引言

网络药理学确实是一个新兴的研究领域，它结合了系统生物学、生物信息学、网络科学等多学科知识，以网络平衡的观点去理解和解释疾病的发生、发展以及药物与机体的相互作用。网络药理学还可以利用已知的药物-靶点相互作用信息，然后去构建药物-靶点网络，从而预测新药的疗效和副作用。2007年英国Dundee大学、药理学家Andrew L.Hopkins率先提出了此概念，之后，“网络药理学”被迅速应用于众多领域的研究中，显示出重要的理论和实际应用价值。网络药理学的核心是“网络靶标”，网络靶标理论与技术突破了“单基因，单靶点”模式的局限，旨在以生物网络为切入点，从信息与系统的角度解析中医药原理。作为中医药网络药理学的核心，随着计算机科学和高通量实验技术的发展，网络靶标理论与技术开始呈现与人工智能技术、高通量多模态多组学实验技术有机结合的发展趋势。

我们所认识到的分子对接（Molecular docking technology）方法的两大方向是分子之间的空间识别和能量识别。把空间匹配作为分子间发生相互作用的基础，把能量匹配作为分子间保持稳定结合的基础。因此我们对于几何匹配的计算，通常采用的是格点计算、片段生长等方法，其中的能量计算则使用模拟退火、遗传算法等方法。

沙棘收载于《中国药典》，为胡颓子科植物沙棘（Hippophae rhamnoides L.）的干燥成熟果实，秋、冬二季果实成熟或冻硬时采收，除去杂质，干燥或蒸后干燥，功能主治为：健脾消食，止咳祛痰，活血散瘀，用于脾虚食少，食积腹痛，咳嗽痰多，胸痹心痛，瘀血经闭，跌扑瘀肿。沙棘作为一种传统的药食同源植物，具有多种活性成分，如黄酮类，酚类，糖类，有机酸类等，有较多药理价值，如抗氧化、降血脂、提高人体新陈代谢能力和免疫力等，此外沙棘还可用于治疗胃肠道及皮肤疾病。不同的制备方法导致沙棘多糖的构型和生物活性也不同，且其生物学活性与多糖的化学结构密切相关，常受相对分子质量、单糖组成、糖苷键及空间结构等因素的影响。现代药理学研究表明，沙棘多糖具有肝脏保护、抗炎、免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖及调节脂质代谢紊乱等多重生物学活性，在功能性食品和医药等领域有巨大的开发应用价值。肠炎按病程长短不同来进行划分，分为急性和慢性两类。慢性肠炎病程一般在两个月以上，临床常见的有慢性细菌性痢疾、慢性阿米巴痢疾、血吸虫病、非特异性溃疡性结肠炎和局限性肠炎等。

1结果

1.1 沙棘活性成分筛选与靶点预测

经过筛选，获得8个沙棘活性成分，包括异鼠李素、山奈酚、葡萄氰素、槲皮素、5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)Chroman-4-one、大黄酸、儿茶素和表儿茶素其满足OB大于或等于30%和DL大于或等于0.18,Mw小于或等于500，Alop小于或等于5，Hdon小于或等于5，Hacc小于或等于10。其中MOL000492[(+)-catechin]和MOL000073（ent-Epicatechin）在Swiss Target Prediction S数据库中无对应靶点基因，故使用UniProt数据库进行搜索，并且这些成分共作用与191个靶点，如下见表1。

MOL ID	Molecule Name	OB(%)
MOL000354	isorhamnetin	49.6
MOL000422	kaempferol	41.88
MOL001004	pelargonidin	37.98
MOL000098	quercetin	46.43
MOL005100	5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)chroman-4-one	47.73
MOL002268	rhein	47.06
MOL000492	(+)-catechin	54.82
MOL000073	ent-Epicatechin	48.95

1.2 疾病肠炎的靶点筛选

通过Gene Cards数据库和DisGeNET数据库分别获得1531、85个肠炎相关基因，将2个数据库的靶点合并去重后得到1569个共同基因。通过Venny（2.1）将沙棘成分候选靶点与肠炎疾病靶点做交集，获得共同靶点60个，如图1，2所示。

