鸡血藤治疗银屑病的作用机制：基于网络药理学的研究▲

肖 敏 任雨琳 吴春凤 由长辉 粟燕辉 徐洪来

(柳州市人民医院1 皮肤科，2 科研科，3 肝胆外科，广西柳州市 545006)

银屑病是一种常见的炎症性皮肤病，2019年全世界约有1.25亿人患有银屑病[1]。据统计，2021年中国的银屑病患病率为0.1%～3%[2]。银屑病主要表现为慢性鳞屑性丘疹斑块，并与多种合并症相关，如心脏代谢疾病、脑卒中、慢性肾脏疾病、炎症性关节炎、抑郁和淋巴瘤等[3]。银屑病病程长、反复发作，可降低患者的生活质量，造成社会和个人的沉重负担。最近一项研究表明，中重度银屑病患者的寿命比健康人群短6年[4]。目前无论是生物制剂还是免疫抑制剂均不能有效抑制银屑病的复发，同时存在损害肝肾功能和引发机体感染的风险[5-6]。中医对于银屑病的治疗具有独到的见解，并取得了较好的效果。银屑病属于中医理论的“血分”范畴， 中医将银屑病分为血瘀证、血热证和血燥证3个基本证型，最终形成“从血论治”的治疗理念[7-8]。鸡血藤为豆科植物密花豆的干燥藤茎，味苦甘，性温，归肝肾经，具有逐瘀活血、益气养血等功效[9]。很多中医临床医师采用以鸡血藤作为君药或臣药的复方治疗银屑病，如养血解毒汤、活血散瘀汤等[10]。还有学者将鸡血藤配合西药用于治疗银屑病，疗效显著[11]。因此，本研究利用生物信息学技术，根据网络药理学方法，基于“药物-化合物-作用靶点-疾病”的网状结构，分析鸡血藤治疗银屑病的关键作用靶点、分子生物学过程和信号通路等，以探讨其治疗银屑病的相关作用机制。

1 资料与方法

1.1 鸡血藤活性成分的筛选和靶点预测 利用中药系统药理学数据库和分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP；http://old.tcmsp-e.com/tcmspw.php)，筛选出鸡血藤的活性成分，筛选条件为口服生物利用度(oral bioavailability，OB)≥30%、药物相似性(drug likeness，DL)≥0.18。通过TCMSP预测鸡血藤活性成分的作用靶点，使用UniProt(http://www.uniprot.org/)和STRING(https://string-db.org/)数据库对所有靶点名称进行标准化校正。

1.2 银屑病相关靶点的筛选 利用GeneCards®(https://www.genecards.org/)、OMIM®(https://www.omim.org/)数据库，以“psoriasis”为关键词搜索与银屑病相关靶点，对银屑病相关靶点进行筛选、汇总、去重后，将其与上述1.1所得的鸡血藤活性成分作用靶点利用VENNY 2.1 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html)进行取交集，得到共同靶点，即认为是鸡血藤活性成分干预银屑病的主要潜在靶点。

1.3 药物-活性成分-靶点-疾病可视化网络构建 将1.2中获得的主要潜在靶点及其对应的鸡血藤活性成分导入CytoScape 3.7.0软件，构建药物-活性成分-靶点-疾病网络。进行拓扑学分析,设置节点的形状、大小以及颜色透明度，得到网络分析结果。

1.4 蛋白-蛋白相互作用网络的构建 将1.2中获得的主要潜在靶点上传至在线分析工具STRING平台，将Organisms设定为“Homo saspiens”，最小交互分数取0.7高度交互值，隐藏图中游离的蛋白质，输出string_interactions．tsv 文件，导入CytoScape 3.7.0软件进行可视化分析处理，构建蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction，PPI) 网络图。

1.5 基因生物学功能和通路富集分析 利用MetaScape数据库(https://metascape.org/)，针对1.2中获得的主要潜在靶点进行基因本体论(Gene Ontology，GO)生物学功能分析，包括生物学过程、细胞成分和分子功能，根据P≤0.01筛选出前8名GO生物学功能，并进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)通路富集分析，根据P≤0.01筛选出前20名KEGG通路。利用R语言软件构建KEGG通路分析的气泡图。

2 结 果

2.1 鸡血藤的活性成分及其作用靶点 最终获得24个鸡血藤活性成分，对应137个靶点，见表1。基于GeneCards®和OMIM®数据库，通过筛选、去重得到银屑病靶点共4 104个。将鸡血藤活性成分作用靶点与银屑病相关靶点取交集，获得共同靶点86个(见图1)，包括白细胞介素(interleukin,IL)-6、Caspase-3、Caspase-8、血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A，VEGFA)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)1、MMP9、细胞周期蛋白依赖性激酶1(cyclin-dependent kinase 1，CDK1)、二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase 4，DPP4)、脂肪酸合酶(fatty acid synthase，FASN)、钠依赖性血清素转运体(sodium-dependent serotonin transporter，SLC6A4)、热休克蛋白90α家族A类成员1(heat shock protein 90 alpha family class A member 1，HSP90AA1)、过氧化氢酶(catalase,CAT)等。

