基于网络药理学的藏药西红花“治一切肝病”的药理作用分析＊

潘 安，张 淼，史海熠，顾 健，赵 丹，史志龙＊＊

（1. 西南民族大学药学院 成都 610041；2. 昭通市第一人民医院 昭通 657000）

西红花（Crocus sativusL.）原名番红花，又名泊夫兰，撒馥兰。藏语名喀吉苦功、给萨热、加央多间[1]，原产于伊朗、希腊、西班牙等中东及欧洲地区，唐代经西藏传至内地[2]，故又称藏红花。西红花作为药用植物，在中医与藏医临床应用中有着迥异的功效。藏医药经典《晶珠本草》中记载“红花治一切肝病”，通过配伍调剂组成的多种藏药经典组方[3]具有疏肝利胆、清热解毒、健脾胃、利尿等功效。而中医多用西红花治疗妇科疾病及跌打损伤[4]。现代临床研究表明其还具有抗精神失常[5-8]、抗肿瘤[9]、降血糖[10-11]等作用。

课题组前期对《四部医典》《晶珠本草》《藏药于方剂》等藏医药典籍中具有防治肝病功效的藏药复方进行整理研究时发现，西红花为使用频次最高的藏药，如七味红花殊胜丸、二十五味松石丸、仁青芒觉、九味牛黄丸等藏药成方制剂中均配伍西红花，甚至在很多藏药复方中西红花均为治疗肝胆疾病的核心药味[12-13]。早在一千多年前藏医就对肝胆疾病有了较为完整的诊治方案[14]，然而由于藏医理论与现代医学存在较大差异，限制了藏医药推广，难以充分发挥藏医药的疗效优势。本研究通过系统生物学方法，明确西红花治疗肝病的临床应用范围及作用机制，为丰富藏医药理论、扩大西红花的应用范围提供科学理论支撑。

1 方法

1.1 西红花化学成分筛选及收集靶点

通过中药系统药理学数据库与分析平台[15]（TCMSP，http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）收集西红花的化学成分，并结合其成分的专属性、口服利用率、生物利用率等进行筛选。绘制化学成分三维结构图。上传至PharmMaper 数据库（http://lilab.ecust.edu.cn/pharmmapper/submit_file.php）预测化合物靶点,并删除重复项。

1.2 构建“成分-预测靶点”网络及分析

通过Cytoscape 3.7.1 软件对西红花的“成分-靶点”进行互作网络的建立，并利用软件中的Networkanalyzer进行拓扑学分析[16]。

1.3 PPI互作网络分析及KEGG富集

将预测出的靶点复制到String 数据库（https://string-db.org/）的 Multiple proteins 中 ，Organism 选 择Homo sapiens 进行分析，选择互动数（interaction score）大于90%得到PPI互作网络和KEGG通路。

1.4 肝病相关通路及肝病靶点

通过 KEGG 数据库（https://www.kegg.jp/）对“1.3”中保存的KEGG 通路进行检索并结合文献，确定与肝病相关度较高的通路。利用OMIM、Disgenet数据库获取病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病、自身免疫性肝病、肝细胞癌、肝纤维化、肝硬化等常见肝病[17-18]的靶点，并将其与西红花靶点进行对接。

1.5 “活性成分-靶点-疾病”网络构建及分析

建立“活性成分-靶点-疾病”数据库，并导入Cytoscape 3.7.1软件中，对其进行分析。

2 结果

2.1 成分及靶点的筛选

在TCMSP 数据库中检索到70 种西红花的化合物，参考其成分的专属性、口服利用率、生物利用率等筛选出19 种目标化合物（表1），通过TCMSP 数据库检索的西红花新苷甲（Crosatoside A）、红花色素A（Safflor Yellow A）等均只存在于西红花中；有研究表示西红花可能的活性成分为藏红花素（Crocin I、Crocin 2）、藏 红 花 酸 （Crocetin）等[19-20]；通 过PharmMaper 数据库筛选靶点后，得到了包括原癌基因酪氨酸蛋白激酶SRC、p38 丝裂原激活蛋白激酶类（p38MAPK）中的MAPK14 和细胞外蛋白配体表皮生长因子家族中的EGFR[21]等80个靶点。

2.2 构建“成分-靶点”网络及分析

将藏药西红花成分与预测靶点导入Cytoscape 3.7.1 软件，构建“成分-靶点”网络（图1）。西红花“成分-靶点”网络中共有19 个化合物，80 个靶点。靶点Average Degree 为 11.15，以 Degree ≥18 为条件筛选出10个西红花可能的核心靶点（表2）。

