表5 “柴胡-白术”药对潜在作用靶标的BP分析结果
Tab 5 BP analysis results of potential target for couplet medicine of“Radix Bupleuri-A.macrocephalea Rhizoma”
表6 “柴胡-白术”药对潜在作用靶标的CC分析结果
Tab 6 CC analysis results of potential target for couplet medi-cine of“Bupleuri Radix-A.macrocephalea Rhizoma”
3 讨论
“柴胡-白术”药对具有疏肝解郁健脾的功效,是中医临床治疗乳癖的常用药对[10]。近年来的临床经验总结发现,该药对在乳腺增生类疾病方面疗效明确[10]。但目前“柴胡-白术”药对治疗乳腺增生类疾病的具体作用机制及相关活性成分尚未明确。为此,本研究基于网络药理学的原理和方法,拟深入探究其潜在作用机制。
表7 “柴胡-白术”药对潜在作用靶标的KEGG通路富集分析结果
Tab 7 KEGG pathway enrichment analysis results of potential target for couplet medicine of“Bupleuri Radix-A.macrocephalea Rhizoma”
图3 活性成分-潜在作用靶标-关键通路网络
Fig 3 Active component-potential target-key pathway network
本研究共检索获得“柴胡-白术”药对的活性成分17个,上述成分与乳腺增生的治疗可能相关的作用靶标有47个;构建了“活性成分-潜在作用靶标”网络,直观地体现了该药对通过多成分、多靶标治疗乳腺增生的特点;构建了潜在作用靶标相互作用网络,反映出该药对治疗乳腺增生相关的各靶标之间关系密切,亦印证其作用机制较为复杂多样;通过分子对接验证了“柴胡-白术”药对的活性成分和核心靶标之间结合亲和性较强,表明本研究对PRKCE、PRKCA、AKT1、PIK3CA、HRas在治疗过程中发挥核心作用的推测具有一定科学性。
3.1 “柴胡-白术”药对活性成分的药理作用
本研究获得“柴胡-白术”药对中如异鼠李素、槲皮素、黄芩苷、过荜澄茄素、豆甾醇等17个活性成分,结合已有研究,本团队发现异鼠李素、槲皮素、黄芩苷在治疗乳腺疾病中具有重要作用。例如,文月玲等[20]研究发现,黄芩苷可减轻由脂多糖诱发的家兔乳腺炎的进展,降低家兔血清中的乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、髓过氧化物酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性,减少血清中IL-1、IL-6和TNF-α的表达,同时能减轻炎性发热,从而发挥保护乳腺组织的作用。胡珊等[21]研究发现,异鼠李素可通过抑制PI3K/AKT通路和膜受体酪氨酸蛋白激酶信号通路的活性来发挥抑制乳腺癌细胞增殖的作用,同时可以通过下调抑凋亡因子Bcl-2的表达、上调促凋亡因子Bax的表达来减少乳腺的过度增生,达到抗乳腺癌的目的。Seo HS等[22]通过研究认为,高浓度的槲皮素作为一种植物激素,主要可通过上调胱天蛋白酶8(Caspase-8)、Caspase-3蛋白的水平,诱导多聚核糖聚合酶的裂解,促进外源性凋亡的发生,从而抑制乳腺癌的发生发展。
基于此,本团队认为“柴胡-白术”药对治疗乳腺增生主要是通过减轻炎症反应、减缓临床症状,同时抑制乳腺细胞的过度增生、减缓病情进展,甚至通过促进细胞凋亡来发挥逆转性的治疗作用。
3.2 核心靶标的治疗意义
本研究结果显示,“柴胡-白术”药对可能主要通过作用于PRKCE、PRKCA、AKT1、PIK3CA、HRas等5个靶标来发挥治疗乳腺增生的作用。相关研究结果表明,下调PRKCE活性可使乳腺细胞的易感性增强,如增强内源性或外源性凋亡信号对乳腺细胞凋亡的调控以及增强其对电离辐射和细胞毒性药物的敏感性,这与乳腺增生密切相关[23]。PRKCA和PIK3CA表达的抑制可减缓体内乳腺细胞的异常增长,而PIK3CA过表达亦可损害乳腺细胞DNA,增强乳腺细胞的易感性,促进乳腺细胞凋亡,达到抑制乳腺增生的效果[24]。AKT1可产生刺激细胞增殖或降低雌激素受体依赖性的作用,影响雌激素受体磷酸化,从而造成内分泌环境紊乱,导致乳腺增生[25]。HRas基因的突变会导致乳腺上皮细胞的异常生长,提高乳腺增生的发生率,是乳腺增生的危险因素[26]。上述靶标均与乳腺增生的发病机制密切相关,提示“柴胡-白术”药对可能通过调节相关靶点,起到治疗乳腺增生的作用。
