网络药理学预测地黄饮子调控小胶质细胞干预阿尔茨海默病的机制

Mechanisms of Dihuang Yinzi intervening Alzheimer′s disease via microglia predicted by network pharmacology

摘要

目的 基于网络药理与分子对接方法预测地黄饮子调控小胶质细胞（MG）干预阿尔茨海默病（AD）的作用机制。　方法运用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）、SwissTargetPrediction和GeneCards数据库获取地黄饮子、AD和MG相关靶点。利用Venny2.1.0在线平台获取MG和AD交集靶点。构建蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络，筛选度值15作为重要成分。利用Cytoscape 3.10.0绘制“药物-活性成分-靶点”网络，筛选Degree200作为核心靶点。将地黄饮子与MG、AD交集靶点的相关数据导入DAVID完成GO功能注释和KEGG通路富集分析。运用AutoDock开展分子对接，利用PyMOL软件进行可视化分析。 结果 筛选得到地黄饮子活性成分69个，作用靶点484个。MG与AD交集靶点2 234个。并筛选找到丹酚酸B、五味子酯A、当归酰基戈米辛O、戈米辛R、枫马京等15个重要成分，AKT1、TP53、IL6、TREM2等10个核心靶点。GO分析显示，作用靶点主要涉及对β-淀粉样蛋白的反应、神经元胞体、MAP激酶等生物学过程及分子功能条目；KEGG分析显示，药物作用主要涉及脂质与动脉粥样硬化、神经退行性疾病、JAK-STAT等通路。分子对接显示，丹酚酸B与AKT1、五味子酯A与TREM2、当归酰基戈米辛O与TREM2、戈米辛R与TREM2、枫马京与TP53的结合能均-5 kCal/mol，氢键长度均3.5 nm，结合良好。　结论地黄饮子可能通过丹酚酸B、五味子酯A等成分靶向MG的AKT1和TREM2等关键靶点，调控炎症通路，影响MG的极化，干预AD进程。

Abstract

Objective To predict the mechanism by which Dihuang Yinzi regulates microglia（MG） in the intervention of Alzheimer's disease（AD） based on network pharmacology and molecular docking methods. Methods The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform（TCMSP）， SwissTargetPrediction， and GeneCards databases were utilized to identify targets associated with Dihuang Yinzi， AD， and MG. The Venny 2.1.0 online platform was used to identify the intersection targets between MG and AD. A protein-protein interaction（PPI） network was constructed， and components with a degree value greater than 15 were identified as important constituents. Cytoscape 3.10.0 was utilized to construct a "drug-active ingredient-target" network， and targets with a degree 200 were selected as core targets. The intersection target data of Dihuang Yinzi with MG and AD were imported into DAVID for Gene Ontology（GO） functional annotation and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG） pathway enrichment analysis. Molecular docking was conducted using AutoDock， and the results were visualized with PyMOL. Results A total of 69 active ingredients and 484 targets of Dihuang Yinzi were identified， along with 2 234 intersection targets between MG and AD. Fifteen important components were screened， such as salvianolic acid B， schisantherin A， angeloylgomisin O， gomisin R， and Marckine. Ten core targets were identified， such as AKT1， TP53， IL6， and TREM2. GO analysis revealed that the targets mainly enriched in the items in biological processes and molecular functional entries such as response to amyloid-beta， neuronal cell body， and MAP kinase. KEGG analysis indicated that the drug was mainly associated with pathways， such as lipids and atherosclerosis， neurodegenerative diseases， and JAK-STAT signaling. Molecular docking demonstrated that the binding energies of salvianolic acid B with AKT1， schisantherin A with TREM2， angeloylgomisin O with TREM2， gomisin R with TREM2， and Marckine with TP53 were all lower than -5 kCal/mol， with hydrogen bond distances all less than 3.5 nm， indicating favorable binding. Conclusion Dihuang Yinzi may intervene in the progression of AD by targeting key microglial targets（AKT1 and TREM2） in MG through active components（salvianolic acid B and schisantherin A）， thereby regulating inflammatory pathways and influencing MG polarization.

