通脑饮治疗急性脑梗死的临床疗效及作用机制研究：基于网络药理学和分子对接技术

doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0594

中国全科医学 ›› 2024, Vol. 27 ›› Issue (23): 2904-2912.DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0594

通脑饮治疗急性脑梗死的临床疗效及作用机制研究：基于网络药理学和分子对接技术

张林¹, 高锦², 吴明华³, 王广梅⁴^,^*()

1．210000　江苏省南京市，南京中医药大学附属南京市中西医结合医院神经内科
2．210000　江苏省南京市，南京中医药大学
3．210000　江苏省南京市，南京中医药大学附属医院　江苏省中医院神经内科
4．210000　江苏省南京市，南京中医药大学附属南京市中西医结合医院药剂科

收稿日期:2023-05-26 修回日期:2023-12-06 出版日期:2024-08-15 发布日期:2024-05-08
通讯作者: 王广梅
作者贡献：
吴明华提出研究思路，设计研究方案，研究命题的提出、设计；张林负责进行试验或调查、调查对象的选取、样本的采集、指标化验与检测等；张林、高锦负责数据收集、采集、清洗和统计学分析、绘制图表等；高锦负责论文起草；王广梅负责最终版本修订，对论文负责。
基金资助:
江苏省中医药管理局项目(ZT202102)

Clinical Efficacy and Mechanism of Action of Tongnao Decoction Treating Acute Cerebral Infarction: a Study Based on Network Pharmacology and Molecular Docking

ZHANG Lin¹, GAO Jin², WU Minghua³, WANG Guangmei⁴^,^*()

1. Department of Neurology, Nanjing Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Hospital, Nanjing 210000, China
2. Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210000, China
3. Department of Neurology, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine/Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine, Nanjing 210000, China
4. Department of Pharmacy, Nanjing Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Hospital, Nanjing 210000, China

Received:2023-05-26 Revised:2023-12-06 Published:2024-08-15 Online:2024-05-08
Contact: WANG Guangmei

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摘要/Abstract

摘要： 背景脑梗死是由各种原因引起的局部脑组织区域供血障碍，通脑饮为江苏省中医院治疗脑梗死的协定方，但具体作用机制尚不清楚。目的本研究旨在通过网络药理学和临床试验，解释通脑饮治疗脑梗死的机制。方法选取2019年1月—2020年6月江苏省中医院收治的199例脑梗死患者。根据随机数字表法，将患者分为对照组（97例）和试验组（102例）。两组均接受稳定型脑梗死的标准化治疗，试验组加用通脑饮治疗。治疗前和治疗2周时，两组均采用美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评估卒中引起的功能损害程度，采用改良Rankin量表（mRS）评估神经功能的恢复情况。从TCMSP和文献中筛选通脑饮的化学成分，选择生物利用度（OB）≥30%和药物相似性（DL）≥0.18要求的成分寻找该处方的有效成分。利用OMIM和GeneCards数据库分析通脑饮治疗脑梗死的分子靶点。在筛选出共同靶点后，用Cytoscape软件、String数据库分别绘制化合物和靶蛋白的网络图、构建蛋白相互作用（PPI）网络和基因本体论（GO）功能及京都基因和基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析。最后，进行分子对接实验，确定通脑饮治疗脑梗死的主要活性成分。结果治疗后，试验组NIHSS、mRS评分均低于对照组（P<0.05）。最终得到通脑饮活性成分60个，潜在靶点147个，疾病相关靶点5 167个，药物与疾病的交集靶点121个。KEGG信号通路富集分析获得前列腺癌症、神经活性配体-受体相互作用、白介素（IL）-17信号通路、催乳素信号通路、PI3K-Akt信号通路、钙信号通路等。分子对接显示，通脑饮治疗脑卒中的主要活性成分β谷甾醇、山柰酚和胡萝卜素与核心蛋白雄激素受体（AR）有较好的结合性。结论通脑饮可能通过激活AR来治疗脑梗死。IL-17信号通路、PI3K-Akt信号通路和催乳素信号通路也是潜在的机制。

关键词: 脑梗死, 通脑饮, 网络药理学, 炎症, 分子对接

Abstract:

Background

Cerebral infarction is a disorder of blood supply to the local brain tissue area caused by various causes. Tongnao Decoction is approved and used in Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine for the treatment of cerebral infarction. However, the specific mechanisms underlying its action remain unclear.

