1、中国中医急症 2023年2月第32卷第2期JETCM.Feb.2023,Vol.32,No.2 研究报告 参附注射液治疗糖尿病酮症酸中毒的网络药理学研究张紫嫣傅永黄代政(广西医科大学,广西 南宁 530021)中图分类号:R587.2文献标志码:A文章编号:1004-745X(2023)02-0195-05doi:10.3969/j.issn.1004-745X.2023.02.002【摘要】目的 通过中药复方网络药理学方法,探究参附注射液(SFI)治疗糖尿病酮症酸中毒(DKA)的作用机制。方法 使用TCMSP数据库搜索并筛选出SFI中的活性成分及其作用靶点,利用GeneCards数据库得到D
2、KA的治疗靶点,再将药物活性成分的作用靶点与疾病的治疗靶点分别经UniProt数据库统一为相应基因名。通过R软件进行统计分析,得到SFI治疗DKA的潜在靶点并绘制Venn图,对共同靶点进行富集分析并可视化。通过STRING数据库绘制潜在靶点的PPI网络。结果 筛选后得到了SFI的活性成分24个,包括人参皂苷RH2、人参二醇、人参皂苷-Rh4_qt、山柰酚、穿心莲内酯、-谷甾醇等,及其相应的104个作用靶点。得到DKA的治疗靶点817个,SFI治疗DKA的潜在靶点20个。GO富集分析的结果与胰岛素分泌、药物反应、信号传递、蛋白结合等生理活动相关。KEGG分析结果32个,其中包含以下8条信号通路:
3、nod样受体信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、HIF-1信号通路、NF-B信号通路、toll样受体信号通路、C型凝集素受体信号通路、IL-17信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路。结论 本研究明确了SFI的活性成分、SFI治疗DKA的作用靶点及调控的通路,阐明了SFI治疗DKA作用机制,可为科研和临床防治DKA提供参考。【关键词】糖尿病酮症酸中毒参附注射液网络药理学Study on the Network Pharmacology of Shenfu Injection for Diabetic KetoacidosisZhang Ziyan,Fu Yong,Huang Daizh
4、eng.Guangxi Medical University,Guangxi,Nanning 530021,China.【Abstract】Objective:To explore the mechanism of action of Shenfu Injection(SFI)in the treatment of diabeticketoacidosis(DKA)by using the pharmacological method of traditional Chinese medicine compound network.Methods:The active ingredient a
5、nd its target in SFI were searched and screened out by TCMSP database,thetherapeutic target of DKA was obtained by using the GeneCards database,and then the target of the active ingredient and the therapeutic target of the disease were unified into the corresponding gene names through the Uniprotdat
6、abase.The potential targets of SFI in the treatment DKA were obtained by R software and Venn plots weredrawn to enrich and visualize the common targets.The PPI network of the potential targets was mapped throughthe STRING database.Results:After screening,24 active ingredients of SFI were obtained,in
7、cluding ginsenosideRH2,ginsenodiol,ginsenoside-Rh4_qt,kaempferol,andrographolide,-sitosterol,etc.,and their corresponding 104targets.A total of 817 therapeutic targets for DKA and 20 potential targets for SFI treatment of DKA were obtained.The results of GO enrichment analysis correlated with physio
8、logical activities such as insulin secretion,drug response,signaling,and protein binding.KEGG analysis results were 32,including the following 8 signalingpathways:nod-like receptor signaling pathway,tumor necrosis factor signaling pathway,HIF-1 signaling pathway,NF-kappa B signaling pathway,toll-lik
