复方中药圣愈汤治疗股骨头坏死机制的网络药理(4)

3 讨论 Discussion

3.1 中医治疗股骨头坏死 中医学将股骨头坏死归于“骨痹”“骨痿”和“骨蚀”等范畴，如《灵枢刺节骨烛真邪篇》中提到“虚邪之入身也深，寒与热相传，久留而内著，内伤骨为骨蚀”。在股骨头坏死早期，患者多属气滞血瘀兼气血两虚证候，运用调和气血法治疗股骨头坏死尤为关键。股骨头坏死是一个病理演变过程，主要表现在股骨头软骨下骨的血管新生能力变差、骨形成相关细胞凋亡增加、成骨分化能力减弱、破骨细胞增殖异常及炎症细胞浸润等[11]。因此，寻找调节股骨头坏死病理生理机制的药物及其分子作用机制的研究具有重要意义。

图 1 ｜股骨头坏死相关芯片的差异表达基因Figure 1 ｜Differentially expressed genes on the chips related to osteonecrosis of the femoral head图注：其中绿色代表下调基因，红色代表上调基因，其中差异最显著的5 个上调基因为

图 2 ｜活性化合物靶点-疾病靶点交集基因韦恩图Figure 2 ｜Venn diagram of active compoundsdisease intersecting genes图注：紫色饼状图代表股骨头坏死靶点，共6 045 个；黄色饼状图代表圣愈汤靶点，共196 个，二者交集得到73 个共有靶点

图 3 ｜活性成分-靶点网络Figure 3 ｜Active components-targets network图注：图中方形图标代表活性成分，其中灰色代表共同活性成分，绿色代表川芎活性成分，黄色代表白芍活性成分，紫色代表人参活性成分，蓝色代表黄芪活性成分，红色椭圆形图标代表靶点

图 4 ｜圣愈汤-活性成分-靶点-股骨头坏死调控网络Figure 4 ｜Regulatory network ofShengyuDecoction in the treatment of osteonecrosis of the femoral head图注：红色椭圆图标表示股骨头坏死，绿色菱形图标表示与股骨头坏死密切相关的作用靶点，蓝色椭圆图标表示圣愈汤，紫色三角图标表示与圣愈汤中的各种有效成分

图 5 ｜圣愈汤治疗股骨头坏死的蛋白互作网络Figure 5 ｜Protein-protein interaction network ofShengyuDecoction in the treatment ofosteonecrosis of the femoral head图注：圆形代表靶点，连线代表靶点之间存在互作关系，颜色与度值呈正相关，颜色越深在该网络中越重要

图 6 ｜圣愈汤治疗股骨头坏死的蛋白互作网络节点度值排序(Degree 值TOP20)Figure 6 ｜Ranking of node degrees of protein-protein interaction network regardingShengyuDecoction in the treatment of osteonecrosis of the femoral head (top 20 of the degree)图注：纵坐标代表靶点的名称，横坐标为度值，代表靶点在蛋白互作网络中与其他靶点的连接数，度值越高代表该靶点与其他靶点的关系越密切，度值越低代表该靶点与其他靶点的关系越疏远

图 7 ｜GO 功能富集分析(TOP20)Figure 7 ｜GO functional enrichment analysis (top 20)

图 8 ｜KEGG 信号通路点状图(TOP20)Figure 8 ｜Scatter diagram of KEGG signaling pathways (top 20)图注：图中横坐标为该通路所富集的基因占人体总基因的比例，气泡大小与通路上富集的基因数呈正比，气泡颜色越红则代表P值越小，其富集程度越显著，可信度越高

图 9 ｜山奈酚与白细胞介素6 的分子对接模式Figure 9 ｜Molecular docking diagram of kaempferol and interleukin-6

