依据《中药复方制剂整体质量评价体系的构建及应用》中关于构建中药复方制剂整体质量评价体系的技术路线，按照《达立通颗粒整体质量研究方案》，开展达立通颗粒整体质量评价研究，包括研发立项研究、组方和方解研究、中药材/饮片质量研究、生产过程控制技术研究、作用机制研究、质量标志物和生物标志物研究、循证医学研究、药物经济学研究。根据项目进展情况，我们将陆续报道相关研究成果。本期介绍基于网络药理学和分子对接的达立通颗粒对功能性消化不良作用机制研究成果。

摘要：目的：运用网络药理学和分子对接技术研究达立通颗粒对功能性消化不良（Functional dyspepsia，FD）的作用机制。方法：应用TCMSP等数据库筛选达立通颗粒中各药物主要活性化学成分与FD靶点相关性，构建“中药-化学成分-靶基因-疾病”网络，再构建蛋白互作关系网络，GO功能富集与KEGG信号通路富集，最后进行分子对接。结果：筛选出的活性化学成分与功能性消化不良共有133个靶点，通过125条通路作用于功能性消化不良。结论：达立通颗粒通过多成分，多靶点，多通路治疗FD。

功能性消化不良（Functional dyspepsia，FD）是指伴有上腹痛、胀，嗳气，食欲不振等临床症状的一种临床常见功能性胃肠病，可分为运动障碍型、溃疡型及非特异型。全世界FD的患病率较高，西方国家约10%～40%，亚洲国家约5%～30%。然而，FD发病机制并未明确。西医多认为FD与肠胃动力障碍、内脏高敏感、社会心理因素、十二指肠粘膜病症、幽门螺旋杆菌感染等有关。

在FD的治疗上，中医认为宜在通利消滞、和胃降逆的基础上，佐以清热解郁之剂。达立通颗粒是根据古人“腑气以通为用”的原则研制而来，处方是由柴胡、枳实、木香、陈皮、清半夏、焦山楂、焦槟榔、鸡矢藤、党参、延胡索、六神曲、蒲公英组成，方中12味中药材都具有调节胃肠功能、促进消化之功效。且经过多种临床观察证明达立通颗粒其疗效确切，使用安全性高。

网络药理学是近年来兴起的一门具有“多基因、多靶点”特点的药理学分支学科，开创了一种多靶点与多种疾病间复杂网状关系的新型模式，在复杂疾病发病机制及治疗靶标的研究方面具有重要的应用价值。随着网络药理学的发展，其特点正与中医药整体性及辨证施治原则不谋而合，已广泛应用于中药研究中。本研究运用网络药理学和分子对接技术，构建活性有效成分与靶点及调控通路的网络，探究达立通颗粒治疗FD的作用机制。

1 材料与方法

1.1 主要活性化学成分的筛选与搜集

本研究通过将达立通颗粒中12味中药名称输入TCMSP数据库并结合文献检索，搜集达立通颗粒中12味中药材的活性化学成分，筛选条件为口服生物利用度（OB）≥30%，成药相似性（DL）≥0.18，将活性化学成分2D结构输入Swiss Institute of Bioinformatics数据库中的Swiss ADME进行进一步的筛选。

1.2 活性化学成分潜在靶点的搜集

将“1.1项”下搜集到的活性化学成分通过PubChem数据库和Swiss Institute of Bioinformatics数据库中的SwissTargetPrediction进行潜在靶点的搜集。通过网络图像化软件Cytoscape 3.7.2构建“活性化学成分靶点”互相作用网络图。

1.3 功能性消化不良疾病靶点的搜集及与达立通颗粒作用靶点Venn分析

采用DRUGBANK数据库、GENECARDS数据库、TTD数据库，在数据库中搜集与FD相关的靶点基因，整理后建立FD相关靶点数据集。剔除重复靶点后，经过Venn分析，得到达立通颗粒潜在作用于FD的靶点基因，构建“中药-化学成分-靶基因-疾病”网络图。