Objective

To explain the mechanism of Tongnao Decoction in the treatment of cerebral infarction through network pharmacology and clinical trails.

Methods

From January 2019 to June 2020, a total of 199 patients with cerebral infarction admitted to Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine were included in the clinical study. and divided into the control group (97 cases) and experimental group (102 cases) according to the method of random number table. Both groups received standardized treatment for stable cerebral infarction, and the experimental group was treated with Tongnao Decoction. The National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) was used to assess the degree of functional impairment caused by stroke, and the modified Rankin Scale (mRS) was used to assess the recovery of neurological function for both groups before treatment and at 2 weeks of treatment. The chemical compounds of Tongnao Decoction were screened from TCMSP and literature, and those with bioavailability (OB) ≥30% and drug-like properties (DL) ≥0.18 requirements were selected to find the active ingredient of the prescription. OMIM and GeneCards databases were used to analyze the molecular targets of Tongnao Decoction for the treatment of cerebral infarction. After screening the common targets, Cytoscape software, String database were used to plot the network of compounds and target proteins, construct protein-protein interaction (PPI) network, gene ontology (GO) function, and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) signaling pathway enrichment analysis, respectively. Molecular docking experiments were finally performed to identify the main active ingredients of Tongnao Decoction for the treatment of cerebral infarction.

Results

After treatment, the scores of NIHSS and mRS in the experimental group were lower than those in the control group (P<0.05). Finally, 60 active ingredients of Tongnao Decoction were obtained, including 147 potential targets, 5 167 disease-related targets, and 121 intersection targets of drugs and diseases. The enrichment analysis of KEGG signaling pathway obtained prostate cancer, neuroactive ligand-receptor interaction, IL-17 signaling pathway, prolactin signaling pathway, PI3K-Akt signaling pathway, calcium signaling pathway, etc. Molecular docking showed that β-sitosterol, kastricol and carotene, the main active ingredients of Tongnao Decoction in the treatment of stroke, had good binding properties to the core protein androgen receptor (AR) .

Conclusion

Tongnao Decoction may play a role in treating cerebral infarction by activating AR. IL-17 signaling pathway, PI3K-Akt signaling pathway and prolactin signaling pathway are potential mechanisms as well.

Key words: Brain infarction, Tongnao Decoction, Network pharmacology, Inflammation, Molecular docking

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图/表 11

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组别	例数	NIHSS评分				mRS评分
组别	例数	治疗前	治疗后	Z_配对值	P值	治疗前	治疗后	Z_配对值	P值
对照组	96	3.0（2.0，6.0）	1.5（1.0，3.0）	-5.577	<0.001	2.5（1.0，4.0）	2.0（1.0，2.0）	-5.759	<0.001
试验组	102	2.0（1.0，6.0）	1.0（0，2.0）	-5.592	<0.001	1.0（1.0，4.0）	1.0（1.0，4.0）	-2.586	0.010
Z值		-1.714	-3.192			-0.427	-2.053
P值		0.087	0.001			0.669	0.040

组别	例数	NIHSS评分				mRS评分
组别	例数	治疗前	治疗后	Z_配对值	P值	治疗前	治疗后	Z_配对值	P值
对照组	96	3.0（2.0，6.0）	1.5（1.0，3.0）	-5.577	<0.001	2.5（1.0，4.0）	2.0（1.0，2.0）	-5.759	<0.001
试验组	102	2.0（1.0，6.0）	1.0（0，2.0）	-5.592	<0.001	1.0（1.0，4.0）	1.0（1.0，4.0）	-2.586	0.010
Z值		-1.714	-3.192			-0.427	-2.053
P值		0.087	0.001			0.669	0.040