3.2圣愈汤能通过调节抗氧化、炎症反应、免疫调节和骨代谢等方面治疗股骨头坏死文章发现山柰酚、槲皮素、β-谷甾醇、豆甾醇和异鼠李素能匹配到较多疾病靶点，但作者查找以上化合物与股骨头坏死相关文献发现目前尚未有异鼠李素与股骨头坏死相关研究，值得今后进一步研究。核心靶点包括白细胞介素6，血管内皮生长因子A、J U N、M M P 9和白细胞介素1 β等，靶点间作用关系复杂多样。并富集到多条通路，包括和白细胞介素1 7、T o l l样受体、核转录因子κ B、肿瘤坏死因子和缺氧诱导因子1 α信号通路等，预测了圣愈汤可能通过调节炎症反应、骨代谢和血管生成等方面治疗股骨头坏死。因此可以认为圣愈汤有效成分间存在关联协同作用，其药效靶点对治疗股骨头坏死起重要作用。股骨头坏死发生机制可能与炎症反应、骨代谢异常和血管生成密切相关。Toll 样受体是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质分子，该受体参与的信号通路与免疫性疾病或炎性疾病联系紧密[12]。核转录因子kB 信号通路是位于Toll 样受体下游的信号通路，在TLR4/核转录因子kB 信号通路中，TLR4被激活后释放大量炎症因子如肿瘤坏死因子α、白细胞介素6，1β 等[13]。白细胞介素6 即炎性细胞因子白细胞介素6，其受体在破骨细胞中表达[14]。肿瘤坏死因子α 是肿瘤坏死因子家族成员，能促进破骨细胞的增殖，亦能介导核转录因子kB 信号通路，活化核转录因子κB 以激活破骨细胞核心因子NFATc1，并增加OSCAR 的表达以促进破骨细胞分化[15]。白细胞介素1β 即炎性细胞因子白细胞介素1β，同样是促炎细胞因子，在损伤和病理早期表达上调，促进炎症因子释放[16]。白细胞介素1β 能刺激骨髓间充质干细胞分化，影响与炎症、血管生成和骨形成相关的蛋白质的分泌[17-18]。研究表明，白细胞介素6，4 和肿瘤坏死因子α 等炎性因子可能是导致股骨头坏死出现疼痛症状的主要发病机制之一，炎性因子大量释放，导致免疫细胞致大血管区域浸润，诱发血管区域免疫炎性反应，持续损伤血管，最终导致股骨头坏死[19-20]。此外，Toll 样受体4 还与影响成骨细胞的信号通路密切相关[21，23]。Toll 样受体4 信号通路被激活，成骨细胞标志物的表达被抑制，导致成骨细胞的分化、增殖和矿化受到抑制[24]。肿瘤坏死因子α 通过激活骨形态发生蛋白2 信号通路中核转录因子kB因子，减少磷酸化的Smad1，抑制成骨细胞分化，并通过抑制成骨细胞中的碱性磷酸酶来抑制骨形成和矿化[25-26]。另有研究表明，肿瘤坏死因子α 也可能诱导成骨分化[27]。股骨头坏死中表达显著升高[28]。可以认为肿瘤坏死因子α 在调节骨稳态中发挥关键作用，对股骨头坏死的修复有重要意义。白细胞介素17 是已知30 余种白细胞介素之一，由CD4+T细胞分泌，能够诱导上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞合成分泌白细胞介素6、白细胞介素8、G-CSF 和前列腺素2 等因子。相关研究提示白细胞介素17 可能参与骨重建的调控。例如，白细胞介素17能抑制骨形态阿生蛋白2 诱导的成骨细胞分化[29-30]。另外，HUANG 等[31]发现白细胞介素17刺激间充质干细胞增殖，诱导间充质干细胞向成骨细胞分化。这种对骨稳态的矛盾效应表明白细胞介素17 对成骨细胞分化可能存在双向调节作用。缺氧诱导因子1α 信号通路是最具特征性的低氧反应通路，缺氧诱导因子1α 可调节与血管生成相关靶基因的表达[32]。研究发现，股骨头坏死区缺氧诱导因子1α 和血管内皮生长因子的表达明显低于修复区[33]。缺氧诱导因子1α 的靶基因血管内皮生长因子在促进血管生成-成骨偶联过程中发挥重要作用[34]。血管内皮生长因子A 作为血管内皮生长因子家族成员，促进血管内皮细胞的增殖和迁移，促进软骨内骨的形成，与股骨头坏死发病密切相关[35-36]。亦有研究表明缺氧诱导因子1α 可以抑制骨细胞凋亡，对激素性股骨头坏死起到防治作用[37-38]

文章来源：《现代中医药》 网址: http://www.xdzyyzz.cn/qikandaodu/2021/0301/408.html