1、第 卷第期 年 月福建医科大学学报 基于网络药理学和分子对接探讨补虚颗粒治疗产后贫血的作用机制柯昌虎，李志浩，李鹏，何晓东，黄慧敏，严慧摘要：目的利用网络药理学和分子对接方法揭示补虚颗粒治疗产后贫血的物质基础及作用机制。方法通过 、数据库分别获取补虚颗粒的化学成分以及相关靶点；通过 、数据库获取产后贫血的相关靶点；利用 在线软件获取药物与疾病的共同靶点；由 绘制药物活性成分靶点疾病网络；数据库构建蛋白质相互作用网络；通过 数据库进行基因本体（）功能富集及京都基因与基因组百科全书（）通路富集分析；运用 软件对关键的活性成分和作用靶点进行分子对接验证。结果补虚颗粒中 个有效成分通过调控 个靶点和
2、条通路治疗产后贫血，个关键活性成分分别为华良姜素、山奈酚、常春藤皂苷元、甲基，二烯酸酯、异鼠李素、槲皮素、黄芩素、蜕皮甾酮、亚油酸乙酯、，二甲基尼森香豌豆紫檀酚，可通过、等关键靶点介导癌症途径、糖尿病并发症中的 、化学致癌作用与受体激活、钙离子、等信号通路发挥治疗产后贫血作用。分子对接表明，筛选的靶点蛋白与活性成分具有较好的结合能力。结论该研究初步揭示了补虚颗粒发挥治疗产后贫血作用是通过多成分、多靶点、多途径实现的，从而为其分子机制的深入研究及临床应用提供思路。关键词：补虚颗粒；产后贫血；网络药理学；分子对接；作用机制文献标志码：文章编号：（）收稿日期：资助项目：湖北省卫生健康委科研项目（）；
3、“十四五”湖北省 高 等 学 校 优 势 特 色 学 科 群（生 物 与 医 药）项 目（）；武当特色中药研究湖北省重点实验室开放课题（）作者单位：湖北医药学院 附属国药东风总医院，十堰 ；武当特色中药研究湖北省重点实验室，十堰 作者简介：柯昌虎，男，主管药师，医学硕士通信作者：严慧 ：产后贫血是一个重大的全球性产妇健康问题，发达国家育龄期女性的发病率为 ，发展中国家则高达 ，特别是在农村偏远地区产妇产后贫血状况尤为严重。产妇在妊娠和分娩期间会损失大量铁，极易诱发贫血。产后贫血容易导致抑郁症、疲劳、认知障碍、情绪不稳定、感染等相关的产妇疾病，并对产妇的生活质量、母婴关系、母亲照顾新生儿的能力、
4、婴儿发育等产生负面影响，对育龄妇女的生命和健康构成严重威胁。产妇产后多虚多瘀，气血不足，以温补为宜，补气补血。补虚颗粒为笔者医院协定方剂，基于“产妇虚弱不宜大补”的中医理论，在当归补血汤的基础上加味而成，由当归、黄芪、牛膝、防风味中药组方，具有补气养血以及调节产后“虚劳病”的作用，在产科临床已有多年的应用历史，治疗产后贫血的疗效显著。方中当归性温，归肝、心、脾经，能补血活血，是妇科之圣药；黄芪味甘性微温，补气升阳，固表益气；牛膝活血祛瘀，补益肝肾；防风解表祛风，胜湿止痛；四味中药合而成方，相辅相成，治标治本。现代药理研究发现，补虚颗粒可以提高血虚小鼠体内的红细胞和血红蛋白，同时提高胸腺指数、脾
5、脏指数、吞噬细胞吞噬率和吞噬指数，表明补虚颗粒兼具补血和增强免疫力的作用。但补虚颗粒中化学成分复杂，治疗产后贫血的物质基础及分子机制有待进一步明确。网络药理学构建“药物疾病靶点”网络，从整体水平反映出中药干预疾病的调控机制，具有系统性、相关性和预测性的特点，从而为阐明药物分子机制提供新的方法。分子对接借助计算机模拟受体（蛋白分子）和配体（药物分子）的相互作用，结合网络药理学成为解释中药的药效基础和内在机制的可行途径。本研究利用网络药理学结合分子对接的方法，构建补虚颗粒治疗产后贫血的靶点网络，探讨其潜在的物质基础和分子机制，为补虚颗粒治疗产后贫血作用机制的深入研究和开发提供依据。材料与方法 补虚
6、颗粒活性成分及作用靶点的筛选通过检索 数据库（：）收集补虚颗粒的化学成分，以口服生物利用度（，）和类药性（，）两个指标作为筛选条件获取 候 选 成 分，在 数 据 库（：）获 取 相 关 成 分 的 格式文件，将其导入 第期柯昌虎，等：基于网络药理学和分子对接探讨补虚颗粒治疗产后贫血的作用机制数据库（：）获取补虚颗粒相关成分的靶点，取 的靶点。产后贫血相关靶点的筛选及共同靶点的获取以“”为检索词，分别在 （：）、（：）和 （：）数据库中筛选产后贫血相关靶点。在 在 线平 台（：）分别录入补虚颗粒与产后贫血的靶点，绘制韦恩图，获取二者的共有靶点。药物活性成分靶点疾病网络构建使用 软件上传成分及靶
