目的  通过网络药理学和分子对接技术探究裸花紫珠治疗急性胃炎（acute gastritis，AG）的作用机制。

方法  通过SymMap数据库和文献检索裸花紫珠化学成分，结合Swiss Target Prediction平台搜索成分靶点；通过GeneCards和OMIM数据库搜索疾病靶点。利用STRING数据库结合Cytoscape 3.8.2软件平台构建蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction，PPI）网络，筛选关键作用靶点。通过DAVID在线分析工具对核心靶标进行京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）富集分析及基因本体论（Gene Ontology，GO）富集分析。运用Cytoscape 3.8.2软件建立“成分-关键靶点-通路”多维网络模型，系统解析核心活性成分的作用机制。最后对核心成分和核心靶点进行分子对接验证。

结果  共筛选得到裸花紫珠17个化学成分，对应333个成分靶点和1  239个疾病靶点，将成分靶点和疾病靶点取交集得到115个靶点。通过PPI网络分析，得到AKT1、TNF、IL6等43个核心靶点。KEGG富集分析得到PI3K-Akt、AGE-RAGE等信号通路。通过“成分-核心靶点-通路”图预测得到咖啡酸、芥子醛、藿香黄酮醇等关键成分。分子对接结果表明，关键成分和关键靶点之间存在氢键作用、疏水作用等较强的分子间相互作用，表明两者具有较高的亲和力。

结论  裸花紫珠可通过多成分、多靶点、多通路对AG发挥作用，为裸花紫珠治疗AG提供了理论依据。

急性胃炎（acute gastritis，AG）是由感染、应激、药物等多种原因引起的，以出血、水肿、糜烂为主要表现的胃黏膜急性损伤[1]。AG具有发病急、发病率高的特点，由于其病情发展迅速，若不及时处理，严重时会危及患者生命[2]。目前西医主要采用抗感染、抑制胃酸分泌、止泻等手段，以对症治疗为主，但仅能暂时缓解症状，远期容易复发，疗效欠佳[3-4]；中医主张通过疏肝和胃、清热泻火、活血泻热、温经通络等手段来缓解症状，对治疗AG具有一定优势[5]。裸花紫珠属马鞭草科，富含黄酮、挥发油、萜类等化学成分，具有清热解毒、收敛止血之功效。其现代成药制剂裸花紫珠片、裸花紫珠栓等的说明书中明确其可用于细菌感染引起的炎症及消化道出血，这为其用于治疗以炎症和黏膜损伤为关键病理环节的AG提供了初步的临床应用依据。尽管裸花紫珠临床常用相关剂型尚未直接标明胃炎适应症，但中医理论认为其归胃经，且临床常将其用于治疗胃热出血、胃脘痛等与AG相关的症候 [6]。现代药理研究也证实裸花紫珠具有显著的抗炎、抗菌和止血活性，临床上主要用于溃疡性结肠炎、肝炎和阴道出血等的治疗[7-9]。另外，刘杨研究发现裸花紫珠在改善AG患者疼痛、抗感染、上腹饱胀等症状方面确有效果[10]。但目前裸花紫珠治疗AG的具体药效物质基础、作用靶点及信号通路网络仍未被充分阐明。本研究通过网络药理学结合分子对接技术，多维度、多层次探讨裸花紫珠治疗AG的作用机制，以期为裸花紫珠的临床应用提供有效参考。

1 方法

1.1 裸花紫珠活性成分筛选及潜在靶点预 测

基于SymMap数据库（http://www.symmap.org/）和文献搜索裸花紫珠的化学成分。利用Pubchem数据库（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）获得化学成分的 Isomeric SMILES信息，并将其导入Swiss Target Prediction的ADME平台（http://www.swisstargetprediction.ch/）。以“MW≤500”且在5种类药性（Lipinski、Ghose、Veber、Egan、Muegge）的结果中满足2个及以上“Yes”为标准，筛选活性成分。将筛选得到的活性成分导入Swiss Target Prediction平台，物种设置为“Homo sapiens”，筛选结合概率（probability）＞0的相关靶点作为裸花紫珠的潜在作用靶点。