基于此,本团队认为“柴胡-白术”药对可通过抑制PRKCE、PRKCA、PIK3CA的表达,增强乳腺细胞的易感性,促进乳腺细胞的凋亡;同时,可增强其他抗肿瘤药物对乳腺细胞的杀伤作用,从而达到抑制乳腺增生的治疗效果。其次,该药对可通过抑制AKT1的表达,减少雌激素受体磷酸化的发生,调节机体内分泌紊乱的情况,达到减缓乳腺增生进展的目的。此外,该药对还可能通过降低HRas基因的突变率,抑制乳腺上皮细胞的异常增殖,从而发挥预防乳腺增生或防止其恶化的作用。
3.3 关键通路的相关机制
综合既往研究结果,本团队认为“柴胡-白术”药对治疗乳腺增生的作用可能通过雌激素通路、PI3K/AKT、RAS、BMP、MAPK等信号通路来实现。现代医学认为,乳腺增生的发生与内分泌环境的紊乱有很大关系。目前研究发现,雌激素受体信号传导对乳腺的生长、发育及细胞凋亡等一系列生理活动有调控效应,雌激素受体信号通路失调可促进乳腺细胞过度增殖或抑制乳腺细胞凋亡,从而导致乳腺增生[27]。PI3K/AKT/mTOR为PI3K/AKT通路下游众多通路中的一条,研究发现,该通路被激活后,被激活的AKT会直接磷酸化mTOR,发挥抗凋亡效应,从而促进乳腺细胞增殖[28]。有研究证实,RAS基因传递细胞生长分化信号,催化活性区的突变,导致RAS蛋白不依赖于表皮生长因子受体/酪氨酸激酶型细胞表面受体(EGFR/HER)激化,促成细胞的恶性转化[29]。孙丽等[30]研究发现,BMP2和BMP4的表达上调会促进乳腺干细胞的增殖和分化,从而导致乳腺导管数量增加、分支增多,继而致使乳腺上皮增生。MAPK信号通路包括ERK1/2、JNK、p38 MAPK等3条通路,其主要功能是将细胞外信号传导至细胞内,多项研究证实,MAPK信号通路在乳腺细胞增殖、分化、凋亡及转移中有重要的调节作用,影响着乳腺增生等多种乳腺疾病的发生[31-32]。
基于此,本团队考虑“柴胡-白术”药对是通过雌激素通路维持雌激素受体的稳定性,使雌激素发挥正常的生理功能,维持乳腺的正常生长、发育及凋亡;同时其能阻断PI3K/AKT/mTOR通路,抑制抗凋亡信号的传导,促进乳腺细胞的凋亡,发挥抑制乳腺增生的作用。对于RAS信号通路在乳腺增生中的治疗作用,本课题组推断其主要是减少了乳腺细胞的恶性转化及增生,从而起到预防乳腺增生及恶化的作用。此外,“柴胡-白术”药对还可通过阻断BMP信号通路,抑制BMP相关蛋白的表达,减少乳腺干细胞的增殖与分化;该药对还可通过调控MAPK通路,阻止细胞外的增殖信号传导至乳腺细胞内,发挥抑制乳腺细胞增殖的作用,同时促进凋亡信号的传导,增加乳腺细胞的凋亡,从而起到治疗乳腺增生的效果。
4 结语
本研究结果表明,“柴胡-白术”药对治疗乳腺增生的过程涉及了多个活性成分、作用靶标及生物过程,其作用机制复杂多样,并非只由单个成分、单个靶标或单个通路发挥作用,这与中药治疗疾病的特点相吻合。分子对接结果亦验证了本研究结果的可靠性,本文所得结论能与现有实证研究结果相符。但本研究结果只是一种分子机制上的预测探讨,该药对治疗乳腺增生的具体作用机制仍需通过进一步研究予以验证。
参考文献
[1] 王桂玲,任连成,刘春香.乳腺增生与乳腺癌相关性研究[J].中国医药导刊,2014,16(6):972-973.
[2] 施学丽,邓家刚,蒋筱,等.195首治疗乳腺增生中药专利复方的用药规律分析[J].世界科学技术(中医药现代化),2013,15(7):1544-1551.
[3] 谭工,胡波,刘奉,等.基于文献探析乳腺增生症的中医证治规律[J].重庆医学,2013,42(24):2887-2890.
[4] 何家安.柴胡疏肝散治疗乳腺增生临床Meta分析[J].辽宁中医药大学学报,2018,20(3):185-188.
[5] 林毅,唐汉钧.现代中医乳房病学[M].北京:人民卫生出版社,2003:103.
[6] 蒋洛余.2 980例乳腺普查结果临床探讨[J].中国医药科学,2017,7(18):188-190.
[7] 谷丽艳,易佳丽,樊延宏,等.中医药疗法治疗乳腺增生研究进展[J].辽宁中医药大学学报,2014,16(1):173-176.
