網絡藥理學探究丹參治療冠心病合并抑郁或焦慮障礙的潛在機制

王怡雯，韓 拓，王麗霞，范雅潔，李 盈，張 婷，姚智會，王聰霞

（西安交通大學第二附屬醫院心血管內科，陜西西安 710004）

隨著社會老齡化和生活方式改變，心血管疾病已經成為危害我國居民生命健康的頭號殺手。據統計，2013 年我國心血管疾病患病人數已達2.9 億，其中冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。? 100 萬，老齡人群中冠心病患病率更是顯著增加[1]。同時，冠心病死亡率居高不下，2016 年中國城市和農村居民冠心病死亡率分別為113.46/10 萬和118.74/10 萬，造成嚴重的衛生健康負擔[1]。此外，心血管疾病多屬于長期慢性疾病，患者普遍存在焦慮、抑郁等心理健康問題[2]。然而，目前臨床上對于冠心病合并抑郁或焦慮患者仍缺乏足夠關注和有效干預措施。

傳統中藥制劑如通心絡膠囊、復方丹參滴丸、芪參益氣滴丸等，對于緩解情緒緊張、睡眠障礙等具有良好效果[3]。丹參作為一種經典的傳統中草藥，已被廣泛用于臨床冠心病、心絞痛患者治療中[4-6]。丹參具有的抗炎、抗氧化作用，能夠改善心肌缺血或急性梗死后心室重構和心功能[7-8]。此外，有研究報道，丹參所具有的清心除煩功效，可以改善急性心?；颊咧Ъ苄g后的焦慮狀況[9]。然而，有關丹參改善冠心病合并抑郁或焦慮障礙的潛在作用機制尚有待明確。

本研究回顧性收集我院心血管內科收治的穩定型冠心病患者，調查中藥復方制劑在冠心病治療中的使用情況，并基于網絡藥理學方法，探究丹參及其活性單體成分在冠心病合并抑郁和（或）焦慮障礙患者中的潛在作用機制，以期為后續相關研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 臨床病例資料的收集

連續收集2021 年3 月至4 月間西安交通大學第二附屬醫院心血管內科收治的冠心病患者，排除急性冠脈綜合征、臨床資料不完整者，最終納入147 例患者。所有患者診斷均經冠脈CTA 或冠脈造影證實存在冠狀動脈管腔狹窄＞50%。收集患者基本信息、合并基礎疾病情況、常規生化檢查、用藥情況及中藥制劑使用情況。本研究中所有患者個人隱私信息已經匿名化處理，研究符合西安交通大學第二附屬醫院臨床倫理委員會要求。

1.2 丹參活性成分及靶點預測

利用TCMSP 數據庫（https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php），以“丹參”為關鍵詞進行檢索，根據單體化合物的口服生物利用度（oral bioavailability, OB）≥30%和類藥性（drug likeness,DL）≥0.18，篩選有效化合物單體?；赑ubChem 數據庫（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）檢索各化合物單體，從而獲得各單體化合物對應理化特性與其SMILES 結構式。利用SwissTargetPrediction 在 線 數 據 庫（http://www.swisstargetprediction.ch/）檢索各化合物結構式進行匹配，獲取對應單體成分預測靶點。歸總所有預測靶點并刪除重復基因后，篩選出中藥丹參潛在作用靶點。

1.3 疾病靶點預測與中藥-疾病靶點匹配

基 于OMIM（https://www. omim. org/）、Gene-Cards（https://www. genecards. org/）及Therapeutic Target Database（http://db.idrblab.net/ttd/）數 據 庫[10]，通過關鍵詞“depression”和“anxiety”檢索所有與抑郁和焦慮相關基因，歸納并刪除重復項，獲得疾病相關基因?；谠诰€Venny 軟件（https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/）對丹參與抑郁和焦慮相關靶基因進行匹配，獲得中藥-疾病共同相關基因。

1.4 蛋白-蛋白互作網絡分析

基于String 數據庫（https://string-db.org/）對匹配基因進行蛋白-蛋白互作網絡分析（Protein-Protein Interaction, PPI），將分析結果導入CytoScape 軟件，網絡分析獲得每個節點的度（degree）和接近中心性（closeness centrality）等并進行排序，獲得中藥-疾病網絡樞紐基因。