表1 鸡血藤活性成分的筛选结果

图1 鸡血藤活性成分作用靶点与银屑病相关靶点的共同靶点韦恩图

2.2 药物-活性成分-靶点-疾病可视化网络 将86个主要潜在靶点及对应的20个鸡血藤活性成分输入CytoScape 3.7.0软件，构建药物-活性成分-靶点-疾病可视化网络，结果显示，鸡血藤化学成分-银屑病疾病靶点网络共有108个节点350条边。从度值大小上来看(度值>20)，鸡血藤化合物成分排名前4位的为MOL000006(木犀草素)、MOL000392(芒柄花黄素)、MOL000497(甘草查尔酮A)、MOL000358(β-谷甾醇)，提示这些化合物成分在鸡血藤治疗银屑病中发挥着重要作用。见图2。

图2 药物-活性成分-靶点-疾病可视化网络图

2.3 PPI网络图的构建 将86个主要潜在治疗靶点导入STRING数据库，通过CytoScape 3.7.0软件进行可视化,得到治疗靶点的PPI网络，根据度值的大小进行排列，见图3。此网络共有75个节点(86个靶点中除去了11个游离靶点)，通过 642 条边进行相互作用。其中，鸡血藤干预银屑病的主要潜在靶点中，度值排前5的靶点依次为RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(RAC-alpha serine/threonine protein kinase 1,AKT1)、信号传导子及转录激活因子3 (signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)、肿瘤抗原p53(tumor antigen p53,TP53)、转录因子AP-1(transcription factor AP-1,JUN)、Caspase-3。利用CytoScape软件分析插件Node Degree Distribution，将PPI网络进行拓扑学分析，靶点度值前30的靶点(度值≥17)。见表2。

图3 PPI网络图

表2 PPI网络拓扑学分析结果

2.4 鸡血藤干预银屑病主要潜在靶点的生物学功能和通路分析 GO功能富集分析结果提示，鸡血藤干预银屑病的主要潜在靶点参与和/或调控了1 442个生物学过程(包括凋亡信号通路、缺氧反应、炎症反应的调节等)、67个细胞成分(包括溶酶体、线粒体膜、核染色体等)、115个分子功能(包括细胞因子活性、蛋白酶结合、TNF受体结合等)。根据P≤0.01筛选出前8个GO生物学功能，见表3。KEGG 通路分析共获得184条信号转导通路，包括脂质与动脉粥样硬化信号通路、乙型肝炎信号通路、IL-17信号通路、磷酸肌醇-3-激酶(phosphoinositide-3-kinase,PI3K)/AKT信号通路、人巨细胞病毒感染信号通路、丙型肝炎信号通路、p53信号通路、凋亡信号通路、Th17细胞分化信号通路、TNF信号通路等，见图4、图5、图6。

表3 鸡血藤对银屑病作用靶点的GO分析

续表3

图4 KEGG通路分析气泡图(前20条通路)

图5 PI3K-AKT信号通路

图6 IL-17信号通路

3 讨 论

中医药在人体养生、疾病预防和治疗方面发挥着重要的作用。虽然中药应用广泛，但由于其“多成分、多靶点”的特点，通过实验方法在分子水平上阐明其对疾病的作用机制，仍然存在着很大的技术难度，阻碍了中药现代化的研究发展[12]。网络药理学方法是药理学的一个分支，由生物信息学、高通量组学和系统生物学组成，可以从多组分、多靶点、多渠道研究中药的作用机制。因此，网络药理学被广泛用于中药单体和方剂的研究，用于探索中药单体和方剂对疾病的药理作用和分子机制[13]。

本研究应用网络药理学技术，揭示鸡血藤治疗银屑病的药理作用。药物-活性成分-靶点可视化网络图显示，木犀草素、芒柄花黄素、甘草查尔酮A、β-谷甾醇为网络中的重要节点，提示这些活性成分在鸡血藤治疗银屑病中发挥着重要作用。有研究表明，银屑病的发病机制与γ干扰素水平的增加显著相关，γ干扰素能促进了热休克蛋白90在人永生化角质形成细胞中的转录表达和外泌体分泌，而木犀草素可以较低γ干扰素的水平，从而抑制热休克蛋白90的表达和外泌体分泌，缓解银屑病的症状[14]。还有研究表明，用含甘草查尔酮A的软膏涂抹银屑病患者的皮肤，可以减少银屑病的红斑丘疹鳞屑[15]。然而目前关于芒柄花黄素、β-谷甾醇在银屑病中的研究较少，或可作为未来的研究方向。