1.2 疾病靶点获取

以AG的英文关键词“Acute Gastritis”在GeneCards数据库（https://www.genecards.org/）中检索疾病靶点并筛选相关性（Relevance）评估大于中位数的靶点；同时，在OMIM数据库（https://omim.org/mimmatch/）检索AG靶点作为补充。

1.3 交集靶点获取

利用Venny 2.1平台（https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html）绘制韦恩图，以筛选药物化学成分与疾病的交集靶点。

1.4 蛋白质互作网络图构建及核心靶点获 取

将筛选得到的共有靶点提交至STRING数据库（https://string-db.org/），设置参数为多重蛋白分析模式（multiple proteins），物种限定为人类（Homo sapiens），并将蛋白质相互作用可信度阈值设定为0.7，同时剔除孤立节点。获取TSV格式数据后，通过Cytoscape 3.8.2软件平台进行网络拓扑分析，运用CytoNCA插件计算以下网络拓扑参数：度中心性（degree centrality，DC）、介数中心性（betweeness centrality，BC）、接近中心性（closeness centrality，CC）、特征向量中心性（eigenvector centrality，EC）、网络中心性（network centrality，NC）及局部平均连通度（local average connectivity，LAC）。筛选标准为各参数值高于中位数的关键靶点，并利用该软件构建蛋白质互作（protein-protein interaction，PPI）网络可视化图谱。

1.5 基因本体富集分析和京都基因和基因百科全书通路分析

选取43个核心靶点，利用DAVID数据库（https://david.ncifcrf.gov/）进行基因本体论（Gene Ontology，GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）富集分析，物种选择Homo sapiens，P＜0.05。其中GO分析包含3个子项，分别为生物学过程（Biological Process，BP）、细胞组分（Cell Component，CC）与分子功能（Molecular Function，MF）。采用微生信在线分析平台（http://www.bioinformatics.com.cn/）对富集分析结果进行图形化展示。

1.6 “成分-核心靶点-通路”图构建

利用 Cytocsape 3.8.2软件构建“成分-核心靶点-通路”网络图并进行分析。以节点表示化学成分、核心靶点和通路，边表示节点之间的相互作用关系。

1.7 分子对接验证

基于网络药理学结果，进一步探究核心成分与核心靶点之间的相互关系，本研究选取度值排名前3的核心靶点作为受体，度值排名前3的活性成分作为配体进行分子对接验证。首先进行受体分子的预处理，在蛋白质结构数据库PDB（https://www.rcsb.org/）下载受体分子pdb格式的三维结构文件，然后利用pymol 2.4软件删除受体的原配体，利用AutoDock Tools 1.5.6软件进行去水、加氢、设置为受体操作，保存为pdbqt格式。然后进行配体分子的预处理，通过Pubchem数据库搜索下载化学成分sdf格式的三维结构文件，用OpenBableGUI 3.1.1软件转换为pdb格式；然后利用AutoDock Tools 1.5.6软件对小分子加氢、设置为配体、检测旋转键、设置旋转键一系列操作，保存为pdbqt格式。最后利用AutoDock Vina软件对预处理后受体蛋白和配体小分子进行半柔性分子对接，利用Pymol 2.4软件和Discovery Studio 2020软件对结果进行可视化分析。

2 结果

2.1 裸花紫珠活性成分筛选及潜在靶点预 测

通过SymMap数据库和文献检索，最终收集到17个化学成分，将其导入Swiss Target Prediction平台预测靶点，最终汇总共得到333个化学成分靶点，见表1。

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  表格1 裸花紫珠化学成分信息

  Table 1.Chemical composition information of Callicarpa Nudiflora Folium

  

2.2 疾病靶点获取

通过GeneCards和OMIM数据库检索分别获得867和533个AG相关靶点，两者合并去重共得到1 239个疾病靶点。

2.3 交集靶点获取

通过Venny 2.1平台将333个化学成分靶点和1 239个疾病靶点取交集，后共得115个交集靶点，见图1。

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  图1 裸花紫珠和急性胃炎的靶点韦恩图

  Figure 1.Venn diagram of Callicarpa Nudiflora Folium and acute gastritis

  