药物	ID	成分	OB（%）	DL
CX	MOL001494	Mandenol	42	0.2
	MOL002135	Myricanone	40.6	0.5
	MOL002140	Perlolyrine	65.95	0.3
	MOL002151	senkyunone	47.66	0.2
	MOL002157	wallichilide	42.31	0.7
	MOL000359	sitosterol	36.91	0.8
	MOL000433	FA	68.96	0.7
GT	MOL000358	beta-sitosterol	36.91	0.8
	MOL000359	sitosterol	36.91	0.8
	MOL000422	kaempferol	41.88	0.2
	MOL000073	ent-Epicatechin	48.96	0.2
	MOL008455	3-oxo-22α-hydroxyurs-12-en-27，28-dioc acid	32.33	0.7
	MOL008456	（3E，4R）-4-（1，3-benzodioxol-5-ylmethyl）-3-[（3，4，5-trimethoxyphenyl）methylidene]oxolan-2-one	51.78	0.6
	MOL008457	Tetrahydroalstonine	32.42	0.8
	MOL008458	Angustidine	51.85	0.7
	MOL008460	geissoschizinc acid	49.92	0.6
	MOL008463	SMR000232338	56.74	0.7
	MOL008465	（E）-16，17-Didehydro-17-methoxy-17，18-seco-3-beta-yohimban-16-carboxylic acid methyl ester	32.75	0.6
	MOL008467	Rhynchophylline A	68.68	0.7
	MOL008468	methyl（E）-2-[（2S，3Z，12bS）-3-ethylidene-2，4，6，7，12，12b-hexahydro-1H-indolo[3，2-h]quinolizin-2-yl]-3-methoxyprop-2-enoate	56.83	0.6
	MOL008469	Rhynchophylline	41.82	0.6
	MOL008470	SMR000232333	78.38	0.7
	MOL008471	Isorhyncophylline	47.31	0.6
	MOL008472	hirsutasideA	70.34	0.8
	MOL008473	（E）-2-[（3S，6'S，7'S，8'aS）-6'-ethyl-2-keto-spiro[indoline-3，1'-indolizidine]-7'-yl]-3-methoxy-acrylic acid methyl ester	57.85	0.6
	MOL008474	（E）-2-[（3R，6'S，7'S，8'aS）-6'-ethyl-2-keto-spiro[indoline-3，1'-indolizidine]-7'-yl]-3-methoxy-acrylic acid methyl ester	54.47	0.6
	MOL008475	Mitraphyllic acid	31.7	0.7
	MOL008476	hirsutasideB	40.21	0.8
	MOL008477	corynoxeine	57.13	0.6
	MOL008478	methyl（E）-2-[（2S，3R，12bS）-3-vinyl-1，2，3，4，6，7，12，12b-octahydroindolo[3，2-h]quinolizin-2-yl]-3-methoxy-prop-2-enoate	31.94	0.6
	MOL008481	（1'R，3S，4a'S，5a'S，10a'R）-1'-methyl-2-oxo-1'，4a'，5'，5a'，7'，8'，10'，10a'-octahydrospiro[indoline-3，6'-pyrano[3，4-f]indolizine]-4'-carboxylic acid	105.22	0.7
	MOL008482	（2S，12bR）-methyl 2-（（E）-1-oxobut-2-en-2-yl）-1，2，6，7，12，12b-hexahydroindolo[2，3-a]quinolizine-3-carboxylate	42.07	0.6
	MOL008484	vincoside lactam_qt	50.81	0.8
	MOL008485	hirsutasideC	34.27	0.8
	MOL008487	hirsutine	34.44	0.4
	MOL008488	yohimbine	46.42	0.8
	MOL008489	delta（sup 18）-Hirsutine	41.64	0.6
	MOL008490	isocorynantheic acid	72.36	0.6
	MOL000098	quercetin	46.43	0.3
	MOL008635	coryincine	38.27	0.8
TNX	MOL013146	8，11，14-Docosatrienoic acid，methyl ester	43.23	0.3
	MOL013156	[（2R）-2-[[[（2R）-2-（benzoylamino）-3-phenylpropanoyl]amino]methyl]-3-phenylpropyl] acetate	38.88	0.6
	MOL001510	24-epicampesterol	37.58	0.7
	MOL000358	beta-sitosterol	36.91	0.8
	MOL000359	sitosterol	36.91	0.8
	MOL000449	Stigmasterol	43.83	0.8
	MOL000953	CLR	37.87	0.7
HGT	MOL000422	Kaempferol	41.88	0.2
	MOL001525	daucosterol	36.91	0.8
	MOL000569	gallic acid	61.85	0.3
JJCP	MOL001987	β-sitosterol	33.94	0.7
TM	MOL000296	β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranoside	36.91	0.8
	MOL008173	daucosterol	36.91	0.8
	MOL005399	alexandrin	36.91	0.8
JC	MOPL001532	phytosterol	36.91	0.8
	MOL000953	Cholesterol	37.87	0.7
	MOL001525	Daucosterol	36.91	0.8
	MOL000422	Kaempferol	41.88	0.2
SZ	MOL000433	glutamic acid	68.96	0.7
	MOL006967	Xanthine	44.72	0.2