1.5 基因功能富集分析

基于R Studio 軟件（https://www.rstudio.com/）調用clusterProfiler 安裝包和org.Hs.eg.db 注釋包，進行靶基因GO（Gene Ontology）與KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集分析和功能注釋，包括分子功能（molecular function,MF）、生物學過 程（biological process, BP）和 細 胞 定 位（cellular component, CC）。

1.6 中藥-靶點-疾病網絡圖

基于CytoScape 軟件，將丹參化合物單體與丹參-抑郁和（或）焦慮相關基因進行匹配（compoundtargets-disease, C-T-D），建立中藥-靶點-疾病網絡。節點大小和（或）顏色深淺直觀反映網絡中各節點度的高低。

1.7 數據分析

采用SPSS 18.0 統計軟件進行數據分析。計量資料用均數±標準差（±s）表示，計數資料用例數和百分率[n(%)]表示。兩組間均數比較采用兩獨立樣本t檢驗或Wilcoxon秩和檢驗，構成比的比較采用卡方檢驗或Fisher精確檢驗。P＜0.05認為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 研究對象組間基本資料的比較

研究最終納入147 例穩定型冠心病患者，其中女性60 例（40.8%），平均年齡（62.76±10.91）歲；其中72 例（49.0%）合并有高血壓，38 例（25.9%）合并2 型糖尿病，18 例（12.2%）合并不同程度睡眠障礙。冠心病患者中普遍使用降脂藥（94.6%）和抗血小板藥物（85.7%）。不同性別組間比較，男性患者平均年齡小于女性患者（P＜0.05），而女性患者中合并睡眠障礙者較男性更普遍（20.0%vs. 6.9%,P＜0.05）。男性中AST、ALT 指標均升高，而總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）均較女性偏低（均P＜0.05），這可能與男性患者中他汀類降脂藥使用及其肝臟副作用有關。不同性別之間心肌酶譜與肌鈣蛋白I 無明顯差異。此外，男性患者中抗血小板藥物（如阿司匹林）和β受體阻滯劑（如美托洛爾）使用頻率均高于女性（均P＜0.05），而女性其他藥物（主要是阿普唑侖、勞拉西泮）的使用遠高于男性（21.7%vs.6.9%,P＜0.05），這可能與女性患者中合并睡眠障礙比例較高有關。

2.2 中藥復方制劑在冠心病治療中的使用情況

舒血寧（44.9%）、丹參（27.9%）及大株紅景天（21.8%）是冠心病臨床治療中最常用的中藥復方制劑或注射液，且不同性別之間使用頻率無顯著差異（圖1）。

圖1 冠心病臨床治療中藥制劑使用情況（A）及性別組間差異（B）Fig.1 The use of Chinese herbal compound for clinical treatment of CHD (A)and gender difference (B)

2.3 丹參活性單體及下游靶點預測

丹參是草本科植物Radix Salviae干燥后的根莖，主要產自中國、朝鮮半島等東亞地區。本研究基于TCMSP 數據庫，檢索關鍵詞“Danshen”共查找到丹參202 種活性成分。根據生物利用度（OB≥30%）和類藥性（DL≥0.18），篩選出50種潛在藥物單體（表1）?；赑ubChem 網站分別檢索相應化合物單體，獲得其對應理化特性與結構式，通過SwissTargetPrediction數據庫進行匹配，篩選出對應單體成分靶點預測評分最高的前15 個靶點基因。歸總所有預測靶點并刪除重復基因后，最終篩選出246 個丹參潛在作用靶點。

表1 冠心病患者不同性別組間基本資料的比較Tab.1 Comparison of clinical characteristics between genders

2.4 抑郁焦慮疾病相關基因與靶點匹配

通過OMIM、GeneCards和TTD疾病數據庫，檢索關鍵詞“depression”和“anxiety”獲取疾病相關基因，歸納后刪去重復基因，最終篩選出505個抑郁相關基因和410個焦慮相關基因。將丹參下游預測靶點與失眠相關基因取交集，得到25個共同基因（表2，圖2）。其中包括兒茶酚-O-甲基轉移酶（catechol-O-methyltransferase,COMT）、5-羥色胺1A 受體（5-hydroxytryptamine receptor 1A,HTR1A）、淀粉樣β蛋白A4蛋白（amyloidbeta A4 protein,APP）、多巴胺受體（dopamine receptor D4, DRD4）、μ 型阿片受體（mu-type opioid receptor,OPRM1）等與睡眠、情緒及晝夜節律密切相關基因。

