基于网络药理学的泽泻治疗2型糖尿病作用机制研究

周熠 那立欣

[摘要]目的基于网络药理学对泽泻抗2型糖尿病（T2DM）作用机制的研究。方法应用Swiss Target Prediction获取泽泻潜在靶点，筛选与T2DM有关基因靶点。构建PPI网络筛选关键成分和关键靶点，运用DAVID进行GO功能分析及KEGG通路分析。结果获知泽泻抗T2DM潜在靶点48个，关键靶点主要包括PRK3CA、AKT1、RPS6KB1等。泽泻抗T2DM与细胞迁移、代谢、信号转导、受体激活等生物学过程有关;泽泻通过与糖尿病并发症有关的ErbB信号转导通路、胰岛素抵抗通路和胰岛素信号转导通路等协调发挥直接或间接治疗作用。结论预测泽泻抗T2DM的作用靶点和潜在作用机制，为下一步实验研究提供科学依据。

[关键词]泽泻;2型糖尿病;网络药理学;作用机制

[中图分类号]R285    [文献标识码]A    [文章编号]2095-0616（2022）01-0197-04

Research on the action mechanisms of oriental waterplantain rhizome in the treatment of type 2 diabetes mellitus based on network pharmacology

ZHOU Yi1    NA Lixin2

l.Graduate School，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China;2.School of Health and Public Health，Shanghai University of Medicine and Health Sciences，Shanghai 200120，China

[Abstract]Objective To investigate the action mechanisms of （Rhizoma Alismatis）in the treatment of type 2 diabetes mellitus （T2DM）based on network pharmacology. Methods The potential targets of oriental waterplantain rhizome were obtained by Swiss Target Prediction，and the gene targets related to T2DM were screened. PPI network was constructed to screen key components and key targets，and DAVID was used to analyze GO function and KEGG pathway. Results It was known that there were 48 potential targets of oriental waterplantain rhizome in the treatment of T2DM，and the key targets mainly included PRK3CA，AKT1，RPS6KB1，etc. In the treatment of T2DM，oriental waterplantain rhizome was related to biological processes such as cell migration，metabolism，signal transduction and receptor activation. Oriental waterplantain rhizome played a direct or indirect therapeutic role through coordination of ErbB signal transduction pathway，insulin resistance pathway and insulin signal transduction pathway related to diabetic complications. Conclusion The targets and potential action mechanisms of oriental waterplantain rhizome in the treatment of T2DM are predicted，and they provide scientific basis for the next experimental research.

[Key words]Oriental waterplantain rhizome;Type 2 diabetes mellitus;Network pharmacology;Action mechanisms

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）是一種高发的内分泌疾病，会引起糖尿病肾病、糖尿病性视网膜病变、糖尿病性脑血管病等并发症，现有治疗手段有服用降糖药物、注射胰岛素、配合膳食调养等，但难以从源头治愈T2DM[1]。中医药体系以辨证论治为本，通过设计药方，结合饮食调理气血阴阳，在治疗T2DM中取得明显的成效[2]。中药泽泻具有利水渗湿、泄热、化浊降脂等功效[3]，自古便用于消渴症的治疗[4]，近年来，发现含泽泻的中药复方对T2DM治疗效果显著[5]，但未对其本身作用机制进行深入探究。本研究应用网络药理学方法构建泽泻抗T2DM的“化学成分一关键靶点”网络，为泽泻对T2DM的治疗提供依据。

1    研究方法

1.1    泽泻化学成分筛选及作用靶点获取

运用TCMSP分析平台获取泽泻的化学成分，筛选后得到1-亚油酸甘油单酯、谷甾醇等9种成分，利用Swiss Target Prediction平台获取靶点后转化为对应基因。

1.2    T2DM靶点获取

在Omim数据库中检索T2DM相关靶点与泽泻作用靶点取交集，得到泽泻抗T2DM的靶点。

1.3    关键靶点蛋白一蛋白相互作用（PPI）网络的构建与分析

在String平台中输入泽泻与T2DM的共同靶点，导入Cytoscape 3.8.2，进行网络拓扑分析，将数据中自由度（Degree）高于平均值的靶点定义为关键靶点。