本研究的PPI网络分析结果显示，度值排前5位的靶点依次为AKT1、STAT3、p53、JUN、Caspase-3，上述5个靶点与其他靶点发生的相互作用最多，提示这5个靶点是鸡血藤治疗银屑病的有效靶点。研究表明，银屑病病变中的角质形成细胞的AKT1表达水平显著升高，而AKT1表达水平升高又可以促进银屑病角质形成细胞增殖，抑制AKT1表达水平可能对银屑病的治疗具有积极作用[16]。STAT3是银屑病和银屑病样炎症性疾病发生发展的关键因子，STAT3不仅可以直接激活IL-17A和IL-17F基因启动子，还可以促进Th17细胞分化和增殖，在银屑病患者的皮肤中可以发现高水平活化的STAT3，因此，STAT3的激活在银屑病的发病和发展中起核心作用[17]。银屑病患者皮损中p53呈高表达水平，p53的表达与角质形成细胞的增殖之间具有正关系，p53可促进角质形成细胞过度增殖[18]。JUN在银屑病患者皮损的整个表皮层中均呈高表达水平，其可促进角质形成细胞的增殖和分化[19]。银屑病皮损中Caspase-3表达水平低于正常皮肤，减少了角质形成细胞的凋亡，导致角质形成细胞的增殖，甲氨蝶呤和英夫利昔单抗均能促使银屑病患者皮损中Caspase-3的表达，从而促进角质形成细胞凋亡[20-21]。

本研究通过GO富集分析发现，鸡血藤治疗银屑病的主要潜在靶点主要涉及膜筏、膜微区、转录调节复合物、细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶全酶复合物、质膜筏、囊腔等细胞成分，以及激酶结合、蛋白质同源二聚化活性、蛋白激酶结合、DNA结合转录因子结合、蛋白质结构域特异性结合、RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合等分子功能，这些靶点可通过激素反应、氮化合物反应、紫外线反应、有机氮化合物反应、凋亡信号通路等生物学过程来影响银屑病的发生和发展。本研究的KEGG通路分析结果显示，鸡血藤治疗银屑病的主要潜在靶点涉及的信号通路主要包括脂质与动脉粥样硬化信号通路、P13K/AKT信号通路、人巨细胞病毒感染信号通路、乙型肝炎信号通路、IL-17信号通路、丙型肝炎信号通路、胰腺癌信号通路、小细胞肺癌信号通路等。这些通路是多个靶点共同调控的，例如热休克蛋白90、cyclin-1、CDK、ERK、BCL2、p53、PI3K、p21等靶点富集在PI3K/AKT信号通路上。研究表明，银屑病是一种慢性炎症性皮肤病，其中皮肤浸润的Th(Th1、Th17和Th22)通过释放促炎细胞因子IL-17A、IL-22、TNF-α和γ干扰素来促进角质形成细胞的过度增殖和分化[22]；角质形成细胞本身释放的细胞因子IL-36也能促进自身的增殖和分化[23]。这些细胞因子可激活PI3K/AKT/MTOR信号通路，从而进一步促进角质形成细胞的增殖并抑制角质形成细胞凋亡[24]。PI3K被认为是治疗银屑病的有效靶点，抑制PI3K能降低银屑病小鼠模型的表皮厚度、浸润免疫细胞的数量及银屑病相关细胞因子水平。此外，阻断PI3K/AKT/MTOR信号通路还能抑制银屑病患者的T淋巴细胞的增殖和活化过程[25]。IL-4、IL-6、MMP1、TNF-α、ERK、CCX2、AP1等靶点富集在IL-17信号通路上。IL-23/IL-17轴在与银屑病相关的皮肤和关节表现中起着关键作用[26]。IL-17是由Th17亚群产生的细胞因子，Th-17能够激活各种靶细胞(如破骨细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞)的效应分子，最终激活“效应细胞”，如角质形成细胞、B淋巴细胞、破骨细胞前体和巨噬细胞。IL-17可以促进角质形成细胞的增殖，以及促进肥大细胞、嗜中性粒细胞和巨噬细胞的聚集和活化，同时减少黏附分子的表达，从而破坏皮肤屏障，导致银屑病患者皮损形成和关节破坏[27]。目前，靶向IL-23/IL-17轴的生物制剂(如司库奇尤单抗)已被用于治疗银屑病患者，并取得很好的效果[28]。

综上所述，鸡血藤治疗银屑病是多种活性成分的共同作用结果，鸡血藤能通过多靶点、多信号通路对银屑病产生效应。但是，本研究未考虑鸡血藤剂量、煎药方式和炮制方法等对银屑病的影响，也未进一步分析鸡血藤对银屑病的交集靶点及信号通路的影响，因此本研究有一定局限性，有待今后深入研究。