7、点信息，构建药物活性成分靶点疾病相互作用网络图，使用 功能以节点度值（）为拓扑指标进行分析。在网络中，节点分别代表药物、成分、靶点和疾病，边代表任意二者之间的互作关系。蛋白互作网络的构建在 在线平台数据 库（：）中，点 击 上传共有靶点，设置 类型为“”，选择交互作用 的靶点，保存 格 式 的 数 据 文 件，并 导 入 软件中进行拓扑分析，构建蛋白质相互作用（，）可视化网络。功 能 和 通 路 富 集 分 析利 用 数据库（：）分 别进行与 富集分析，依次进行以下操作：上传补虚颗粒的作用靶点；设置为“”，并 限 定 物 种 为“”；设置为“”；提交数据获取结果。以 为阈值进行数据筛选。分子对
8、接验证从 数据库查找上述活性成分 结构的 文件，使用 软件 将 其 转 化 为 格 式。从 数 据 库（：）中获得蛋白受体的 结构，运用 软件对其除水、去配体等操作，保存 文件格式。使用 在线工具将蛋白和活性成分进行分子对接，再使用 软件对成分蛋白对接结果进行可视化分析。结合能低于 表明药物成分的分子和配体受体可自发结合，结合能越低则形成的复合物越稳定。结果 补虚颗粒主要活性成分及作用靶点利用 数 据 库 共 获 得 补 虚 颗 粒 的 化 学 成 分 个，其中当归 个、黄芪 个、牛膝 个、防风 个。以 和 进行活性成分筛选，将各个成分的 格式导入 数据库中检索补虚颗粒活性成分对应的靶点，取
9、的靶点，去重并剔除无靶点的成分，最终得到 个活性成分（表），对应 个靶点。疾病靶点的检索及药物疾病共有靶点的筛选使用 、数据库筛选产后贫血靶点，其中 获得 个、获得 个、获得 个，合并去重后共获得 个靶点。使用 在线工具对补虚颗粒靶点和产后贫血靶点进行交集分析，绘制出韦恩图（图），二者取匹配后得到补虚颗粒和产后贫血共有靶点 个。图补虚颗粒治疗产后贫血的靶点韦恩图 药物活性成分靶点疾病网络构建药物活性成分靶点疾病相互作用的网络图（图）共有 个节点，条边，图中黄色六边形、紫色倒三角形、绿色菱形、蓝色圆形、红色三角形分别代表补虚颗粒、中药、活性成分、靶点、疾病。对网络图进行拓扑分析，值前 位的成分是
10、华良姜素、山奈酚、常春藤皂苷元、甲基，二烯酸酯、异鼠李素、槲皮素、黄芩素、蜕皮甾酮、亚油酸乙酯、，二甲基尼森香豌豆紫檀酚，可能是补虚颗粒治疗产后贫血的关键活性成分（表）。可视化网络构建构建的 可视化网络中共有 个节点，条边，平均值为 ，大 于 平 均 值 的 靶 点 有 个（图）。前 位 的 靶 点 是 、（分别为、），可能在治疗产后贫血中发挥重要调控作用。福建医科大学学报 年表补虚颗粒的活性成分信息 编号 （）来源 当归牛膝防风 （）（）（）当归牛膝 （）（）（）黄芪（）（）（）（）黄芪 （）（）（）黄芪 （）（）（，），（，），黄芪 （）（）（）黄芪 （）（）（），黄芪 （）（）（）（）黄
11、芪 （）（），黄芪 （）（）（）（）（，），黄芪 （）（）（）黄芪 （）（）（）黄芪 （）（）（）黄芪 （）黄芪 （）（）（）黄芪牛膝 （）（）黄芪 （）（）（）（）（）（）（）（，）黄芪 （）（）黄芪牛膝 （）（），牛膝 （）（）（）牛膝 （）（）（）（）（）牛膝 （）（）第期柯昌虎，等：基于网络药理学和分子对接探讨补虚颗粒治疗产后贫血的作用机制表（续）编号 （）来源 牛膝 （）（）牛膝防风 （）牛膝 （）（）（）牛膝 （）（）（）（）牛膝 （）（）（）（）（）牛膝 （）（）牛膝 （）（）（）（）牛膝 （）（）（）牛膝 （）（）（，）（），防风 （）（）（）防风（）（）（）（）（）（）（）防
