基于网络药理学和分子对接探索生脉饮治疗抗肿瘤药物引起骨髓抑制的作用机制研究

摘 要 目的：采用网络药理学和分子对接技术阐明生脉饮改善化疗骨髓抑制的分子机制。方法：通过TCMSP数据库收集生脉饮活性成分，TCMSP和SwissTargetPrediction平台预测靶点，结合疾病基因数据库获取骨髓抑制相关靶点，筛选共同作用靶点。采用String数据库构建蛋白互作网络并筛选关键靶点，通过GO和KEGG富集分析阐明其生物学功能。运用分子对接技术验证核心靶点与活性成分的结合活性。结果：筛选得到10个活性成分、428个药物靶点和2059个疾病靶点，发现158个共同靶点。蛋白互作网络分析确定AKT1、Stat3和TNF为关键靶点。GO分析获得5178个功能条目，KEGG分析显示246条通路，主要涉及PI3K-Akt和HIF-1信号通路。分子对接证实活性成分与核心靶点具有良好结合活性。结论：生脉饮可能通过调控PI3K-Akt和HIF-1等信号通路，作用于AKT1、Stat3等靶点改善骨髓抑制，体现多成分-多靶点-多通路的作用特点。

关键词：骨髓抑制；生脉饮；网络药理学；分子对接；通路

1.前言

化疗是恶性肿瘤核心治疗手段，但骨髓抑制作为最常见的严重不良反应，常导致治疗中断、生存质量下降[1]。其机制为化疗药物损伤造血干细胞、破坏骨髓微环境，引发血细胞减少及感染、出血等并发症[2]。鉴于这一情况，如何有效保护骨髓功能、促进造血系统恢复成为临床治疗的关键问题。现代医学治疗存在价格昂贵、疗效局限等问题[3]。而中医药具独特优势。生脉饮（红参、麦冬、五味子）益气滋阴，临床证实可改善化疗后骨髓抑制[4]。但分子机制不明。本研究采用网络药理学与分子对接技术，解析其作用靶点及通路，为临床应用提供理论依据。

2.方法

2.1 成分与靶点筛选

利用TCMSP中药系统药理学数据库检索生脉饮三味药的活性成分,按照口服生物利用度(OB)>30%以及药物相似性(DL)>0.18标准[9]，并基于TCMSP和Swisstargetprediction检索活性成分各自对应的蛋白质靶点。将获得的活性成分蛋白靶点录入UniProt数据库，完成向基因靶点的转换操作。在NCBI数据库中以“bone marrow suppression”作为关键词,检索与骨髓抑制的疾病靶标,再借助微生信在线平台制作维恩图,获得生脉饮与骨髓抑制的交集靶基因。

2.2 药物-活性成分-靶点网络和蛋白互作网状图构建

Cytoscape 3.7.1构建药物⁃活性成分⁃靶点网络，将相交的基因导入到string数据库中，并将该物种定义为“Homo Sapiens”，构建PPI网络。数据以选项卡分离值（TSV）格式保存。使用Cytoscape 3.7.1，绘制并分析了相互作用网络。

2.3 富集分析

使用微生信在线工具中的go，pathway在线分析模块进行GO和KEGG分析。将交集靶点导入在线工具，将物种设置为“Homo Sapiens”。选择P <0.05的项目进行进一步研究。

2.4 分子对接

核心靶点蛋白的晶体结构从RCSB蛋白质数据库中下载。使用Pymol和AutoDock 1.5.6软件对蛋白质构象进行修饰。重要活性成分的结构文件从TCMSP数据库中获取，并通过Chem3D软件对成分进行能量最小化处理。随后，将蛋白质和成分的原始格式转换为PDBQT格式。分子对接通过运行AutoDock软件完成，对接结果借助Discovery Studio 2019软件进行可视化分析。