[8] 何颖贤,张璐.中医药疏肝理脾法治疗乳腺增生的现状研究[J].世界最新医学,2017,17(40):58-60.
[9] 徐玲,郭丽珍,吕雄,等.加味逍遥散调周法对乳腺增生患者血清性激素水平的影响[J].广州中医药大学学报,2019,36(4):487-491.
[10] 王书新,段彪,陈毓菁,等.中药治疗乳腺增生的用药规律[J].中医药导报,2017,23(23):50-53.
[11] 张琴,陆文亮.逍遥散的现代药理作用研究进展[J].中南药学,2013,11(7):530-532.
[12] 陈薇,方志娥,王琴.逍遥散治疗乳腺增生研究进展[J].中国药业,2015,24(8):127-128.
[13] 翁小刚,李玉洁,陈颖,等.倡议树立方剂“主效应”研究的新思路:对中药复方作用机制与配伍机制研究的新思考[J].中国中药杂志,2018,43(18):3782-3786.
[14] 邢心睿,吕狄亚,柴逸峰,等.网络药理学在中药作用机制中的研究进展[J].药学实践杂志,2018,36(2):97-102.
[15] 李学军,许海玉.网络药理学与中药研究[J].药学学报,2018,53(9):1385-1386.
[16] 汝锦龙.中药系统药理学数据库和分析平台的构建和应用[D].杨凌:西北农林科技大学,2015.
[17] WU Z,LI W,LIU G,et al.Network-based methods for prediction of drug-target interactions[J].Front Pharmacol,2018.DOI:10.3389/fphar.2018.01134.
[18]HSIN KY,MATSUOKAY,ASAI Y,et al.SystemsDock:a web server for network pharmacology-based prediction and analysis[J].Nucleic Acids Res,2016,44(W1):W507-W513.
[19]HUANG DW,SHERMAN BT,LEMPICKI RA.Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID BioinformaticsResources[J].NatureProtoc,2009,4(1):44-57.
[20] 文月玲,张于,姚学萍,等.黄芩苷对LPS诱导的家兔乳腺炎的保护作用[J].天然产物研究与开发,2016,28(9):1377-1383.
[21] 胡珊,邓甬川.异鼠李素对乳腺癌细胞的作用机制[J].中国药科大学学报,2013,44(6):563-567.
[22] SEO HS,KU JM,CHOI HS,et al.Quercetin induces caspase-dependent extrinsic apoptosis through inhibition of signal transducer and activator of transcription 3 signaling in HER2-overexpressing BT-474 breast cancer cells[J].Oncol Rep,2016,36(1):31-42.
[23]KÖRNER C,KEKLIKOGLOU I,BENDER C,et al.MicroRNA-31 sensitizes human breast cells to apoptosis by direct targeting of protein kinase C epsilon(PKC epsilon)[J].J Biol Chem,2013,288(12):8750-8761.
[24] HSU YH,YAO J,CHAN LC,et al.Definition of PKC-alpha,CDK6,and MET as therapeutic targets in triple-negative breast cancer[J].Cancer Res,2014,74(17):4822-4835.
[25]BOSTNER J,KARLSSON E,PANDIYAN MJ,et al.Activation of AKT,mTOR,and the estrogen receptor as a signature to predict tamoxifen treatment benefit[J].Breast Cancer Res Treat,2013,137(2):397-406.
[26]GEYER FC,LI A,PAPANASTASIOU AD,et al.Recurrent hotspot somatic mutations in HRAS Q61 and PI3KAKT pathway genes in breast adenomyoepitheliomas[J].Nat Commun,2018.DOI:10.1038/s41467-018-04128-5.
[27] 林妮,邱玉文,何贡云,等.荔枝核皂苷对大鼠乳腺增生的作用及对雌激素信号通路的影响[J].中药材,2015,38(4):798-802.
[28] 陈茂山,杨光伦.PI3K/AKT/mTOR信号通路介导乳腺癌内分泌治疗耐药的研究进展[J].癌症进展,2017,15(10):1127-1130.
[29] 史悦,袁高峰,石凤灵,等.RAS、CD68和CD34在乳腺癌组织中的表达及其临床意义[J].临床肿瘤学杂志,2015,20(12):1080-1083.
[30] 孙丽,郭东辉,刘飞,等.小鼠乳腺增生组织中BMP信号通路的改变[J].中国病理生理杂志,2018,34(3):544-548.
[31] 付立新,席磊,陈燕林,等.肿瘤相关成纤维细胞通过p38/MAPK信号通路促进人乳腺癌细胞迁移[J].重庆医科大学学报,2019,44(2):163-168.
[32] 钱峰.氯化两面针碱通过MAPK信号通路抑制乳腺癌及肝癌细胞转移的机制[J].中国临床药学杂志,2018,27(3):143-148.