1.3 核心靶点及网络相互作用

将韦恩图所得的药物与疾病共有的60个靶点基因导入String数据库，之后再进行筛选，是网络药理学中常用的一种分析方法，旨在预测和识别这些靶点之间的蛋白-蛋白相互作用（PPI）。构建的PPI网络，如见图3所示，该网络共有59个结点和482条边。其中丝氨酸/苏氨酸激酶1、 B细胞淋巴瘤/白血病-2、胱天蛋白酶3、表皮生长因子受体、基质金属蛋白酶9等为核心基因。

1.4 生物功能富集分析

1.4.1 GO富集分析

共筛选出408个GO条目，其中与生物过程相关的有294个，涉及细胞成分的有39个，包含分子功能的有75项。排名前10位的生物过程、细胞成分和分子功能GO条目，通过微生信制得富集图，如见图4所示。在生物过程方面，主要涉及蛋白质的肽键水解、磷酸化作用和蛋白质磷酸化等。在细胞成分方面，主要包括细胞质、细胞液、细胞外空间、大分子复合物、膜结合细胞器和细胞表面等。在分子功能方面，主要涉及蛋白结合和酶结合等。

1.4.2 KEGG通路富集分析

KEGG通路富集结果显示，沙棘治疗肠炎时可能涉及35条通路，选取前10条通路，利用微生信制得富集气泡图，通过烟酰乙酰胆碱中细胞凋亡、端粒酶、半胱天冬酶级联反应、BAD磷酸化的调节、三叶草因子启动粘膜愈合和D4-GDI等进行信号传导以便得到药物沙棘对疾病肠炎的干预作用。如见图5沙棘与肠炎交集基因的KEGG富集分析所示。沙棘可能通过图上通路调节干预疾病。

1.5 药物主要活性成分与靶点的分子对接结果

在RCSB PDB数据库中，根据靶点基因AKT1、BCL2、CASP3、EGFR和MMP9分别对应选择的蛋白为8R5K、6VO4、1QX3、5GNK和5TH6。分子对接可视化结果显示，活性成分进入了关键靶点蛋白的活性位点，且与活性位点处的某些氨基酸残基通过5～7 个氢键相互作用。所有小分子均能成功进入靶蛋白的活性中心，为了展示最佳对接效果，选择与每个蛋白质相互作用最好的小分子进行图形化呈现。5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)Chroman-4-one与AKT1的8R5K共形成5个氢键;5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)Chroman-4-one与BCL2的6VO4共形成2个氢键;葡萄氰素与MMP9的5TH6共形成5个氢键;山奈酚与AKT1的8R5K共形成7个氢键;异鼠李素与CASP3的1QX3共形成5个氢键。小分子与周围的氨基酸残基均形成了较强的疏水作用，并且，在可视化结果中，化合物与关键靶点形成的氢键长度均在1～3，说明氨基酸与化合物形成的氢键距离较近，结合较为紧密。沙棘核心成分与核心靶点均对接良好。如表2、图6、图7、图8、图9、图10所示。

序号	活性成分	结合能（kcal/mol）
		AKT1	BCL2	CASP3	EGFR	MMP9
1	MOL000354	-5.28	-3.88	-5.35	-3.96	-4.06
2	MOL000422	-5.67	-4.33	-5.28	-4.78	-4.33
3	MOL001004	-4.81	-5.15	-4.97	-5.34	-5.73
4	MOL000098	-5.28	-4.98	-3.97	-4.77	-3.87
5	MOL005100	-6.25	-5.35	-4.67	-4.63	-4.33

2结论与讨论

从沙棘籽渣中分离得到3个新的山柰酚衍生物(化合物1 ~3),命名为Hippophandine A - C。通过HR - ESI - MS、NMR和化学分析确定了Hippophandine A - C的结构。应用Hippophandine A-C (1、5、10 μM)抑制H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞死亡并探讨其氧化损伤机制。结果表明,Hippophandine A-C降低了H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞MDA含量,增加了SOD、GSH、CAT的相对含量以及Nrf2和HO-1的表达。此外，对中国沙棘转录组测序,共产生41804个SSR，在不同的SSR基元类型中,单核苷酸重复(26972)最为丰富,其次是三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸。可以说的是，沙棘的遗传信息较为丰富，对于肠炎疾病的治疗能发挥更好的作用。沙棘在网络药理学中获得了较多的研究，除此之外，沙棘在对抗细菌和炎症方面发挥了重要作用。目前，关于沙棘治疗肠炎的研究较少见。本篇文章系统地了解了沙棘治疗肠炎的作用机制，通过网络药理学和分子对接技术对其进行了系统的分析与讨论，其目的是为肠炎的治疗提供治疗作用更好的新药。