1.4 生物分子网络建立

将“1.3项”下得到的133个基因检索String数据库，得到蛋白与蛋白之间的相互作用信息，通过Cytoscape3.7.2软件对靶点蛋白质-蛋白质互作关系（PPI）网络进行分析。

1.5 富集分析

将疾病-药物成分共同靶点导入DAVID数据库进行GO功能富集分析，选择生物过程（biological process，BP）/细胞组（cell component，CC）/分子功能（molecμLar function，MF）排名前十的通路，绘制条形图。将共同靶点导入DAVID 数据库进行KEGG信号通路富集分析，设置P<0.05，剔除广泛通路后，得到排名靠前的重要通路绘制气泡图。

1.6 分子对接

通过PDB数据库和ZINC数据库分别搜集度值（degree）排名靠前的蛋白质和小分子配体，通过AutoDockTools1.5.6进行分子对接（若结合能＜0，表明配体分子均能和受体蛋白自发地结合），并将打分结果通过GraphPad Prism8生成热图，将打分最高的结果通过PyMol2.5生成分子对接图。

2 结果

2.1 主要活性化学成分的筛选与搜集

通过TCMSP数据库和文献报道，经OB、DL条件按筛选共得到活性化学成分71个，说明达立通颗粒多成分协调治疗FD。

2.2 活性化学成分潜在靶点的搜集

通过数据库检索得到达立通颗粒化学成分去重后对应的903个作用靶点。通过Cytoscape3.7.2软件将候选化合物和靶点相连，表明该网络由984个节点，6771条边。

2.3 FD疾病靶点的搜集及与达立通颗粒作用靶点Venn分析

通过DRUGBANK等数据库建立FD相关靶点数据集，剔除重复的靶点后，共搜集到592个FD疾病相关靶点。经过Venn分析，得到达立通颗粒潜在作用FD的133个靶点基因。通过Cytoscape3.7.2软件构建“中药-化学成分-靶基因-疾病”网络图，说明达立通颗粒多靶点治疗FD。

2.4 生物分子网络建立

将Venn分析得到的133个基因检索String数据库，通过Cytoscape软件对靶点PPI网络进行分析。其中degree排名前5的靶点为PIK3CA、AKT1、STAT3、MAPK1、SRC，可认为是达立通颗粒治疗FD的核心靶点。

2.5 富集分析

将核心靶点导入DAVID数据库进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析，GO功能富集分析的BP/CC/MF各有133个生物过程，选取各排名前十的通路做条形图。其中BP富集结果有RNA聚合酶Ⅱ启动子转录正调控、细胞增殖正调控、DNA模板转录正调控、对药物的反应等。CC富集结果有质膜、细胞核、胞质溶胶、细胞质等。MF富集结果有蛋白质结合、ATP结合、相同蛋白结合、酶结合等。

KEGG信号通路富集分析得到125条通路，选取排名靠前的20条富集较大通路做图。富集结果所涉及通路有PI3K/AKT信号通路、Rap 1信号通路、MAPK信号通路、JAK-STAT通路等，此结果说明达立通颗粒多通路治疗FD。

2.6 分子对接结果分析

选取五个关键靶点与五个活性有效成分进行分子对接，绘制热图，可知：MAPK1和山柰酚（kaempferol）结合力最高，打分为-3.38，其次是SRC和橙皮素（Hesperetin），为-2.94，结合力最小的是AKT1和9,10,13-TriHOME，打分为1.16。并给予结合能力最高的MAPK1与山柰酚绘制分子对接图。

3 讨论与小结

本研究通过数据库和文献报道，筛选后得到达立通颗粒活性化学成分71个。在133个与FD有关的潜在靶基因中，黄酮类活性成分作用靶点占绝大部分，如山柰酚、橙皮素等，其次是生物碱类和有机酸类。黄酮类化合物对于功能性消化不良患者有良好的治疗效果。有研究表明，橙皮素可改善胃肠屏障，减少胃肠炎症，调节胃肠蠕动，改善恶心呕吐等。经体外实验证明，山柰酚对胃起保护作用，可抑制各种组织和细胞中促炎细胞因子的表达，在幽门螺旋杆菌引起的胃肠炎症中，山柰酚通过抑制上调炎症因子达到抗炎作用。

