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1、大黄黄连泻心汤对幽门螺旋杆菌感染的系统药理学研究鲁春花赵凯萨震12Wang J, Vasaikar S, Shi Z, et al. WebGestalt 2017： a more comprehensive, powerful, flexible and interactive gene set enrichment analysis toolkitJ. Nucleic Acids Res, 2017, 45 (W1) ： W130-137.13Mandeville KL, Krabshuis J, Ladep NG, et al.Gastroenterology in developing
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8、内皮生长因子家族及其受体与肿瘤血管新生J.医学综述，2017, 23 (3) ： 417-420, 427.27Riedl S J, Shi Y. Molecular mechanisms of caspase regulationduring apoptosisJ. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2004, 5 (11) ： 897-907.28Waldum HL, Fossmark R. Types of Gastric CarcinomasJ. Int J MolSci, 2018, 19 (12) ： 4109.29Lahner E, C
9、arabotti M, Annibale B. Treatment of Helicobacter pylori infection in atrophic gastritisJ. World J Gastroenterol, 2018, 24 (22) ： 2373-2380.(2020-01-23收稿 责任编辑：王明)-全文完-Summary目的：运用系统药理学探讨大黄黄连泻心汤对治疗幽门螺旋杆菌感染 的分子作用机制，挖掘潜在的作用靶点和信号通路。方法：首先利用中医药整 合数据库(SymMap)筛选大黄黄连泻心汤的潜在作用靶点；从比拟毒理基因组学 数据库(CTD)发现幽门螺旋杆菌感染的相关
10、疾病靶点；将筛选后的靶点输入到 String中构建“大黄黄连泻心汤-幽门螺旋杆菌”的蛋白质相互作用网络(PPI)；采用在线分析工具WebGestalt对筛选出的靶点进行GO功能注释和 KEGG通路富集分析。结果：获得大黄黄连泻心汤和幽门螺旋杆菌感染重合的靶 点共有222个，通过PPI网络发现71个相互作用靶点，其中主要以IL6、MYC、VEGFA、CASP3、EP300、IL10, ERBB2、CDKN1A. MPO、NFE2L2 为关键靶 点；发现10个关键生物过程和10条关键信号通路。结论：大黄黄连泻心汤可能 通过调节机体免疫炎性反响，发挥对幽门螺旋杆菌感染的治疗作用，同时可能 通过抗肿瘤
11、机制起到防止幽门螺旋杆菌感染进一步向更严重胃肠道疾病转化的 作用。本研究为中医药治疗幽门螺旋杆菌提供了理论依据。Key大黄黄连泻心汤；幽门螺旋杆菌；系统药理学；胃癌；网络分析Abstract Objective： To explore the molecular mechanism of Dahuang Huanglian Xiexin Decoction in the treatment of helicobacter pylori infection by systematic pharmacology, and to explore potential targets and signa
12、l pathways. Methods： First, the integrated Chinese medicine database (SymMap) was used to screen the potential targets of Dahuang Huanglian Xiexin Decoction； the relevant disease targets of helicobacter pylori infection was found from the comparative toxicology genomics database (CTD) ； the protein
13、interaction network(PPI) of “Dahuang Huanglian Xiexin Decoction-Helicobacter pylori was constructed in String after the screened target entered into it； the online analysis tool WebGestalt was used to perform GO function annotation and KEGG pathway enrichment analysis on the selected targets. Result