药物	ID	成分	OB（%）	DL
CX	MOL001494	Mandenol	42	0.2
	MOL002135	Myricanone	40.6	0.5
	MOL002140	Perlolyrine	65.95	0.3
	MOL002151	senkyunone	47.66	0.2
	MOL002157	wallichilide	42.31	0.7
	MOL000359	sitosterol	36.91	0.8
	MOL000433	FA	68.96	0.7
GT	MOL000358	beta-sitosterol	36.91	0.8
	MOL000359	sitosterol	36.91	0.8
	MOL000422	kaempferol	41.88	0.2
	MOL000073	ent-Epicatechin	48.96	0.2
	MOL008455	3-oxo-22α-hydroxyurs-12-en-27，28-dioc acid	32.33	0.7
	MOL008456	（3E，4R）-4-（1，3-benzodioxol-5-ylmethyl）-3-[（3，4，5-trimethoxyphenyl）methylidene]oxolan-2-one	51.78	0.6
	MOL008457	Tetrahydroalstonine	32.42	0.8
	MOL008458	Angustidine	51.85	0.7
	MOL008460	geissoschizinc acid	49.92	0.6
	MOL008463	SMR000232338	56.74	0.7
	MOL008465	（E）-16，17-Didehydro-17-methoxy-17，18-seco-3-beta-yohimban-16-carboxylic acid methyl ester	32.75	0.6
	MOL008467	Rhynchophylline A	68.68	0.7
	MOL008468	methyl（E）-2-[（2S，3Z，12bS）-3-ethylidene-2，4，6，7，12，12b-hexahydro-1H-indolo[3，2-h]quinolizin-2-yl]-3-methoxyprop-2-enoate	56.83	0.6
	MOL008469	Rhynchophylline	41.82	0.6
	MOL008470	SMR000232333	78.38	0.7
	MOL008471	Isorhyncophylline	47.31	0.6
	MOL008472	hirsutasideA	70.34	0.8
	MOL008473	（E）-2-[（3S，6'S，7'S，8'aS）-6'-ethyl-2-keto-spiro[indoline-3，1'-indolizidine]-7'-yl]-3-methoxy-acrylic acid methyl ester	57.85	0.6
	MOL008474	（E）-2-[（3R，6'S，7'S，8'aS）-6'-ethyl-2-keto-spiro[indoline-3，1'-indolizidine]-7'-yl]-3-methoxy-acrylic acid methyl ester	54.47	0.6
	MOL008475	Mitraphyllic acid	31.7	0.7
	MOL008476	hirsutasideB	40.21	0.8
	MOL008477	corynoxeine	57.13	0.6
	MOL008478	methyl（E）-2-[（2S，3R，12bS）-3-vinyl-1，2，3，4，6，7，12，12b-octahydroindolo[3，2-h]quinolizin-2-yl]-3-methoxy-prop-2-enoate	31.94	0.6
	MOL008481	（1'R，3S，4a'S，5a'S，10a'R）-1'-methyl-2-oxo-1'，4a'，5'，5a'，7'，8'，10'，10a'-octahydrospiro[indoline-3，6'-pyrano[3，4-f]indolizine]-4'-carboxylic acid	105.22	0.7
	MOL008482	（2S，12bR）-methyl 2-（（E）-1-oxobut-2-en-2-yl）-1，2，6，7，12，12b-hexahydroindolo[2，3-a]quinolizine-3-carboxylate	42.07	0.6
	MOL008484	vincoside lactam_qt	50.81	0.8
	MOL008485	hirsutasideC	34.27	0.8
	MOL008487	hirsutine	34.44	0.4
	MOL008488	yohimbine	46.42	0.8
	MOL008489	delta（sup 18）-Hirsutine	41.64	0.6
	MOL008490	isocorynantheic acid	72.36	0.6
	MOL000098	quercetin	46.43	0.3
	MOL008635	coryincine	38.27	0.8
TNX	MOL013146	8，11，14-Docosatrienoic acid，methyl ester	43.23	0.3
	MOL013156	[（2R）-2-[[[（2R）-2-（benzoylamino）-3-phenylpropanoyl]amino]methyl]-3-phenylpropyl] acetate	38.88	0.6
	MOL001510	24-epicampesterol	37.58	0.7
	MOL000358	beta-sitosterol	36.91	0.8
	MOL000359	sitosterol	36.91	0.8
	MOL000449	Stigmasterol	43.83	0.8
	MOL000953	CLR	37.87	0.7
HGT	MOL000422	Kaempferol	41.88	0.2
	MOL001525	daucosterol	36.91	0.8
	MOL000569	gallic acid	61.85	0.3
JJCP	MOL001987	β-sitosterol	33.94	0.7
TM	MOL000296	β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranoside	36.91	0.8
	MOL008173	daucosterol	36.91	0.8
	MOL005399	alexandrin	36.91	0.8
JC	MOPL001532	phytosterol	36.91	0.8
	MOL000953	Cholesterol	37.87	0.7
	MOL001525	Daucosterol	36.91	0.8
	MOL000422	Kaempferol	41.88	0.2
SZ	MOL000433	glutamic acid	68.96	0.7
	MOL006967	Xanthine	44.72	0.2