9、e receptor signaling pathway,c-type lectin receptor signaling pathway,IL-17 signaling pathway,and AGE-RAGE signaling pathway in diabetes complications.Conclusion:This studyclarifies the active ingredients of SFI,the targets and regulatory pathways of SFI in the treatment of DKA,and clarifies the mec
10、hanism of action of SFI in the treatment of DKA,which can provide a reference for scientific researchand clinical prevention and treatment of DKA.【Key words】Diabetic ketoacidosis;Shenfu Injection;Network pharmacology 基金项目:国家自然科学基金项目(81860604);广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA281133);广西创新驱动重大项目(2019AA12005)通信作者
11、(电子邮箱:)-195中国中医急症 2023年2月第32卷第2期JETCM.Feb.2023,Vol.32,No.2黄色区域为DKA疾病靶点,紫色区域为SFI药物靶点图1药物-疾病共同靶点Venn图糖尿病酮症酸中毒(DKA)是临床上最严重的糖尿病急性并发症,其起病急、病情发展快,严重时可引起昏迷甚至导致死亡。DKA是由于体内胰岛素缺乏或者作用不足(常见于1型糖尿病患者)及各种因素导致的升糖激素增加(常见于2型糖尿病患者)所引起的糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱、水/电解质失衡以及酸碱失衡而导致的一组临床综合征1,由高血糖、酮血症和代谢性酸中毒这3种生化症状组成。DKA的临床救治多以补液、胰岛素静脉滴注
12、、抗感染治疗、纠正酸中毒和水/电解质失衡等治疗为主,但其治疗时间较长,容易引起水肿、过敏等不良反应2。中医学认为,本病可属“消渴神昏”“消渴致损”范畴,系由消渴日久,邪毒阻碍气机,火热炽盛,阴损及阳,所致的危重病症。药理学研究3发现,参附注射液(SFI)可回阳救逆,具有较好的扩张血管、改善微循环、改善血液流变学指标的作用,可以保护心肌和增强心肌做功;与胰岛素泵联合治疗,能有效消退中毒症状、减短酸中毒纠正时间、促进血糖恢复正常4。故本研究考虑应用中药复方网络药理学研究方法,分析SFI主要成分、找出SFI治疗DKA的潜在靶点,在靶点、过程、通路的方面探究SFI治疗DKA的作用机制,为科研和临床救治
13、提供参考。现报告如下。1资料与方法1.1SFI活性成分及相应作用靶点获取通过中药系统药理学数据库与分析平台 TCMSP(https:/old.tcmsp- SFI 的主要成分“人参”和“附子”为关键词进行搜索,根据TCMSP网站上提供的信息与已发表的文献5,将ADME属性中口服生物利用度(OB)值设置为30,类药性(DL)值设置为0.18,分别筛选搜索后得到2个药物的有效化合物及其相应作用靶点。1.2DKA治疗靶点获取以“ketoacidosis”为关键词,在 GeneCards 数据库(https:/www.genecards.org/)中进行搜索,得到DKA的治疗靶点。将1.1节方法获取到
14、的SFI作用靶点和DKA的治疗靶点分别经由UniProt数据库(https:/www.uniprot.org)进行统一,经过整理与删除重复值处理,得到相应靶点的基因名。在R软件(版本4.1.3)中对数据进行统计分析后,得到SFI治疗DKA 的潜在靶点,即药物-疾病共同靶点。再利用VennDiagram包对结果进行可视化,得到Venn图。1.3药物-疾病共同靶点获取及网络构建将药物-疾病共同靶点经过蛋白质互作数据库STRING(https:/string-db.org/)分析(设置物种为“Homo sapiens”),构建出药物-疾病靶点蛋白互作(PPI)网络图,分析靶点蛋白间的相互作用关系、功
15、能联系,得到蛋白质的工作原理及其在各种生理状态中生物信号和能量物质代谢的反应机制。1.4富集分析及可视化将1.3节方法得到的药物-疾病共同靶点导入R软件,利用Cluster Profiler包、org.Hs eg.db包等安装包对其进行基因本体(GO)功能富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,导出结果并筛选整理出P0.05的结果。使用ggplot2包对其结果进行可视化,将GO富集分析结果绘制为柱状图,将KEGG通路富集分析结果绘制为气泡图,以探究SFI通过调节哪些生物功能和调控哪些通路来治疗DKA。2结果2.1SFI活性成分及相应作用靶点获取通过在TCMSP数据库中设置A
16、DME属性“OB值30和DL值0.18”为筛选条件后,以“人参”和“附子”为关键词进行搜索,得到有对应靶点的活性成分24个,如表1所示。包括人参皂苷、豆甾醇、去氧穿心莲内酯、山柰酚等。对应到281个靶点,经UniProt数据库标准化、删除重复值等处理后得到共104个靶点及其基因名。2.2DKA疾病靶点和药物-疾病共同靶点的获取在Genecard数据库中以“ketoacidosis”为关键词搜索到的内容,得到930个靶点,再经过UniProt数据库统一,并删除整理重复值后得到靶点对应的基因名817个。将其与2.1节方法所得的SFI作用靶点导入R软件进行统计分析,得到SFI治疗DKA的潜在靶点20个,即药物-疾病共同靶点。通过VennDiagram包将结果可视化,得到Venn图,如图1所示。2.3药物-疾病共同靶点的PPI构建将药物-疾病共同靶点导入STRING网站,得到SFI-DKA的PPI图,如图2所示。图中包含20个节点和63条互作边。其中每个节点表示单个药物-疾病共同靶点蛋白(节点上标记的字母为编码该蛋白的基因名),互作边表示单个靶点蛋白与之相连的靶点蛋白之间的相互作用关系。图2中