圖2 丹參-抑郁-焦慮匹配基因Fig.2 Danshen-Depression-anxiety matching gene

表2 基于TCMSP 預測丹參中藥成分（OB≥30%，DL≥0.18）Tab. 2 Prediction of the component of Salvia miltiorrhiza based on TCMSP (OB≥30%, DL≥0.18)

續表

2.5 蛋白互作網絡分析

基于String 數據庫，建立上述25 個匹配基因蛋白互作網絡（圖3），其中共有25 個節點和95 條邊。通過Cytoscape 軟件中的Network Analysis 分析，根據節點度（degree）和接近中心性（closeness centrality）進行排序，前5 位分別為COMT、HTR1A、APP、DRD4和OPRM1（表3）。這提示丹參中活性成分可能通過調控兒茶酚胺、5-羥色胺受體信號通路和內源性阿片類系統，改善抑郁與焦慮障礙。

表3 丹參-抑郁-焦慮匹配基因注釋及其節點度和近中心性Tab. 3 Annotation of Danshen-depression-anxiety matched genes ranked by degree and closeness centrality

圖3 PPI 蛋白互作網絡分析Fig.3 PPI protein interaction network analysis

2.6 基因功能富集分析

基于R 代碼調用clusterProfiler 安裝包，實現GO和KEGG 基因富集分析，并通過org.Hs.eg.db 包對富集基因進行功能注釋（圖4）。GO 富集結果顯示，上述基因主要參與調節神經遞質轉運、多巴胺與兒茶酚胺類代謝及應激反應等生物學過程，在細胞定位上主要參與構成突觸（前）膜、膜筏、膜微結構域及胞膜區域等，涉及神經遞質受體激活、銨離子結合、氯離子跨膜轉運體激活等多種分子功能。KEGG 富集分析提示，其參與神經活性配體-受體結合、5-羥色胺能突觸、多巴胺能突觸等重要生理過程。

圖4 丹參-疾病匹配基因功能GO 及KEGG 富集分析Fig.4 GO and KEGG enrichment analyses of Salvia miltiorrhiza disease matching gene function

2.7 中藥-靶點-疾病網絡

將篩選出的50 種丹參單體成分與丹參-焦慮相關基因進行匹配，建立中藥-靶點-疾病網絡（圖5）。其中糖原合成酶激酶3β（GSK3B）、單胺氧化酶A（MAOA）、單胺氧化酶B（MAOB）、5-羥色胺受體2B（HTR2B）、1型大麻受體（CNR1）等，與丹參中多種活性成分相關，可能成為丹參改善抑郁或焦慮的潛在作用靶點。

圖5 丹參-靶點-疾病網絡分析Fig.5 Analysis of Salvia miltiorrhiza-target-disease network

3 討 論

丹參作為經典的傳統中草藥，具有祛瘀止痛、活血通經的作用，可促進血液循環、改善微循環障礙，已被廣泛用于心腦血管疾病的臨床治療[11]。此外，丹參還具有清心除煩的功效，在用于治療冠心病合并失眠的患者中具有較好臨床效果[12]。本研究基于臨床病例資料和網絡藥理學，探究丹參改善心血管疾病合并抑郁和（或）焦慮患者的潛在作用機制。結果顯示，丹參普遍用于冠心病臨床治療中，其活性成分可能作用于神經活性配體-受體結合、5-羥色胺能突觸、多巴胺能突觸等，參與調節神經遞質轉運、多巴胺與兒茶酚胺類代謝及應激反應等多種生物學過程。中藥-靶點-疾病網絡分析顯示，丹參多種活性成分與糖原合成酶激酶3β、單胺氧化酶、5-羥色胺受體及阿片類受體等存在相互作用，可能成為丹參改善抑郁和焦慮的潛在作用靶點。

