Introduction
随着肥胖和相关代谢综合症的流行，以肝脏中脂肪过度积累为特征的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）已成为最常见的慢性疾病之一，并可能发展为脂肪性肝炎、肝硬化和肝细胞癌等严重疾病。目前，针对NAFLD的治疗方法有限且可能导致副作用。因此，寻找安全有效的治疗或预防方案迫在眉睫。基于药食同源物质的食疗在各种疾病预防等方面拥有悠久历史，具有良好疗效与低副作用，是预防与治疗各种慢性疾病的理想选择。“行气除湿气饮”（XQCSY），由苍术、陈皮、莱菔子和决明子4味药食同源食材构成，是源于“楂曲平胃散”的食疗方。从中医角度而言，XQCSY可以直接作用于肝脏，祛除湿气，促进血液畅通。但XQCSY预防NAFLD的分子机制仍不甚明了。
扬州大学关天竺博士团队通过网络药理学和分子对接技术全面探究XQCSY预防NAFLD的潜在活性成分和作用机理，从系统药理学角度阐明XQCSY与NAFLD之间的互作联系。
图1 解析XQCSY抗NAFLD机制的相关流程图
Results and discussion
活性化合物及相关靶点筛选
根据OB≥30%和DL≥0.18标准，共从TCMSP数据库中筛选出48种XQCSY的有效活性化合物。其中，β-谷甾醇、谷甾醇、豆甾醇来自XQCSY中的多种药食同源食材，可能在预防NAFLD中发挥作用。将其对应的靶点导入Uniport，去重后留下134个活性靶点。采用GeneCards、DisGeNET、OMIM、MalaCards、CTD和TTD数据库，以“non-alcoholic fatty liver disease”为关键词，获得了1667个NAFLD的靶点（图2B）。XQCSY和NAFLD共有81个共同靶点（图2A），作为后续研究的关键靶点。
图2（A）XQCSY在非酒精性脂肪肝病中的常见靶点；
（B）与NAFLD相关的基因
“药食同源食材-化合物-作用靶点”网络的构建与分析
为了全面揭示XQCSY抗NAFLD的分子机制，构建“药食同源食材-化合物-作用靶点”网络（图3）。采用Network Analyzer对网络进行分析，取木犀草素（MOL000006, n = 37）、黄芩苷（MOL000173, n = 32）、豆甾醇（MOL000449, n = 26）、柑桔素（MOL005828, n = 22）、芦荟大黄素（MOL000471, n = 18）、β-谷甾醇（MOL000358, n = 17）为核心活性成分。
图3 XQCSY的“药食同源食材-化合物-共同靶点”网络
PPI网络的拓扑分析与关键靶点筛选
将共同靶点导入STRING 12.0以获取PPI网络（图4A），将PPI结果导入Cytoscape 3.9.1以获取靶点相互作用网络。筛选后，前30个靶点显示在图4B中，靶点的重要性随着红色程度的减弱而降低。基于Betweenness、Closeness以及Degree，筛选出AKT1、TNF、IL6 3个关键靶点。
图4（A）XQCSY抗NAFLD的蛋白质-蛋白质相互作用网络；（B）按度值排序的前30个基因
GO与KEGG富集分析
利用GO富集分析研究了XQCSY相关靶点，以系统阐明XQCSY预防NAFLD的潜在机制。GO包括生物过程（BP）、细胞组分（CC）和分子功能（MF）。基于代表富集程度的P值选择了BP、CC和MF中前20个显著富集的项目，红色越深代表P值越低、富集程度越高。结果皆表明XQCSY在生物过程中发挥多重协同作用。通过Metascape研究XQCSY的KEGG通路，以进一步分析其预防NAFLD机制。根据P值检索到的前20个KEGG通路显示在图5中。结果表明，XQCSY通过多靶点、多通路在抗NAFLD中起着关键作用。
图5 XQCSY靶点的GO与KEGG通路富集分析
分子对接
为揭示XQCSY的潜在预防NAFLD作用，采用分子对接研究了关键靶点（AKT1、TNF、IL6）与活性成分（木犀草素、汉黄芩素、豆甾醇、柑桔素、芦荟大黄素、β-谷甾醇）之间的结合行为。图7显示了理论结合位点和构象。结合能（图6）越低，结构越稳定。由于结合能均低于-6 kcal/mol，表明皆能稳定结合。此外，TNF对这6个核心活性成分具有更高的亲和力，表明TNF可能是预防NAFLD的关键。研究表明，植物化学物质可能以多种方式影响靶点。尽管上述植物化学物质对靶点显示出不同的机制，但它们都有抗NAFLD的潜能，为探索生物活性和潜在应用奠定了基础。
图6 活性物质与NAFLD关键靶点分子对接
作者简介
第一作者
任晨汐，女，工学硕士，现就读于扬州大学食品科学与工程学院，主要研究方向为药食同源功能性成分挖掘与分析。主持2024年江苏省“研究生科研与实践创新计划”项目，在国内外期刊公开发表学术论文4篇，其中SCI收录1篇，中文核心收录2篇（第一作者）。
关天竺，男，扬州大学食品科学与工程学院讲师，硕士生导师，现任Food & Medicine Homology等期刊青年编委。近年来主要研究方向为基于3D打印与药食同源功能化的咀嚼功能障碍体系研究。获2022年吉林省科学技术奖 自然科学二等奖与2020年吉林省科学技术奖 自然科学二等奖。主持2020年江苏省基础研究计划（自然科学基金）青年基金项目、2022年中国科协“科技智库青年人才计划“、2020年江苏省高等学校自然科学研究面上项目与扬州市2020年“绿扬金凤计划”优秀博士项目。累计发表SCI论文40余篇，其中（共同）第一作者身份发表SCI论文20篇，作为副主编出版教材一部。
论文网址：
https://doi.org/10.26599/FMH.2024.9420015