Introduction
肥厚型心肌病（HCM）是现代社会中常见的心血管疾病之一。其特征为心肌肥厚，且常伴心房颤动、心力衰竭和心律失常等严重并发症。此外，约62%的HCM患者还伴有高血压（HTN），这使得临床管理变得更加复杂。在疾病早期阶段，HCM和HTN可能均表现为无症状，但随着HTN的进展，心肌细胞的肥厚通常会迅速加剧。目前，针对合并高血压的HCM患者，尚缺乏安全有效的治疗药物，研究者们正在积极探索能够同时改善心肌肥厚及降低血压的综合治疗方案，以期增强患者的生活质量和改善预后。
在众多中药材中，牛膝与三白草因其独特的药理特性受到广泛关注。在中医理论框架下，HCM常被归因于气滞、瘀血及痰湿阻滞。牛膝通过促进血液循环、消散瘀血及疏通经络，有望改善心肌的供血，从而减轻心肌肥厚。三白草则通过清热解毒、利尿及消肿作用，辅助降低血压并减轻心脏负担。已有研究表明，牛膝能够通过抗纤维化、抗氧化及抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统的活性来减缓心肌肥厚，而三白草则展现出抗炎、抗菌及降压的特性，有助于高血压的控制及心血管系统的保护。基于中医理论，这两种中药的组合具有协同增强治疗效果的潜力，为HTN合并HCM患者提供了一种有前景的互补治疗策略。然而，目前针对其具体作用机制的研究仍显不足，亟需开展系统性研究以深入探讨其作用机制及临床应用价值。
生物信息学网络分析通过构建“疾病-基因-靶点-药物”相互作用网络，全面评估药物对疾病的影响。计算机辅助药物设计（CADD）为评估药物结合模式及受体亲和力提供了科学基础，具有高效性及准确性。生物信息学与CADD的结合在多个治疗领域展现了显著的有效性，例如在HIV研究中辅助设计抑制剂，在肿瘤学领域识别药物靶点并优化疗效，以及在阿尔茨海默病研究中设计小分子以调节关键蛋白。针对心血管药物，生物信息学可用于分析遗传变异，而CADD则用于设计针对这些变异的药物。本研究的初步目标是利用生物信息学与CADD技术评估牛膝和三白草的活性成分，以探讨其在治疗肥厚型心肌病和高血压方面的潜力。
齐齐哈尔医学院贾伟伟课题组通过将生物信息学与计算机辅助药物设计的结合，聚焦于牛膝与三白草的天然活性成分，并系统性地确定其作用靶点，旨在探讨其对HCM与HTN的潜在疗效，揭示了这些传统中药在现代医学中的应用价值，并为心血管疾病的治疗提供了新的研究思路。
Results and Discussion
1.药物和疾病靶点的筛选及中药-成分-靶点-通路网络的构建
采用生物信息学分析、计算机辅助药物设计及体内外实验，系统性探讨了牛膝和三白草在治疗HCM和HTN方面的潜力。通过TCMSP数据库、BATMAN数据库和SwissTargetPrediction数据库，筛选出来自牛膝和三白草的24种活性成分及696个靶基因。同时，利用GeneCards和DisGeNET数据库鉴定出与HCM及HTN相关的62种基因。对这些疾病相关基因与活性成分靶点进行交集分析，最终识别出18个共同靶点。这些靶点可能通过调节多种细胞功能参与心血管系统的保护，为后续的研究奠定了基础。
在药理机制的探讨中，发现这些活性成分通过调节平滑肌细胞增殖调节、活性氮种类代谢过程和氧化还原酶活性等多个功能发挥作用，且这些功能与HCM和HTN的病理过程密切相关。此外，构建的药理网络图包括2种草药、18个化学成分节点、18个靶蛋白节点和32个通路节点。为理解其在治疗肥厚型心肌病和高血压中的作用提供了重要依据。
2.分子对接和分子动力学模拟
基于网络中的节点及连通性对关键蛋白和小分子化合物进行排序，随后进行分子对接和分子动力学模拟。通过均方根偏差（RMSD）评估，结果显示槲皮素_INSR复合物在模拟过程中维持了稳定的构象，而槲皮素_IGF1R复合物和槲皮素_MMP9复合物则分别在50和42纳秒后达到稳定状态。相较之下Inophyllum E_INS复合物表现出周期性波动，提示其相对不稳定性。氢键分析结果表明，槲皮素与IGF1R、INSR和MMP9之间形成了2−4个持久氢键，其中槲皮素_INSR在整个模拟过程中显示出显著且稳定的氢键，最高可达6个，表明其间存在强相互作用。结合自由能计算结果显示，槲皮素_INSR复合物和Inophyllum E_IN复合物的结合能最低，槲皮素_INSR复合物表现出最高的结合能（<−33.71 kcal/mol）。结合能的残基级分析指出，槲皮素_INSR复合物中的天冬氨酸（ASP 1150）对结合稳定性贡献显著。上述分析结果表明，牛膝和三白草的共同小分子化合物槲皮素，作为潜在的药物，与INSR靶点之间的稳定结合，为HTN合并HCM的治疗提供了重要的理论依据。
3.槲皮素改善HCM和HTN的药理学评价
为评估槲皮素的治疗潜力，本研究采用HTN（L-NAME和ISO处理）及HCM（TAC处理）动物模型，对心脏组织进行了靶基因检测。通过聚合酶链反应技术评估生物信息学预测的基因表达水平，结果显示HCM和HTN均导致血管紧张素系统相关基因（如NOS3、NPPA和NR3C1）的上调，符合药理网络的预测。后续实验表明，在AngII处理条件下，槲皮素能够显著恢复原代心肌细胞中IGF1R、INSR和MMP9的mRNA水平。此外，槲皮素还有效改善了心肌细胞横截面积（CSA），并显著降低心房钠尿肽（ANP）和脑钠肽（BNP）的蛋白水平，提示其对AngII诱导的心脏肥大具有显著的改善作用。这些结果进一步验证了药理网络方法在识别潜在治疗靶点的可靠性，制强调了槲皮素在缓解HCM和HTN相关症状方面的药理作用。
作者简介
第一作者
肖丹，哈尔滨工业大学医学健康研究院副研究员，长期从事功能性食品研发工作。其研究成果发表在《Acta Pharmaceutica Sinica B》及《Phytomedicine》等国际顶尖期刊，已发表SCI论文20篇。作为项目负责人，主持了国家自然科学基金、中国博士后科学基金面上项目、省属高校科研资助项目等5项。
通讯作者简介
贾伟伟，齐齐哈尔医学院实验师，长期围绕心血管疾病开展研究，其研究成果发表在《International Journal of Oncology》及《Experimental and Therapeutic Medicine》等期刊，累计发表论文13余篇，申请发明专利两项，主持黑龙江省教育厅课题面上项目等课题3项。
原文网址：https://www.sciopen.com/article/10.26599/FMH.2026.9420103