焦慮是面對即將到來的負面事件所產生的情緒狀態，表現為過度擔心、回避和肌肉緊張等[13]；而抑郁則主要表現為快感缺失、情緒低落以及自殺傾向[14]，也是許多心血管疾病發生和預后不良的重要危險因素[15]。目前普遍認為抑郁的發生與突觸間隙5-羥色胺（5-HT）耗竭、腦源性神經營養因子缺乏以及下丘腦-垂體-腎上腺軸的過度活躍等有關，然而其具體發病機制仍不清楚[14]。5-HT 是由胃腸道腸嗜鉻細胞和中樞神經元合成的單胺神經遞質，能夠被肝臟或突觸前膜內單胺氧化酶（MAO）氧化產生5-羥基吲哚乙酸(5-HIAA)，最終經腎臟排出[16]。中樞內5-HT 主要位于神經元突觸前囊泡，經神經沖動發放后，釋放進入突觸間隙，作用于突觸后膜上5-HT2型受體等，參與調控睡眠、進食、情緒、學習和記憶等生理過程[17]，還可進一步增強突觸前膜5-HT 分泌，改善焦慮、抑郁癥狀[18]。目前，選擇性5-HT 再攝取抑制劑（SSRIs）和單胺氧化酶抑制劑（MOAI）已成為治療焦慮抑郁的臨床一線藥物[19]。

腦內單胺系統主要包括多巴胺、去甲腎上腺素與5-羥色胺，其功能異常與多種精神系統疾病發生有關[20]。多巴胺能夠作用于D1 和D2 型受體，參與運動、認知、學習記憶及情緒等活動[21]，并能抑制額葉谷氨酸N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受體的激活，發揮抗抑郁作用[22]。中腦腹側被蓋區的多巴胺能神經元活性下調被認為與抑郁發生密切相關[20]。此外，焦慮障礙患者常伴有交感神經系統過度興奮，外周血中去甲腎上腺素和多巴胺的水平上升，在藥物治療后出現下降趨勢[23-24]。兒茶酚-O-甲基轉移酶（COMT）能夠將兒茶酚胺類代謝生成3-甲氧酪胺（3-methoxytyramine, 3-MT），后者經MOA 進一步氧化產生終產物高香草酸（homovanillic acid, HVA）。COMT 抑制劑能夠增加多巴胺半衰期和生物利用度，可用于帕金森病、精神分裂癥及抑郁等治療[25]。

內源性阿片肽系統是由腦啡肽、內啡肽等前體水解產生的20 多種活性肽與μ、σ、κ 類阿片受體組成，發揮中樞鎮痛和呼吸抑制等作用[26]。其中μ 型阿片受體屬于G 蛋白偶聯受體，廣泛存在于大腦紋狀體、海馬、前額葉皮質、伏隔核等腦區，除參與鎮痛和成癮外，還參與調節情緒、行為變化和精神癥狀[27]。大量證據表明內源性阿片系統在調節情緒及許多精神疾病中具有重要作用[28]。μ 阿片受體失調可影響大腦內神經營養因子與神經遞質水平，導致抑郁的發生，而給予阿片類藥物能夠在短期內迅速改善抑郁癥狀[28]。丹參及其活性成分能夠靶向HTR1A、MAOA/MAOB、COMT 及OPRM1，參與調控5-HT 與多巴胺能神經元、兒茶酚胺類代謝及內源性阿片系統，可能成為改善冠心病合并抑郁或焦慮障礙的潛在作用機制。

本研究基于網絡藥理學探究丹參及其活性成分改善抑郁或焦慮的潛在機制存在一定的局限性。首先，通過數據庫篩選的有效成分可能與臨床患者體內實際有效成分并不一致；其次，中藥網絡分析難以區分不同單體成分之間的抑制效應和激活效應；最后，富集分析結果可能與生物體內實際情況有所偏差，仍需要進一步實驗驗證。

綜上，丹參及其復方制劑廣泛用于冠心病患者臨床治療當中，其活性單體具有的調節腦內單胺遞質、兒茶酚胺代謝及內源性阿片系統等潛在作用，成為治療冠心病合并焦慮抑郁障礙的潛在藥物，其安全、有效及經濟易得使之具有良好的臨床應用前景。