基于网络药理学及外周血基因芯片技术探究温阳益气活血方治疗慢性心衰的作用机制

目的基于网络药理学与分子对接技术,预测名中医验方温阳益气活血方治疗慢性心衰的物质基础及作用机制,通过实验探讨温阳益气活血方对慢性心衰患者外周血基因表达谱的影响,为中医药治疗慢性心衰的后续研究提供基础与方向。方法通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)筛选温阳益气活血方中潜在活性成分;GEO数据库获得潜在活性成分的作用靶点;Venny在线平台获得慢性心衰的主要致病靶标。利用STRING数据库和Cytoscape软件构建"方药-成分-靶点-疾病"网络模型及蛋白相互作用(protein-proteininteraction,PPI)网络图,分析方药中主要活性成分及作用靶点蛋白;使用R语言的Cluster Profiler工具包对方药作用核心靶点进行基因本体论(genetic ontology,GO)及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析。借助Autodock进行分子对接。随机选取30例健康志愿者作为对照组。60例慢性心衰患者入选试验组,按随机分为化学药组和中西药组,各组30例。化学药组采用盐酸贝那普利片(10 mg/d)、氢氯噻嗪片(50 mg/d)、螺内酯片(40 mg/d)、琥珀酸美托洛尔片(23.75 mg/d)及地高辛片(0.125 mg/d)联合用药,1次/d;中西药组在常规化学药物口服治疗的基础上联合温阳益气活血方颗粒剂,6 g/次,2次/d,2组疗程均为15 d。对照组于清晨空腹安静状态下,抗凝管采集前臂静脉血,后随机抽取10例外周血用于基因芯片的差异检测;试验组于入院次日清晨空腹状态下采集,最后随机抽取2组中各5例药物干预前后的外周血用于基因芯片的差异检测。采用Affymetrix公司的Prime View TM Human Gene Expression Array基因芯片检测,结合生物信息学的转录组学及RNA技术分析温阳益气活血方的差异表达基因。结果筛选出方药潜在活性成分6个和236个药物靶点;得到方药治疗慢性心衰的潜在作用靶点17个;通过GO分析得出519个生物过程、5个细胞组分、14个分子功能;KEGG通路富集分析得出89条信号通路。2组慢性心衰患者给予不同药物干预后,中西药组外周血基因表达谱中共检测出42640个基因,化学药组为37081个基因,2种干预方法均能影响慢性心衰外周血的基因表达,单纯化学药较中西药联合干预改变慢性心衰的差异基因数目少。相关检测指标血清脑钠肽前体(brain natriuretic peptide,BNP)、中医症状积分及心功能疗效也具有统计学差异(P0.05)。结论初步揭示了温阳益气活血方干预慢性心衰可能是通过多成分、多靶点、多途径发挥防治作用,其作用机制与ZNF331、TRAPPC10、SMAD7、MYC、RORA、PCNA基因相关,涉及Th17细胞分化、B细胞受体信号通路、腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)通路。