12、风（）（）（）（）（）（）防风（）（）（）（）（）防风（）（）防风（）（）（）（）（）（）防风（）防风 （）（）（）防风 （）防风（）防风（）（），防风 （）防风（）（）（）（）福建医科大学学报 年图药物活性成分靶点疾病相互作用的网络 功能分析结果利用 数据库对筛选的基因进行 功能富集分析（），结果共有 条生物学过程，其中生物过程（）条，主要涉及脂多糖反应、细胞迁移的正调控、级联的正调节、药物反应等；细胞组分（）条，主要涉及细胞外间隙、受体复合体、质膜、膜筏等；分子功能（）条，主要涉及蛋白酪氨酸激酶活性、内肽酶活性、类固醇结合、血红素结合等。分别选取、的前 条制作气泡图（图），其中横轴为富集因
13、子，纵轴为 功能名称，结果表明补虚颗粒可参与调控多种生物学过程从而发挥治疗产后贫血的作用。通路分析结果对筛选的基因进行 功能富集分析（），共获得 条信号通路，主要涉及癌症途径（个靶点）、糖尿病并表补虚颗粒的关键活性成分信息 序号化学名度值结构式 华良姜素 山奈酚 常春藤皂苷元 甲基，二烯酸酯 异鼠李素 第期柯昌虎，等：基于网络药理学和分子对接探讨补虚颗粒治疗产后贫血的作用机制表（续）序号化学名度值结构式 槲皮素 黄芩素 蜕皮甾酮 亚油酸乙酯 ，二甲基尼森香豌豆紫檀酚 发症中的 信号通路（个靶点）、化学致癌与 受 体 激 活（个 靶 点）、钙 离 子 信 号 通 路（个 靶 点）、信 号 通 路
14、（个 靶 点）、信号通路（个靶点）、补体和凝血途径（个靶点）、信号通路（个靶点）、癌症中的转录失调（个靶点）等。选择前 条进行气泡图展示（图），其中横轴为富集因子，纵轴为通路名，结果表明补虚颗粒的作用靶点分布于不同的通路中，可通过多种通路达到治疗产后贫血的作用。福建医科大学学报 年图补虚颗粒治疗产后贫血作用靶点的相互作用网络 分子对接结果从 数据库中筛选受体 、的蛋白三维结构，将其分别与配体华良姜素、山奈酚、常春藤皂苷元、甲基，二烯酸酯、异鼠李素、槲皮素、黄芩素、蜕皮甾酮、亚油酸乙酯、，二甲基尼森香豌豆紫檀酚在 中进行分子对接，结合能越小，表明产生的对接结构越稳定，补虚颗粒中 个活性成分与 个
15、靶点之间均可以自发产生结合（图）。受体 与配体常春藤皂苷元、黄芩素、，二甲基尼森香豌豆紫檀酚之间产生很强的结合，对接结合能均 （图）。其中 与常春藤皂苷元通过氨基酸残基 、产生个氢键作用，与黄芩素通过氨基酸残基 、产生个氢键作用，与，二甲基尼森香豌豆紫檀酚通过氨基酸残基 产生个氢键作用。图补虚颗粒治疗产后贫血的 富集分析 第期柯昌虎，等：基于网络药理学和分子对接探讨补虚颗粒治疗产后贫血的作用机制图补虚颗粒治疗产后贫血的 富集分析 图对接结合能热图 讨论产后贫血是一种常见的产后多发疾病，严重损害女性的健康和福祉，增加产妇和新生儿不良后果的发生 风 险，成 为 不 可 忽 视 的 全 球 公 共
16、卫 生 问题。产后贫血通常由血凝块、凝血异常、胎盘滞留或生殖道创伤引起，可用的治疗药物及其治疗效果有限，甚至可能产生明显的副作用。西医治疗产后贫血多采用输血或补铁，中医将产后贫血归为“虚证”范畴，治则益气补血。越来越多的中药参与治疗气虚血虚，以整体方式实现协同效应。补虚颗粒已在笔者医院临床上应用多年，常用于治疗产后贫血，发挥益气活血的功效。现代药理学研究也表明，补虚颗粒具有良好的生血、补血等作用，但其化学成分复杂，治疗产后贫血的分子机制尚未明确。本研究采用网络药理学对补虚颗粒治疗产后贫血的机制进行分析，并利用分子对接技术进行验证。以生物利用度和类药性为考察指标，从补虚颗粒中筛选出华良姜素、山奈酚、常春藤皂苷元、槲皮素、黄芩素等 个治疗产后贫血的活性成分，其中黄酮类 化合 物 可 以 在 体外促进促 红 细 胞 生 成 素（，）的表达，从而刺激骨髓中的干细胞产生红细胞。华良姜素、山奈酚、槲皮素、黄芩素均属于黄酮或类黄酮化合物，华良姜素具有抗福建医科大学学报 年图分子对接图 氧化性，对小鼠灌胃 后，体内红细胞数量显著增加。山奈酚是一种治疗再生障碍性贫血的潜在有效成分。常春藤皂苷元是一种从药