UniP-ID	Protein names	Degree
P03372	Estrogen receptor（ESR1）	51
P10275	Androgen receptor（AR）	47
P00734	Prothrombin（F2）	44
P35354	Prostaglandin G/H synthase 2（PTGS2）	43
P27487	Dipeptidyl peptidase 4（DPP4）	39
P24941	Cyclin-dependent kinase 2（CDK2）	37
P07900	Heat shock protein HSP 90-alpha（HSP90）	35
P49841	Glycogen synthase kinase-3 beta（GSK3B）	34
P35228	Nitric oxide synthase，inducible（NOS2）	34
P23219	Prostaglandin G/H synthase 1（PTGS1）	33
Q14524	Sodium channel protein type 5 subunit alpha（SCN5A）	30
P11229	Muscarinic acetylcholine receptor M1（CHRM1）	29
P22303	Acetylcholinesterase（ACHE）	29
P07477	Trypsin-1（PRSS1）	28
Q92731	Estrogen receptor beta（ESR2）	28
P37231	Peroxisome proliferator-activated receptor gamma（PPARG）	27
P35368	Alpha-1B adrenergic receptor（ADRA1B）	26
Q12809	Potassium voltage-gated channel subfamily H member 2（KCNH2）	26
P00742	Coagulation factor X（F10）	25
P20309	Muscarinic acetylcholine receptor M3（CHRM3）	25

通脑饮治疗急性脑梗死的临床疗效及作用机制研究：基于网络药理学和分子对接技术

Clinical Efficacy and Mechanism of Action of Tongnao Decoction Treating Acute Cerebral Infarction: a Study Based on Network Pharmacology and Molecular Docking

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