百合大棗粥改善失眠的網絡營養藥理學研究

趙安達 張海峰 唐雯 孫娟 劉希鵬 劉喆

【摘要】目的：探討百合大棗粥改善失眠的作用機制。方法：通過網絡藥理學方法，研究百合、大棗中活性組分的營養藥理作用。利用TCMSP數據庫篩選百合、大棗的活性組分和作用靶點，隨后利用DrugBank數據庫篩選出失眠相關的作用靶點。將百合、大棗活性成分對應的靶點與失眠相關靶點取交集，并對交集的靶點進行GO和KEGG富集分析。結果：共篩選到有效活性成分百合7種，大棗29種；作用靶點百合46個，大棗204個，其中與失眠相關的作用靶點有38個，它們主要通過膽堿能系統、5-羥色胺、GABA、cAMP等信號通路改善失眠。結論：百合大棗粥改善失眠存在多組分、多靶點和多途徑作用，本研究為進一步研究失眠提供了科學基礎。

【關鍵詞】百合；大棗；失眠；網絡營養藥理學

【中圖分類號】R256.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2096-5249（2021）04-0011-03

Mechanism of Lilii bulbus-Jujubae fructus porridge on improving insomnia based on network nutritional pharmacology

Zhao anda，Zhang Haifeng，Tang Wen，Sun Juan，Liu Xipeng，Liu Zhe

Department of Clinical Nutrition，Shanghai Ninth People’s Hospital，Shanghai Jiao Tong University School of Medicine，Shangha 200011，China

【Abstract】Objective：To explore the mechanism of Lilii bulbus-Jujubae fructus porridge on improving insomnia. Methods：Using network pharmacology method the nutritional and pharmacological effects of L. bulbus and J. fructus were studied. Active ingredients and targets of L. bulbus and J. fructus were screened out through TCMSP database. Potential targets related to insomnia were screened out through DrugBank. The intersections of the above targets were taken for KEGG and GO enrichment analysis.Results：Totally， 7 and 29 effective active ingredients were found in L. bulbus and J. fructus， respective. 46 and 204 targets were screened out from L. bulbus and J. fructus， respective， in which there were 38 overlapping targets with insomnia. These targets improve insomnia mainly through cholinergic system， 5-hydroxytryptamine， GABA， cAMP signaling pathways. Conclusion：L. bulbus and J. fructus possess multi- ingredients，multi-targets and multi-pathways to improve insomnia. The present study provides a scientific basis for further research on insomnia.

【Key words】Lilii bulbus； Jujubae fructus； insomnia； network nutritional pharmacology

現代社會生活節奏加快，失眠是一種常見的臨床疾病，據估計在中國約有15 %人存在失眠[1]。持續的失眠不僅會使身體疲憊，無法恢復精力，還會損害認知功能，增加焦慮、抑郁的風險，嚴重影響生活質量[2-7]。目前，現代醫學治療失眠以藥物為主，盡管部分藥物見效快，但同時存在依賴性、不耐受和停藥后復發等問題[8]。因此，有療效而無依賴、易耐受、無復發等問題的治療方法值得進一步研究。中醫藥膳是含有傳統中藥、具有保健、防治疾病作用的膳食，其隱藥于食，兼顧安全與療效等[9]。百合大棗粥是一種常用于改善失眠的藥膳，其核心成分百合與大棗皆為藥食同源，在傳統醫學中前者具有養陰潤肺，清心安神功效，后者則有補中益氣，養血安神作用。然而由于失眠病因和機制較為復雜，且鑒于百合與大棗所含成分較多，不同組分之間存在相互作用，百合大棗粥改善失眠的機制尚未完全闡明。

營養藥理學是研究食物中特異營養物質（包括一些活性成分）的藥理學作用的一門科學[10]。網絡藥理學是一種基于系統生物學理論，研究藥物、靶點、基因、疾病之間網絡關聯的方法，對預測藥膳多組分、多靶點、多途徑的具體機制提供了解決途徑[11-13]。本研究首次利用網絡藥理學方法來研究營養藥理作用。通過對百合大棗粥中活性成分進行篩選，探索百合大棗粥改善失眠的作用靶點及分子信號通路，為進一步實驗和臨床提供理論基礎。

