酶系、激活抗氧化酶系、与诱导氧化的过渡金属螯合等产生抗氧化作用外,还有抗动脉粥样硬化、抗菌、抗辐射、抗肿瘤等作用[11-12]。关于香豆酸对羟基苯乙醇酯的相关理化及生物学研究在Pubed、中国知网等国内外相关文献数据库中尚无收录。此外,基于中药与化学成分数据库收录11种,除丁香树脂酚二葡萄糖甙为此数据库独有外,其余10种与TCMSP重复。检索BATMAN-TCM数据库收录6种,其中Osmanthuside H、红藤苷、马尾藻甾醇、单宁酸由其单独收录,见表2。

表2 基于3种数据库收录大血藤成分

表2(续)

通过检索以上数据库共得到25种化学成分,其中大黄素、谷甾醇为三者共有。大黄素作为一种蒽醌类衍生物,其药理作用的分子机制在国内外获得了广泛研究,主要包括抗微生物活性、抗炎、抗氧化、保肝、诱导肿瘤细胞凋亡、免疫抑制、促进肠道平滑肌运动、促进肠道水的分泌、调控离子通道等[13]。仅从本研究角度出发,以“大血藤”为关键词检索,相较而言TCMSP收录数据更为全面,且提供OB、DL、BBB、MM、Caco-2等信息。而BATMAN-TCM数据库可以直观地提供中药与疾病和治疗靶点的网络关系,在此基于BATMAN-TCM数据库对大血藤相关疾病进行网络药理学分析。遗憾的是不同化学成分在大血藤药材中的占比情况及含量在3个数据库中均没有体现,因此还需要更多的实验验证、成分鉴定等数据完善。

2.基于BATMAN-TCM数据库对大血藤相关疾病进行网络药理学分析

基于BATMAN-TCM数据库搜索“DA XUE TENG”,得到大血藤与疾病、治疗靶点、作用通路的网络关系。相关疾病研究表明大血藤可用于治疗乳腺癌、前列腺癌、胆汁淤积、骨质疏松、炎症、血脂异常等。其中,大血藤治疗胆管炎可能与ABCA1、HMGCR、NPC1L1、NR1H4、ABCB11、ITGAL、CES1、PLA2G1B等靶点有关。此外大血藤用于慢性骨病、关节炎等可能与ITGAL、ESR1、PLA2G1B、VDR、SLC25A4等有关;用于妇科疾病等可能与TGAL、HMGCR、PLA2G1B等有关。以上研究与祖国医学应用大血藤治疗腹痛肠痈、风湿痹痛、赤痢血淋、跌扑损伤等病症相通。BATMAN-TCM数据库主要针对大血藤中马尾藻甾醇、大黄素、谷甾醇进行了网络药理学分析。然而基于BATMAN-TCM化学成分及靶标的预测部分依托化学结构相似性分析,结果亦表明BATMAN-TCM数据库收录较其他偏离较大,因此该网络药理学预测结果尚待更多验证。见表3。

表3 基于BATMAN-TCM数据库网络分析获得与大血藤相关的疾病

3.含有大血藤的中成药应用现状

临床上妇科、骨科、普外科等均有含大血藤的上市成药。包括妇平胶囊、妇炎舒胶囊、阑尾消炎片、金骨莲胶囊、神州跌打丸、伤湿镇痛膏、金红止痛消肿酊等。药物剂型包括片剂、胶囊、丸剂、外用药等。临床应用现状与前述大血藤内化学成分如大黄素、谷甾醇、二氢愈创木脂酸、儿茶酸等潜在有效成分的生物学功能相符。

综上所述,基于网络数据库获得25种大血藤化学成分,其中,关于大黄素、谷甾醇的作用机制研究最多且获得较多认可,但是大血藤中不同化学成分对于不同疾病的效应相异,所对应靶点、作用通路以及是否存在协同效应或级联反应仍需进一步的验证。并且,二氢愈创木脂酸、儿茶酸、香豆酸对羟基苯乙醇酯等作为潜在有效成分,相关研究仍存在较大的探索空间。此外,上述网络数据库如能扩展收录中药化学成分的含量比例,将利于科研工作者的现代中药学研究,也有利于上述数据库的应用。

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