本研究基于网络药理学和分子对接，通过数据库检索及筛选后获得8个活性成分，其中isorhamnetin和rhein等黄酮类化合物，主要具有抗炎、和抗溃疡的作用。研究表明，不同的黄酮类化合物对炎症具有抑制性，且呈现浓度和时间依赖性。黄酮类成分对多种炎症引起的疾病有很好的作用效果，而且对多种耐药菌具有明显抗炎抗菌的作用。而目前由于抗生素的滥用导致许多耐药菌出现，黄酮类成分大多存在于中草药，其不良反应较小，研究与开发含黄酮类成分的中药或中药制剂来防治由于炎症引起的疾病有很好的应用前景。黄酮类药物进入人体后，药物的吸收、分布、代谢、排泄，都会影响药物的疗效，有些黄酮类成分无法吸收入血，如口服，则抗炎作用减弱甚至没有药效，所以研究黄酮类成分的体内抗炎作用是很有必要的。关于5,7-dihydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)Chroman-4-one的报道较少见，但是从研究中可以看出，其与核心靶点AKT1、BCL2结合能最强。由此可以初步推断，沙棘主要通过多成分共同对肠炎进行干预。

本研究通过PPI网络分析发现，丝氨酸/苏氨酸激酶1（AKT1）、B细胞淋巴瘤/白血病-2（BCL2）、胱天蛋白酶3（CASP3）、表皮生长因子受体（EGFR）、基质金属蛋白酶9（MMP9）为核心靶点，提示沙棘抗肠炎作用可能是通过干预核心靶蛋白发挥关键作用。AKT1蛋白激酶通过B信号作用通道去调控细胞增殖与生长，去参加包括细胞凋亡和葡萄糖代谢在其中的细胞发生变化的过程。表皮生长因子受体（EGFR）是属于ErbB家族当中的其中一个,具有酪氨酸激酶这一重要活性,也是一种具有重要分量的跨膜受体。EGFR被配体激活后启动胞内信号传导,经过细胞质中衔接蛋白、酶的级联反应,调节转录因子激活基因的转录,指导细胞迁移、黏附、增殖、分化、凋亡,且与肿瘤的形成和恶化密切相关。

本研究通过GO分析和KEGG分析发现，在生物过程方面，主要涉及蛋白质的肽键水解、磷酸化作用和蛋白质磷酸化等。在细胞成分方面，主要包括细胞质、细胞液、细胞外空间、大分子复合物、膜结合细胞器和细胞表面等。在分子功能方面，主要涉及蛋白结合和酶结合等。蛋白质磷酸化修饰是最常见,最重要的的一种蛋白质翻译后修饰方式,蛋白质磷酸化和去磷酸化几乎调节着生命活动的所有关键过程。同时磷酸化的失调会导致很多严重的人类疾病,如癌症,糖尿病,心脏病,老年痴呆症等。因此,蛋白质磷酸化研究一直以来都是蛋白质组学研究的热点,同时用蛋白质组学的策略研究生物体的磷酸化修饰也是功能蛋白质组学的重要研究内容。通过烟酰乙酰胆碱中细胞凋亡、端粒酶、半胱天冬酶级联反应、BAD磷酸化的调节、三叶草因子启动粘膜愈合和D4-GDI等进行信号传导以便得到药物沙棘对疾病肠炎的干预作用。

根据分子对接结果可知，化合物与关键靶点形成的氢键长度均在1～3，说明氨基酸与化合物形成的氢键距离较近，结合较为紧密。沙棘核心成分与核心靶点均对接良好，说明药物沙棘对疾病肠炎是有抑制作用的，因此，说明此研究方向具有实际意义的，可以做进一步的研究，以获得治疗肠炎的新型药物。

综上所述，沙棘主要通过多成分共同对肠炎进行干预，其可能是通过干预核心靶蛋白发挥关键作用。但是，在研究过程中对于成分采用的数据库不全面，并未做进一步的实验进行验证，因而只能为抗肠炎新药的研究与开发提供理论参考和思路。

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