基于“铁死亡”理论探讨中医药治疗肝硬化的用药规律及和作用机制

目的:1.以铁死亡和肝硬化靶点出发,初步挖掘调控铁死亡干预肝硬化的重要中药;2.纳入并筛选含调控铁死亡干预肝硬化的重要中药(第一步得出的重要中药)的处方;3.通过数据挖掘技术探讨中医药调控铁死亡治疗肝硬化的用药及配伍规律,并得出核心处方;4.通过网络药理学对核心处方治疗肝硬化的靶点、成分及通路等进行预测,以“药物-活性成分-靶点-通路”为主线,多方位探讨其核心处方调控铁死亡治疗肝硬化的作用机制,为临床用药和肝硬化铁死亡的临床研究提供参考。方法:1.通过FerrDb、GeneCards、GeneCLi P3数据库获取铁死亡相关靶点,通过Gene Cards和Dis Ge NET获取肝硬化相关疾病靶点,两者映射得到肝硬化铁死亡的相关靶点;对潜在靶点进行PPI分析,选取Degree值≥2倍中位数的靶点(潜在靶点)通过TCMSP数据库获取DL≥0.18且OB≥30%的相关化合物和中药,利用selleckchem GDC-0973R语言对潜在靶点进行相关机制分析;利用Cytoscape 3.7.2软件构建潜在靶点PPI网络图、靶点-化合物网络图、靶点-化合物-中药网络图;利用分子对接验证靶点与化合物以及中药核心成分的结合活性;并最终得出调控铁死亡治疗肝硬化的重要中药。2.按照纳入与排除的标准,收集中国知网(CNKI)从建库至2022年12月的所有有关中医药治疗肝硬化(3期以内)的相关文献内的处方,并建立数据库;3.利用中医传承辅助平台,对药物的性味归经和功效进行分析处理;利用I BM SPSS Model 18.0软件对中药复方处理,得出高频药物,并进行关联规则分析,将高频药物通过IBM SPSS Statistics 26软件进行聚类分析;最后得出中医药治疗肝硬化(3期以内)的用药规律、常用配伍及核心处方;4.利用TCMSP数据库收集核心处方的活性成分及中药靶点,建立中药活性成分和靶点数据库,利用Venny2.1工具将核心处方的主要靶点与肝硬化疾病靶点、铁死亡相关靶点进行交集处理,获得三者共同靶点,即为核心处方调控铁死亡治疗肝硬化的潜在靶点,通过Cytoscape 3.7.2软件绘制“中药-成分-靶点”的网络图;将三者共同导入STRING数据库进行PPI(蛋白互相作用)分析,并利用Cytoscape 3.7.2软件绘制PPI网络图并分析计算靶点的Degree值。将共同靶点利用Metascape数据库进行KEGG富集通路分析。结果:1.通过数据库检索得到铁死亡强相关靶点319个,肝硬化疾病靶点9735个,两者映射成功靶点即是肝硬化铁死亡相关靶点,共有225个靶点,其中Degree值≥36(2倍中位数)共有47个靶点。将47个肝硬化铁死亡潜在靶点,通过TC MSP匹配到DL≥0.18且OB≥30%的靶点有21个,biological marker视为肝硬化铁死亡的核心靶点,共得到146个化合物,将其定义为肝硬化铁死亡的候选化合物;将146个化合物提供给TCMSP数据库筛选出319味中药,共有284味中药收录于2020版《中国药典》、《中药学》中,将其定义为肝硬化铁死亡的候选中药。最后得出AKT1、TP53、TNF、GSK-3β、MAPK14、CASP3等可能是肝硬化铁死亡的关键基因,有望成为治疗肝硬化的主要靶标;槲皮素、山奈酚、木犀草素、黄芪甲苷、丹酚酸B、刺芒柄花素等为调控铁死亡治疗肝硬化重要的化合物,黄芪、丹参、鸡血藤是调控铁死亡治疗肝硬化的重要中药。2.经过纳入和排除标准筛选后,共录入300个含黄芪或者丹参的中药处方。3.300个处方共包含235味中药,其中四气中出现频次较多的药性为寒性、温性和平性;五味中出现频次较多的药味为甘味、苦味和辛味;药物归经中出现频次较多有:脾经、肝经、肺经和肾经;药物功效出现频次前六的依次为:补虚药、活血化瘀药、利水渗湿药、理气药、清热药和解表药。高频药物有黄芪、丹参、白术、茯苓、鳖甲、泽泻、当归、大腹皮、猪苓、柴胡、甘草、赤芍等。关联规则分析显示:黄芪-白术、黄芪-茯苓、黄芪-丹参、白术-茯苓、丹参-鳖甲、黄芪-鳖甲、黄芪-泽泻、茯苓-泽泻、白术-泽泻、黄芪-当归、黄芪-大腹皮、白术-大腹皮支持度>33%,支持度相Baf-A1对较高;根据高频药物和关联规则得出核心处方为:黄芪、丹参、白术、茯苓鳖甲、泽泻、当归、大腹皮。聚类分析选择皮尔逊相关性,距离集合为22时分为四类:第一类:泽泻、猪苓、桂枝、大腹皮、车前子、白术、茯苓、黄芪、党参、泽兰;第二类:茵陈、陈皮;第三类:当归、柴胡、白芍、甘草;第四类:丹参、鳖甲、郁金、莪术、三七、穿山甲、桃仁、红花、赤芍。4.核心处方(黄芪、丹参、白术、茯苓鳖甲、泽泻、当归、大腹皮)成分:黄芪11个、丹参49个、白术2个、茯苓4个、鳖甲3个、泽泻6个、当归2个、大腹皮2个;靶点307个。核心处方靶点与肝硬化靶点、铁死亡靶点三者映射成功的共同靶点有38个。PPI分析显示AKT1、TP53、CASP3、HIF1A、STAT3、JUN、VEGFA、PTGS2为主要靶点。KEGG富集通路显示:核心处方调控铁死亡治疗肝硬化涉及HIF-1信号通路、p53信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路、VEGF信号通路等。结论:1.本研究利用反向网络药理学,从肝硬化的铁死亡的靶点出发,探索了调控铁死亡干预肝硬化的中药及用药规律,得出黄芪、丹参为调控铁死亡干预肝硬化的重要中药,也初步探讨了肝硬化铁死亡的相关作用机制;2.利用中医传承辅助平台和SPSS软件的数据挖掘,分析含黄芪或丹参的中药处方治疗肝硬化(3期以内)的用药和处方,总结得出其治疗肝硬化(3期以内)的用药规律,治疗多以补气健脾、活血化瘀、利水消肿,佐以清热解毒,去浊退黄等,也与肝脾肾失调致气滞、血瘀、水停等病机相符,并得出核心处方:黄芪、丹参、白术、茯苓、鳖甲、泽泻、当归、大腹皮;3.网络药理学分析得出,核心处方调控铁死亡治疗肝硬化主要是通过AKT1、TP53、CASP3、HIF1A、STAT3、JUN、VEGFA、PTGS2等靶点发挥治疗效果,主要涉及HIF-1信号通路、p53信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路、VEGF信号通路等。