3. 结果

3.1 活性成分与交集靶点

筛选获得 10 个活性成分（表 1），药物靶点 428 个，疾病靶点 2059 个，交集靶点 158 个。麦冬未筛选出符合条件的活性成分，核心成分包括 Schizandronic acid、Changnanic acid、Ginsenoside Rh2 等。如表1所示。

表1 生脉饮主要活性成分的基本信息

3.2 网络分析结果

“药物 - 活性成分 - 靶点” 网络含 169 个节点、523 条边，Schizandronic acid（Degree=89）、Changnanic acid（Degree=76）为核心成分，AKT1、STAT3、TNF 为关键靶点。PPI 网络含 158 个节点、3176 条边，核心靶点为 AKT1（Degree=124）、TNF（113）、STAT3（111）、IL6（110）、EGFR（108）。

3.3 GO 与 KEGG 富集分析

GO 分析中，生物过程（BP）富集于肽酪氨酸磷酸化调控、造血细胞增殖分化等；细胞组分（CC）集中于膜微区、黏着斑等；分子功能（MF）以蛋白激酶结合为主。KEGG 富集 246 条通路，核心为 PI3K-Akt（32 个基因）、HIF-1（28 个基因）、TNF 信号通路，均与造血功能调控密切相关。

3.4 分子对接结果

核心成分与 AKT1、STAT3、TNF 对接结合能均0 kcal/mol，RMSD（表 2）。Schizandronic acid与AKT1 结合能最低（-8.5 kcal/mol），通过3个氢键及疏水作用稳定结合；Changnanic acid与Stat3、Ginsenoside Rh2 与TNF均通过氢键及疏水/范德华力结合。

表 2 配体与受体的结合能和RMSD

4.讨论

化疗后骨髓抑制的核心病理机制为造血干细胞损伤与骨髓微环境失衡[9]。生脉饮作为益气滋阴复方，具有益气复脉、滋阴生津的功效，临床常用于治疗气阴两虚所致的心悸气短等症状[5]，现有研究表明，该方剂对化疗引起的骨髓抑制具有显著改善作用[6]，其抗骨髓抑制的物质基础与作用机制尚未明确。本研究通过网络药理学与分子对接技术，揭示其 “多成分 - 多靶点 - 多通路” 的协同作用模式。

核心活性成分中，五味子来源的 Schizandronic acid、Changnanic acid 及红参的 Ginsenoside Rh2，已证实具有抗炎、抗氧化、调控造血功能的作用[2,10]。PPI 网络筛选的 AKT1、TNF、STAT3 等核心靶点，均参与造血干细胞增殖分化、免疫炎症调控[7,8,11]。AKT1 作为 PI3K-Akt 通路核心分子，激活后可促进造血干细胞自我更新；TNF 过量表达会破坏骨髓微环境，STAT3 异常激活加剧造血损伤，靶向调控这些靶点可改善骨髓抑制。KEGG 富集的 PI3K-Akt、HIF-1 信号通路，是造血功能调控的关键通路[8,12]。PI3K-Akt 通路激活可抑制造血干细胞凋亡，HIF-1 通路调控缺氧微环境下造血细胞存活，TNF 通路抑制可减轻炎症损伤。分子对接证实核心成分与靶点结合稳定，推测生脉饮通过核心成分靶向结合 AKT1、Stat3 等靶点，激活 PI3K-Akt 通路、调控 HIF-1 通路、抑制 TNF 通路，协同修复造血功能。

本研究存在局限性：活性成分筛选依赖数据库，可能遗漏低 OB/DL 活性成分；缺乏体内外实验验证。未来需通过细胞及动物实验进一步验证核心成分 - 靶点 - 通路的作用，为临床应用提供更坚实依据。

参考文献

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基金项目：江西省中医药管理局科技计划项目（项目编号：2024B1453）。

作者简介：欧阳录骏（1988-），男，江西萍乡人，萍乡市妇幼保健院药学部，主管药师，学士，研究方向