14、s： There were 222 overlapping targets of DahuangHuanglian Xiexin Decoction and Helicobacter pylori infection coinciding. A total of 71 interactive targets were located through the PPI network. Among them, IL6, MYC, VEGFA, CASP3, EP300, IL10, ERBB2,CDKN1A, MPO and NFE2L2 were key targets； 10 key biol
15、ogical processesand 10 key signaling pathways were discovered. Conclusion： DahuangHuanglian Xiexin Decoction may play a therapeutic role in thetreatment of helicobacter pylori immune inflammatory response and infection of helicobacter pylori severe gastrointestinal diseases provides solid theoretica
16、l basis pylori.treatment of helicobacter pylori immune inflammatory response and infection of helicobacter pylori severe gastrointestinal diseases provides solid theoretical basis pylori.infection by regulating the body s at the same time it may prevent the from further transforming to more by anti-
17、tumor mechanism. This study for TCM treatment of helicobacterKeywords Dahuang Huanglian Xiexin Decoction； Helicobacter pylori；Systematic pharmacology； Gastric cancer； Network analysis:R285.6： Adoi： 10. 3969/j. issn. 1673-7202. 2020. 12. 005幽门螺旋杆菌(Helicobacter Pylori, Hp)是一种能够吸附在胃的上皮细胞的革兰氏阴性、微需氧性、对生长
18、条件要求十分苛刻的细菌。1983年首次从慢性 活动性胃炎患者的胃黏膜活检组织中将幽门螺旋杆菌别离成功，主要寄生在人 的胃里，是目前所知能够在人胃中生存的唯一微生物种类，目前，西医杀灭幽 门螺旋杆菌主要采用三联疗法，包括使用奥美拉嗖、阿莫西林和克拉霉素持续 1014 d的疗程。值得警惕的是，由于克拉霉素的耐药性上升，导致幽门螺旋 杆菌的根除率正在下降1。此外，临床上还有在三联的基础上联合使用钱剂， 但是钱剂使用不当会引起急性肾衰竭2-3。中医中药治疗幽门螺旋杆菌感染有 独特的优势，中医一般认为幽门螺旋杆菌感染属于脾胃积热，治疗上通常可以 采用清热化湿，清热解毒等治疗思路。大黄黄连泻心汤出自伤寒论
19、，原方 由大黄、黄连、黄苓3味药组成。大黄能清热泻火、凉血解毒，黄连和黄苓均 能清热燥湿、泻火解毒，但黄连清热燥湿之力胜于黄苓，擅长清中焦脾胃湿 热。现代药理学研究，大黄的化学成分主要是感醍衍生物，有抗感染作用，对 多种革拦氏阳性和阴性菌有抑制作用；黄连主要有效成分包括黄连碱、小樊碱， 对金黄色葡萄球菌有抑制作用；黄苓有效成分主要是黄苓甘和黄苓素，对革兰氏 阴性菌有不同程度的抑制作用4。大黄黄连泻心汤能与多种组方配伍，在中医 临床上广泛用来治疗消化道炎性反响5,但治瘵机制还有待研究。近年来，系 统药理学的开展为中医药研究提供了新的研究方法6,从而为系统深入的揭示 中医药对疾病和机体的相互作用机
20、制提供了帮助，促进了中药新药的研发。本 研究主要用系统药理学的方法探讨大黄黄连泻心汤对幽门螺旋杆菌感染的治疗 作用，构建大黄黄连泻心汤的关联性网络模型，筛选关键治疗靶标，对其进行 功能分析，明确其有效组份对幽门螺旋杆菌的作用机制，拓展其在临床上使用 大黄黄连泻心汤为基础的中医组方治疗治伴随幽门螺旋杆菌感染的胃炎及胃溃 疡的可能性。1材料与方法1大黄黄连泻心汤的作用靶点筛选首先通过中医药整合数据库SymMap7(An integrative database of traditional Chinese Medicine enhanced by symptom mapping, s： synun
21、ap. org/)分别输入大黄黄连泻心汤中大 黄、黄连、黄苓3味中草药的名称，选择参数1X0. 05,筛选出其潜在的作用靶 点。该平台将传统中医药的病症描述和现代医学分子作用机制整合在了一起， 将疾病-病症-中草药-成分-靶标关联到一起，并通过直接或间接统计推断形成 关系网络。1.2 幽门螺旋杆菌感染相关疾病靶点预测通过比拟毒理基因组学数据库 CTD8 (Comparative Toxicogenomics Database, ： /ctdbase. org/), 输入uHelicobacter Infections”，获取幽门螺旋杆菌感染的疾病潜在靶点。1.3 药物-靶点网络构建 将大黄黄连