2.4 PPI网络图构建及核心靶点获取

将115个交集靶点经过DC、BC、CC、EC、NC、LAC 6个指标筛选后最终获得43个核心靶点，同时利用Cytoscape 3.8.2软件绘制PPI网络图，筛选前网络包括113个节点和1 758条边，筛选后网络包含43个节点和701条边，见图2。图中颜色越深代表其DC值越大，其中DC排名靠前5的靶点是蛋白激酶B（RAC-alpha serine/threonine-protein kinase，AKT1）、白介素6（interleukin-6，IL6）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）、人表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）、B细胞淋巴瘤因子2（B-cell lymphoma-2，BCL2），表明可能是裸花紫珠治疗AG的核心靶点。

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  图2 靶点筛选的PPI网络图

  Figure 2.Network diagram of protein-protein interaction for target screening

  

2.5 GO富集分析和KEGG通路富集分析

将43个核心靶点进行富集分析，共涉及443个生物学过程、56个细胞组分、102个分子功能和146条KEGG通路。其中，生物学过程主要与凋亡过程的负调控、RNA聚合酶II对转录的正向调控、平滑肌细胞增殖的正向调控等有关；细胞组分主要与质膜、含蛋白质复合物、细胞质等有关；分子功能主要与酶结合、蛋白磷酸酶结合、蛋白酪氨酸激酶活性等有关；KEGG主要富集于PI3K-Akt信号通路、AGE-RAGE信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性、脂质与动脉粥样硬化等。利用微生信平台对GO分析前10个条目和KEGG分析前20个通路进行可视化呈现，见图3。

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  图3 GO富集分析和KEGG通路富集分析

  Figure 3.Diagram of Gene Ontology enrichment analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analysis

  注：A. GO富集分析图；B. KEGG通路富集分析图。

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2.6 “成分-核心靶点-通路”图构建

利用 Cytoscsape 3.8.2软件构建“成分-核心靶点-通路”图，共包含72个节点、399条边（图4）。图中颜色越深、字体越大，代表其DC值越大，DC代表与该节点存在直接关系节点的数目，反映该节点枢纽性重要性，一般认为DC值越大其在网络中的调控作用就越重要。结果显示DC值排名靠前的3个成分为：藿香黄酮醇（MOL12，degree：15）、咖啡酸（MOL1，degree：11）、芥子醛（MOL15，degree：11），表明其可能是裸花紫珠治疗AG的核心成分。

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  图4 “成分-核心靶点-通路”图

  Figure 4.Diagram of ingredients-targets-pathways

  注：绿色代表通路；紫色代表靶点；红色代表化学成分。

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2.7 分子对接验证

通过PDB数据库分别下载AKTI（PDB ID：4GV1）、IL6（PDB ID：4CNI）、TNF（PDB ID：5UUI）受体蛋白的三维结构，然后利用 AutoDock Vina软件对预处理后受体蛋白和配体小分子进行分子对接。结合能表示受体蛋白与配体小分子之间的亲和能力，结合能 ≤-5 kcal/mol可认为两者的结合能力较好。结果表明，受体AKTI、IL6、TNF与配体咖啡酸、芥子醛、藿香黄酮醇两两分子对接的结合能均小于≤-5 kcal/mol，说明它们之间均有比较好的亲和力。进一步探索其相互作用关系，选择结合能最低的前3组（AKT1-藿香黄酮醇、IL6-藿香黄酮醇、AKT1-咖啡酸）进行分析。结果显示，藿香黄酮醇与AKT1蛋白中的氨基酸残基GLY294、ASP274和GLY162产生氢键作用，与HIS194和PHE161产生疏水作用，与ASP292和GLU191产生静电作用；藿香黄酮醇与IL6蛋白中的氨基酸残基GLN38、GLY41、PRO40和GLY42产生氢键作用，与VAL95和ALA40产生疏水作用；咖啡酸与AKT1蛋白中的氨基酸残基ASP292和ALA230形成氢键相互作用，与VAL164和ALA177形成疏水作用，与MET281形成静电作用，见表2和图5。