表格 1 西红花目标化合物

2.3 PPI互作网络分析及KEGG通路富集

将80 个西红花靶点导入String 数据库（https://string-db.org/）得到PPI互作网络（图2），图中的圈为靶点，其Degree值越大圈越大，度值从大到小,颜色由亮变暗；而边的综合得分越高边越粗，综合得分从大到小,颜色由亮变暗。并富集出149 条KEGG 通路。这些通路大部分都与癌症、肝病有关，其中包括前列腺癌(Prostate cancer)、结肠直肠癌(Colorectal cancer)、胃癌（Gastric cancer）、肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma）、乙型肝炎（Hepatitis B）、丙型肝炎（Hepatitis C）等。

2.4 肝病相关通路及肝病靶点

利用 KEGG 数据库（https://www.kegg.jp/）结合相应文献将149 条通路逐条检索，筛选出12 条具有显著意义（P＜0.01）且与肝病相关度较高的通路（图3），其中Proteoglycans in cancer 通路可通过调控Glypicans、Agrin、Versican 等三种蛋白聚糖参与肝癌的发生及表达等过程[22-24]，此外该通路还参与多种类型肿瘤的增殖、黏附、血管生成和转移等生物学过程。MAPK signaling pathway 中活化的ERK 亚族进入细胞核后通过激活相应转录因子调控肝星状细胞的细胞周期来影响其增殖所引起的肝纤维化[25-26]；PI3K-Akt signaling pathway 通过影响肝脏细胞外基质、肝星状细胞、肝窦毛细血管化参与肝纤维化[27]。Th17 cell differentiation 通路可分化产生IL-17 和IL-22，有研究表明IL-22 可以促进肝细胞存活，并刺激肝细胞产生急性期蛋白，促进肝细胞在感染或炎症后的恢复过程[28-32]。经过以上分析，可推测西红花在肝癌、肝纤维化等方面具有潜在的药物开发价值。

图1 西红花“成分-靶点”网络图

表 2 西红花关键靶点及拓扑学分析

图2 西红花网络药理学中蛋白互作网络图

图3 西红花网络药理学中肝病相关通路分析

2.5 西红花“成分-靶点-疾病”网络构建及分析

建立“成分-靶点-疾病”网络（图4），结合此网络的拓扑学分析结果与“成分-靶点”网络、肝病相关通路的分析结果推断出西红花的关键靶点为SRC和EGFR。SRC 为酪氨酸蛋白激酶，有研究表明其在肝癌的治疗中扮演着重要的角色[33]；EGFR 在肝细胞增殖、抗肝纤维化中都是关键调节因子[34]。通过对“活性成分-靶点-疾病”网络的拓扑学分析发现西红花对肝细胞癌和病毒性肝炎的靶点匹配率较高，特别是乙型肝炎，通过对Hepatitis B 通路的研究发现西红花关键靶点SRC 参与了细胞的增殖与分化过程。

表3 西红花网络药理学中疾病网络拓扑学参数

图4 西红花成分-靶点-疾病网络图

3 讨论

西红花在中医理论中多用于治疗妇科疾病，网络拓扑学分析中发现的ESR1 可能同乳腺癌的治疗有着密切的联系[35]，并且富集出的通路中雌激素信号通路与靶点匹配程度较高。

西红花在藏医药中的应用相比于中医更为广泛也更为悠久，在《晶珠本草》中记载“西红花可治疗一切肝病”，根据藏医药经典《四部医典》的核心理论三因学说——“隆、赤巴、培根”，将临床上的每种肝病细分为“隆”盛型，“赤巴”盛型，“培根”盛型[36]，又因现代医学理论上划分肝病范围与藏医理论划分肝病依据不同，通过本研究，我们初步对应了现代医学理论西红花治疗肝病范围与藏医药理论治疗肝病的范围。西红花可以对各类常见肝病都具有一定的防治作用，根据《四部医典》记载“赤巴”病入侵肝脏时，肌肉颜色呈青色、肝区疼痛、头痛、眼痛、唾液粘稠等症状可对应现代医学理论的肝肿瘤、病毒性肝炎等。

现今传统藏医药由于宗教、文化、习俗等差异导致非藏区的人们对其接受度不高，限制了藏医药的发展。本研究利用网络药理学方法，对西红花防治肝病的机制进行了初步阐述，明确了西红花在临床的用药范围，为西红花的应用与推广提供新的思路和科学支撑。