1.4    “化学成分一关键靶点”网络构建与分析

将关键靶点与将泽泻活性成分导入Cytoscape 3.8.2，构建网络图进行拓扑分析。筛选出自由度（Degree）值高于平均值的成分作为泽泻抗T2DM 的关键成分。

1.5    GO生物功能分析和KEGG通路分析

将关键靶点对应基因导入DAVID 6.8数据库，进行GO（gene ontology）生物学过程富集分析和KEGG代谢通路分析。

2    结果

2.1    泽泻化学成分及作用靶点

经筛选，从TCMSP平台得到9个符合条件的成分，见表1。利用Swiss Target Prediction工具共获得泽泻成分318个靶点。

2.2    泽泻抗T2DM相关靶点

将T2DM相关靶点与泽泻成分作用靶点取交集制成韦恩图，得到泽泻抗T2DM的48个靶点，见图1。

2.3    PPI网络构建与分析

网络包含37个节点和174条边，见图2。筛选高于平均水平的目标作为关键靶点并进行网络拓扑参数分析，见表2，这些靶蛋白可能是泽泻治疗T2DM的关键靶点。

2.4    “化学成分一关键靶点”网络构建分析

网络包含45个节点和146条边，见图3。筛选后得到5个可能是泽泻抗T2DM的关键成分，见表3。

2.5    Gene Ontology分析与KEGG富集分析

在DAVID 6.8数据库中将13个关键靶点进行GO生物学过程富集分析，见图4，排名靠前的有磷脂酰肌醇细胞信号转导通路、一氧化氮生物合成过程的正向调节、蛋白质磷酸化等。

KEGG结果分析按P值前20条信号通路，见图5，靠前的通路有ErbB信号转导通路、前列腺炎症通路、HIF-1信号转导通路、胰岛素抵抗通路和胰岛素信号转导通路等。

3    讨论

泽泻性味甘、淡、寒，多用于水肿胀满，泄泻尿少，痰饮眩晕[6]，已广泛应用于治疗高血压病、梅尼埃病、遗精等疾病[7]。对降血糖、降血脂具有显著疗效[8]，含泽泻的丹参降糖胶囊能改善糖尿病患者的血糖水平，保护胰岛B细胞[9]，证明泽泻对T2DM的气阴两虚、血瘀证有改善作用。张春海等[10]通过动物实验后发现，泽泻通过减少肝脏胆固醇合成达到降血脂的作用。目前，西医所使用的治疗T2DM的药物存在如呕吐、厌食等不良反应，且易产生依赖性[11]。利用中医药手段进行治疗，经过配伍、炮制等手段，能够多途径、多靶点[12]作用于T2DM，减少副作用以及后遗症的产生。

核糖体蛋白S6激酶B1（RPS6KB1）是一种肝癌诊断和预后标志物，是基因治疗的潜在分子靶点[13]。激活蛋白1（JUN）对细胞增殖、细胞存活、细胞凋亡有着调控作用[14]。苏氨酸蛋白激酶（MTOR）是为响应环境中营养素与生长因子等信号变化而进行细胞生长与代谢活动的关键调节者[15]。磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚基α（PIK3CA）参与并产生酯类第二信使，调节多种细胞的生存、激活、分化和繁殖[16]。蛋白激酶（AKT1）是胰岛素信号通路下游的重要靶点，阻止胰岛素受体去磷酸化，调节葡萄糖转运通路，在外周细胞中的表达水平改善糖代谢[17]。這些靶蛋白通过调节体内的细胞生存与凋亡，参与葡萄糖代谢等过程，与生物功能分析和通路分析一致。

数据库无法对人体环境进行完全模拟，因此本研究侧重于理论层面，后期还需要动物及细胞实验进行临床研究。对于肥胖型2型糖尿病，泽泻利水化浊、行气降脂，进行调理改善高血糖、高血脂[18]，还通过改善血液的高凝状态来预防血栓等并发症[19]。研究发现，泽泻醇溶成分对T2DM及其并发症有明显的疗效[20]，后续可针对泽泻醇溶液起效原因以及其醚溶液、乙酸乙酯溶液、水溶液等进行对比分析，为中药泽泻临床应用和对T2DM的治疗提供参考。

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