基于网络药理学探究焦栀子止血凝血的作用机制

基于网络药理学探究焦栀子止血凝血的作用机制

王甜甜 张德馨*

山东协和学院 山东 济南 250000

【摘要】通过CNKI数据库查找并整合焦栀子的化学成分，并通过SwissTargetPrediction对潜在的焦栀子成分的靶点进行补充预测。利用GeneCards疾病数据库检索止血凝血的疾病靶点，利用STRING数据库构建PPI蛋白互作网络图，并筛选出核心靶点。将交集靶点导入Metascape数据库进行GO分析和KEGG富集分析。通过网络药理学对多靶点、多途径、多种信号通路的协同作用的分析，可以揭示焦栀子在止血凝血过程中的综合作用，为临床医疗提供指导意义

【关键词】网络药理学；焦栀子；止血凝血；作用机制

焦栀子是中医临床上常用的中药材之一。此药具有凉血止血之功效，主要用于治疗尿血崩漏、血热吐衄等疾病，为了深入探究焦栀子止血凝血的作用机制，探讨焦栀子的药用价值，系统性的探究焦栀子中所含止血凝血的有效成分及其作用机制极为重要。通过网络药理学分析焦栀子止血凝血的成分和作用靶点，并通过GO和KEGG富集分析进一步揭示焦栀子在止血凝血过程中的主要功能和作用途径，为临床医疗提供指导意义。

1 研究方法

1.1焦栀子成分、靶点及疾病靶点的筛选

通过知网数据库查找焦栀子的化学成分，用SwissADME筛选并整合。通过Swiss Target Prediction补充预测潜在靶点。基于GeneCards数据库，以“Hemostasis and coagulation”为关键词进行检索，获得止血凝血的相关疾病靶点。

1.2药物-疾病交集靶点的获取

为了观察焦栀子与止血凝血的联系，将获得的药物潜在靶点和疾病靶点，制作Venn图找到交集靶点。

1.3 PPI蛋白互作网络的构建

将交集靶点导入到STRING数据库，限定物种为Homosapiens，去除游离蛋白，构建蛋白互作网络（PPI）图。得到互作靶点的关系，图中颜色越深，圆形越大，说明Degree值越高，也说明其对应的节点在网络中越重要。

1.4 GO、KEGG富集分析

为了分析焦栀子在生物功能过程和通路传输过程中止血凝血的作用，从而更明确的阐述作用机理，利用Metascape数据库对筛选出的药物和疾病的共同靶点基因进行GO分析和KEGG分析。

1.5“药物-成分-疾病-靶点-通路”网络的构建

选取Degree值前十位靶点和所对应的药物，成分，疾病和KEGG通路数据，导入Cytoscape3.10.1软件，构建药物-成分-疾病-靶点-通路网络图。

2 结果

2.1焦栀子有效活性成分及潜在靶点的预测

通过SwissADME筛选后，符合口服利用度和药物相似性要求的成分有21个，见表1，通过SwissTargetPrediction补充预测潜在靶点，去除重复靶点共获得312个成分靶点。。

表1 焦栀子的15种有效活性成分

2.2交集靶点的获取

通过GeneCards数据库共找到止血凝血靶点1704个，制作Venn图得到交集靶点共99个，见图1。

图1 “成分-疾病”交集靶点图

2.3 PPI蛋白互作网络的构建

99个交集靶点导入到String数据库构建网络视图，该PPI网络图图中去除游离节点共有96个节点，1014条边，平均节点度数20.7，见图2，其中TNF、AKT1、GAPDH、EGFR、SRC等度值较高。提示这些靶点可能为焦栀子发挥止血凝血作用的关键核心靶点。

图2 PPI网络图

2.4 GO富集分析及KEGG通路富集分析

设置p value Cutoff为0.01，进行分子功能（MF），生物过程（BP），细胞组分（CC）三部分GO分析。与生物过程相关的条目主要包括环氧代谢过程、前列腺素分泌、血管创伤愈合的负性调节等；与细胞组分的相关条目主要有：核包膜腔、富含Ficolin-1的颗粒腔等；与分子功能相关条目包括：甘油依赖，一氧化氮合酶调节活性、二酰甘油依赖性丝氨酸/苏氨酸激酶活性等。KEGG通路富集分析中圆圈大小表示富集在KEGG的基因数目，颜色代表富集的显著，图4结果显示，靶点显著富集于AGE-RAGE信号通路在糖尿病并发症中的作用、鞘脂信号通路、血管内皮生长因子信号通路、松弛素信号通路等。结果显示焦栀子对出血症与多种生物功能、多种通路密切相关。

图3 GO富集分析三合一图

图4 KEGG通路富集分析气泡图

2.5 “药物-成分-疾病-交集靶点-通路”网络构建图

通过Cytoscape3.10.1软件获得直观的调控网络图，见图5，图中粉色圆形代表Degree值前十位核心靶点，紫色八边形表示疾病，橙色三角形表示药物，绿色菱形代表靶点对应成分，蓝色方形代表通路。从这个图中可以清晰的看到这些核心靶点与成分，通路之间的关系，并反应出了焦栀子在止血凝血上主要通过的靶点和途径。

图5 “药物-成分-交集靶点-疾病-通路”网络图

3 讨论

本研究基于网络药理学平台探讨焦栀子止血凝血的作用机制，可直观感受到焦栀子通过多成分，多靶点来发挥止血凝血的作用。焦栀子止血凝血的炎症信号通路包含白介素-17信号通路；信号传导通路包含AGE-RAGE信号通路在糖尿病并发症中的作用和血管内皮生长因子信号通路，因此推断，焦栀子的止血凝血作用可能与这些信号通路密切相关。综合看来，焦栀子主要通过抗氧化，抑制炎症等过程发挥止血凝血的作用。

【参考文献】

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该篇文章依托 2024届本科毕业论文发表