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  表格2 分子对接结合能（kcal/mol）

  Table 2.Molecular docking binding energy (kcal/mol)

  注：AKTI. RAC-alpha serine/threonine-protein kinase，蛋白激酶 B；IL6. Interleukin-6，白介素 6；TNF. Tumor necrosis factor，肿瘤坏死因 子。

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  图5 分子对接结果图

  Figure 5.Diagram of molecular docking results

  注：A. AKTI-藿香黄酮醇的分子对接示意图；B. AKTI-咖啡酸的分子对接示意图；C. IL6-藿香黄酮醇的分子对接示意图。

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3 讨论

AG是常见的消化系统疾病，发病率高、致病因素多，其中炎症微环境和氧化应激是AG发展的关键因素[11]。临床上可通过抑制炎症和氧化应激反应，调节免疫，促进胃黏膜细胞的修复，进而改善AG症状[12-14]。中药裸花紫珠在民间常用于消炎止血，但其治疗AG的现代药理学机制尚不明确。本研究综合运用网络药理学与分子对接技术，系统揭示了裸花紫珠通过“多成分-多靶点-多通路”模式治疗AG的潜在机制。

本研究构建的“成分-靶点-通路”网络提示，裸花紫珠的治疗作用并非依赖于单一成分，而是由咖啡酸、芥子醛、藿香黄酮醇等核心成分协同完成。PPI网络分析筛选出的AKT1、TNF、IL6等核心靶点，构成了一个紧密的相互作用网络。研究显示，咖啡酸在裸花紫珠中的含量相对较高，能通过抑制NF-κB通路，减少炎症因子TNF和IL6的释放，从而减轻胃肠道的炎症反应 [15- 16]；而AKT1是PI3K-Akt信号转导通路中的枢纽分子，PI3K-Akt信号通路的激活能够有效抑制氧化应激反应，同时下调促炎因子的释放，进而显著缓解机体的炎症反应，在细胞存活、增殖和抑制凋亡中扮演着重要角色[17-18]。这表明裸花紫珠的作用机制可能兼具“抗炎”与“保护”双重属性，一方面直接抑制TNF、IL6等炎症因子，另一方面通过激活AKT1介导的生存信号促进胃黏膜修 复。

KEGG富集分析提示，裸花紫珠可能通过协同调控PI3K-Akt与AGE-RAGE信号通路发挥治疗AG的作用。裸花紫珠的有效成分可能通过抑制AGE-RAGE通路从源头减轻氧化损伤，同时通过调节PI3K-Akt通路增强胃黏膜细胞的防御和修复能力，这种对多条通路的协同调控可能是其发挥疗效的系统性基础。

本研究采用分子对接对核心成分与核心靶点之间的相互关系进行了验证。结果显示，咖啡酸、芥子醛等与AKT1、TNF等靶点之间均存在稳定的氢键和疏水相互作用，结合能良好，这从结构生物学的角度证实了其结合的可能性与稳定性。例如，咖啡酸与TNF的活性口袋残基形成多个氢键，这与文献报道的其能抑制NF-κB通路从而减少TNF释放的结论一致[15-16]。同样，芥子醛通过疏水作用与靶点结合，为其已知的抗氧化、降低NO水平的能力提供了直接的作用靶点依据[19-20]。

综上所述，本研究通过系统的生物信息学分析，揭示了裸花紫珠主要活性成分可能通过作用于AKT1、TNF、IL6等关键靶点，调控PI3K- Akt、AGE-RAGE等多条信号通路，协同发挥抗炎、抗氧化及保护胃黏膜的作用，从而治疗AG。这不仅为裸花紫珠的传统药用价值提供了科学依据，也为其后续的深度开发和临床应用指明了方向。

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