从PPI图可知degree排名前5的靶点分别为PIK3CA、AKT1、STAT3、MAPK1、SRC。在KEGG通路富集中，所涉及通路有PI3K/AKT信号通路、Rap1信号通路、MAPK通路、JAK-STAT通路等。

PIK3CA（磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚单位a）作用于PI3K-AKT通路。AKT为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，AKT1为其家族的一员，其作为重要分子参与 PI3K-AKT信号通路调节。响应细胞外信号，PI3K（磷脂酰肌醇3-激酶）激活后把PIP2（磷脂酰肌醇二磷酸）磷酸化为PIP3（磷脂酰肌醇三磷酸），PIP3促使下游ATK活化，通过磷酸化调控下游多种通路。eNOS为其下游通路，调节产生NO。NO是一种抑制性神经递质，存在于消化道内可作用于胃肠道平滑肌，抑制平滑肌收缩，导致胃肠道蠕动减少。NO及其代谢物是参与FD发病机制的重要因子。有研究表明，胃屏障功能受损是FD发病的一个促成因素。AKT的表达可激活NF-κB（核因子κB），增强炎症因子释放，引起胃粘膜损伤。

STAT3（信号传导及转录激活因子3）在细胞因子刺激下，可作用于JAK-STAT通路调节多种基因表达。十二指肠与FD发病机制有关，FD患者伴随有十二指肠低度炎症。分布广泛的JAK-STAT信号通路是免疫反应、炎症反应的重要通路，JAK2-STAT3通路为其中重要的一条，可促进IL-6，TNF-α，IL-1β等炎症因子表达。有实验表明，调节此通路，可降低炎症因子水平，促进肠粘膜修复减轻损伤，可降低中枢炎症反应，产生抗抑郁作用。FD与抑郁相关，FD患者更易产生抑郁倾向。

MAPK1（丝裂原活化蛋白激酶1，又称ERK2）为MAPK信号传导的关键调节因子。Rap1主要影响ERK信号传导通路调控基因表达。ERK通路为MAPK经典通路之一，参与炎症反应且与抑郁关系密切。MAPK通路通过调节ERK1/2等信号分子磷酸化，进而调节相关炎症因子表达。在FD适证中，上腹痛症状与幽门螺旋杆菌感染最相关，且使用达立通颗粒联合雷贝拉唑“三联”疗法治疗幽门螺旋杆菌感染疗效更为确切。幽门螺旋杆菌可通过激活ERK1/2信号通路，引起炎症因子过度表达，胃黏膜产生持续损伤。MAPK/ERK通路受信号刺激后，可调节痛觉的敏感性。ERK1/2信号通路调控下游脑源性神经影响因子表达，可对抑郁产生影响。

经PPI图和KEGG富集通路分析可知，关键靶点分别与富集较大通路相对应，PI3K-AKT信号通路参与炎症反应，调节产生NO，影响胃肠道动力。JAK-STAT信号通路调节炎症因子水平，影响粘膜损伤，改善抑郁。MAPK信号通路可调控炎症反应，抑郁和疼痛敏化。结合分子对接结果表明活性成分与作用靶点结合能力强，表明运用网络药理学对达立通颗粒治疗FD作用机制研究可行。

综上所述，本研究提示达立通颗粒活性成分作用于PIK3CA、AKT1、STAT3、MAPK1等相关靶点，通过PI3K/AKT通路、MAPK通路、JAK-STAT通路等多个通路，调节炎症因子水平、胃肠动力、抑郁情绪等作用治疗FD。揭示了达立通颗粒治疗FD的复杂分子网络关系，从理论层面分析了达立通颗粒治疗FD的潜在作用机制，体现了达立通颗粒多成分、多靶点、多通路协同治疗FD的特点，为中医药治疗FD提供了科学依据。但本研究仅在网络药理学的基础上预测药物对疾病的作用机制，还需进行相关实验，深入探究其具体作用机制。

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