22、泻心汤的药物潜在作用靶点与幽门螺旋杆 菌感染的相关疾病靶点数据进行重叠处理，将2组数据分别导入韦恩图在线绘 制工具 Draw Venn Diagrams9 ( ：/bioinformatics, psb. ugent. be/webtools/Venn/),即可发现大黄黄连泻心 汤与幽门螺旋杆菌感染的交集靶点。1.4 预测作用靶点的蛋白质相互作用网络构建和关键靶标的筛选将大黄黄连泻 心汤和幽门螺旋杆菌感染交集靶点输入String10 (Protein-Protein Interaction Networks, PPI, s： /string-db. org/),构建筛选出的靶 点之间的蛋白质相
23、互作用网络并进行分析。在String中首先选择“Multiple proteins”，然后输入上述靶点信息，选择Homo sapiens”,选择最低相互作用得分为0.4,作为筛选靶点相互作用关系的参数。将String中获得的蛋白 质互作网络关系导入到Cytoscape 3. 7. 211软件中，从而使PPI互作关系可 视化。使用 Cytoscape 中的 Tool-Network Analysis-Generate Style from Statistics工具，按照网络的拓扑学参数进行可视化调整。1.5 相关靶点的GO功能分析和KEGG通路富集分析 通过在线基因分析工具包 WebGestal
24、t12 (Web-based Gene Set Analysis Toolkit, ： webgestalt, org/)对大黄黄连泻心汤作用于幽门螺旋杆菌感染的相关靶 点进行GO (Geneontology)功能富集分析和KEGG通路富集分析，发现大黄黄 连泻心汤的主要作用信号通路，并对富集结果进行可视化。2结果1大黄黄连泻心汤治疗幽门螺旋杆菌感染的靶点预测和筛选 从SymMap数据 库中查找到大黄的作用靶点有72个，黄连的作用靶点有140个，黄苓的作用靶 点有106个，将三者做重合比拟之后共筛选得到大黄黄连泻心汤的成分作用靶 点268个，作为候选靶点。从CTD数据库中共发现潜在的幽门螺旋杆
25、菌感染相 关疾病靶点共8 048个。将大黄黄连泻心汤的靶点和幽门螺旋杆菌感染的疾病 靶点作韦恩图重叠绘制后取交集，共得到222他药物-疾病作用靶点。见图1。1.6 大黄黄连泻心汤对幽门螺旋杆菌感染作用靶点的PPI网络构建 根据 String的PPI网络计算结果最终得到71个相互作用节点(Nodes) , 367条边(Edges) , PPT网络富集P值预测作用靶点的GO功能分析 将通过PPI构建获得的71个相互作用靶点输 入到WebGestalt在线工具中，依次选择Homo sapiens aOverRepresentation Analysisgeneontologyv Biological
26、 Processn , 即可 得到GO分析结果。见表1和图5。涉及的GO过程主要包括：对含氧化合物的 反响，对非生物刺激的反响，对药物的反响，对脂质的反响，对氧气水平的反 应，对氧气水平降低的反响，对缺氧的反响，对活性氧的反响，对有机环状化 合物的反响，对无机物的反响。综上可以看出，大黄黄连泻心汤对幽门螺旋杆 菌的作用靶点主要集中在对各种氧化代谢的反响过程中。见图4。1.7 预测作用靶点的KEGG通路富集分析再将71个相互作用靶点输入到WebGestalt在线工具中,依次选择“pathway” “KEGG”，即可获得KEGG通路 富集分析结果。见表2。其中主要包括细胞周期，癌症途径，p53信号
27、通路，前 列腺癌，HIF7信号通路，FoxO信号通路，细胞衰老，膀胱癌，PI3K-Akt信号 通路，糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路。见图6。8Davis AP, Grondin CJ, Johnson RJ, et al. The ComparativeToxicogenomics Database： update 2019J. Nucleic Acids Res, 2019, 47 (DI) ： D948-D954.9Heydari, M. , Miclotte, G. , Demeester, P. , et al. Evaluation of the impact of Ill
28、umina error correction tools on de novo genome assemblyJ. BMC Bioinformatics, 2017, 374 (18) . s：/doi. org/10. 1186/sl2859-017-1784-8.10Franceschini A, Szklarczyk D, Frankild S, et al. STRING v9. 1： protein-protein interaction networks, with increased coverage and integrationj. Nucleic Acids Res, 2013, 41： D808-815.11Shannon P, Markiel A, Ozier 0, et al. Cytoscape： a software environment for integrated models of biomolecular interaction networksJ. Genome Res, 2003, 13 (11) ： 2498-2504.