1 方法

1.1 百合、大棗活性成分篩選及靶點預測

利用中藥系統藥理學數據庫及分析平臺（TCMSP）[14]，以口服生物利用度（OB）≥30 %，類藥性（DL）≥0.18作為篩選條件，分別篩選出百合、大棗中的活性成分及其對應的候選靶點。

1.2 失眠相關靶點的預測

利用公認的疾病靶點數據庫DrugBank，把insomnia（s）作為篩選條件，提取與失眠相關的靶點。將百合、大棗活性成分對應的靶點與失眠相關靶點取交集。

1.3 靶點富集分析

利用 DAVID工具[15]對上述所取交集的基因進行基因本體（GO）和京都基因與基因組百科全書（KEGG）信號通路富集分析。其中GO分析顯著富集的條件為FDR<0.001，KEGG分析顯著富集的條件為FDR<0.05。

2 結果

2.1 篩選百合、大棗有效活性成分及靶點預測

截至2021年1月，通過TCMSP數據庫，以OB≥30%，DL≥0.18作為篩選條件，共篩選到百合有效活性成分7種，大棗有效活性成分29 種，百合和大棗共有活性成分2種，分別為β-谷甾醇（beta-sitosterol）和豆甾醇（stigmasterol）。其中百合有效活性成分的潛在靶點共72個，刪除重復后，剩余46 個；大棗有效活性成分的潛在靶點共410 個，刪除重復后，剩余204 個。

2.2 失眠相關靶點的預測

通過挖掘DrugBank疾病靶點數據庫，得到與失眠密切相關的靶點96 個，將其與有效活性成分靶點取交集，共獲得38 個靶點，提示這38 個靶點可能是百合大棗粥改善失眠的關鍵靶點（見表1）。

2.3 百合大棗粥改善失眠GO和KEGG富集分析

通過DAVID數據庫，對上述百合與大棗活性成分對應的38個關鍵基因靶點進行分析，GO功能分析得到36 個顯著的條目（FDR<0.001），其中生物過程（BP）條目有16 個，細胞組成（CC）有11 個，分子功能（MF）有8 個（見圖1）。KEGG富集分析共篩選到14 條顯著的信號通路（FDR<0.05），（見圖2）。

3 討論

本研究首次報道通過網絡藥理學方法來研究營養藥理作用。本研究運用網絡藥理學技術，對百合大棗粥中活性組分進行篩選，探索其改善失眠的作用靶點、相關信號通路和作用機制。成分-靶點分析結果顯示：核黃素（Nuciferin）、光千金藤堿（stepharine）、千金藤啶堿（Stepholidine）、富馬堿（Fumarine）、槲皮素（quercetin）、β-谷甾醇和豆甾醇等靶點較多，提示這幾個可能是百合大棗粥起作用的主要成分。以往研究報道千金藤啶堿有助于激活并維持小鼠的非快動眼睡眠[16]；槲皮素可通過激活GABA受體改變睡眠-覺醒周期[17]。另外還有研究發現，富含β-谷甾醇和豆甾醇的辣木籽油可通過GABA能系統增強戊巴比妥誘導的小鼠睡眠行為[18]。而核黃素和光千金藤堿對改善失眠的作用目前并無文獻報道，本研究為首次提出，有待后續實驗和臨床試驗進一步驗證。本研究中GO富集分析顯示：百合大棗粥有效活性成分廣泛涉及GABA信號通路、類固醇激素介導的信號通路、膽堿能突觸傳遞、α1腎上腺素能受體活性、去甲腎上腺素結合等多個生物學過程和分子功能。KEGG富集分析顯示：百合大棗粥可能通過膽堿能突觸、5-羥色胺能突觸、GABA能突觸、cAMP信號通路改善失眠。之前研究已經證實膽堿能系統、5-羥色胺、GABA、cAMP信號通路都與睡眠調節有關[19-25]，這與本研究結果一致，同時也提示百合大棗改善失眠存在復雜的調控網絡。

綜上所述，本研究首次報道采用網絡藥理學方法來探索營養藥理作用，為未來營養藥理學研究提供了新的研究策略。初步分析了百合大棗粥改善失眠的主要活性成分及其潛在的可能機制，同時探討了百合、大棗對失眠相關信號通路的作用，為進一步實驗和臨床研究提供了理論依據和研究方向。

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