Graphical abstract

关键词

地黄饮子 / 阿尔茨海默病 / 小胶质细胞 / 网络药理学 / 分子对接 / TREM2

Key words

Dihuang Yinzi / Alzheimer's disease / microglia / network pharmacology / molecular docking / TREM2

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是一种主要发生于老年人的神经退行性疾病，以记忆力下降和认知功能障碍为主要临床特征。近年来我国的AD发病率和患病率随年份的推移呈上升趋势，严重影响公众健康与社会可持续发展^［1］。AD的病理学特征主要包括β-淀粉样蛋白沉积、神经纤维缠结和胶质细胞活化等^［2］。目前，临床治疗多使用胆碱酯酶抑制剂类药物，尚未发现能够覆盖AD病理机制的疗法^［3，4］，AD的治疗效果局限，不良反应明显等问题仍未解决。许多实验研究发现中药复方在减少Aβ沉积，抑制神经炎症，修复线粒体功能，改善氧化应激损伤和通过调节肠道菌群干预AD等方面有显著优势^［5］。

地黄饮子出自《黄帝素问宣明论方》，由地黄、山茱萸、肉苁蓉、巴戟天、肉桂、附子、石斛、麦冬、茯苓、石菖蒲、五味子、远志、生姜、大枣、薄荷15味中药组成，是滋肾阴、补肾阳、化痰开窍的经典方药。AD在中医中名“痴呆”，以肾精亏虚为本，痰瘀为标，虚实夹杂。地黄饮子与AD在中医理论上高度对证，现代临床与研究表明，地黄饮子对AD可通过多靶点、多途径发挥抗神经元凋亡作用^［5］，针对AD轻中度患者，地黄饮子减轻神经损害的效果优于临床常用药多奈哌齐，具有较高安全性^［6］，能够有效改善患者的认知功能。

小胶质细胞（microglia，MG）是中枢神经系统的主要免疫细胞，与神经炎症关系密切。在免疫刺激或组织损伤的情况下，MG极化为促炎表型（M1）和抗炎表型（M2），以调节神经炎症^［7］。M1型在疾病发生过程中会释放大量促炎因子，加重血脑屏障的破坏^［8，9］；M2型则可以产生抗炎因子和神经营养因子，改善神经疾病状态^［9］。近年研究表明，地黄饮子含药脑脊液能在体外减少Aβ沉积，清除Tau蛋白，并修复线粒体损伤，显著减少神经元细胞凋亡，缓解AD进程^［10］。因此，本研究通过网络药理学方法，预测地黄饮子调控MG干预AD的潜在活性成分，治疗靶点与涉及信号通路，并基于以上数据，采用分子对接方法探究重要活性成分与核心靶点的结合情况，旨在为地黄饮子治疗AD提供理论参考。

1 方法

1.1 地黄饮子活性成分及作用靶点的收集

利用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP，https：//www.tcmsp-e.com/load_intro.php）平台，检索地黄饮子中的巴戟天、薄荷、大枣、茯苓、附子、肉苁蓉、山茱萸、生姜、石菖蒲和五味子的化合物，筛选出符合口服生物利用度（oral bioavailability，OB）30%和类药性（drug-likeness，DL）0.18的活性成分，并获取其作用靶点。远志、石斛、麦冬未被TCMSP数据库收录，则通过SwissTargetPrediction（https：//swisstargetprediction.ch/）预测并筛选出得分不低于20的靶点。

1.2 MG与AD相关靶点获取

在Genecards数据库（https：//swisstargetprediction.ch/）中以“Microglia”，“Alzheimer's disease”为检索词，分别查询MG与AD的靶标基因，通过Venny2.1.0在线平台（https：//bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/）绘制Venn图获取MG与AD的交集靶点。

1.3 蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络图构建与分析

使用String数据库（https：//string-db.org/）构建靶点网络图，选择物种为“Homosapiens”，将MG与AD的交集靶点输入数据库获取交集靶点的PPI网络。将含有Node1、Node2和Combined score信息的文件导入Cytoscape 3.10.0软件绘制蛋白相互作用网络图，利用“Network Analyzer”功能分析，筛选度值（Degree）大于200的靶点视为核心靶点。

1.4 “药物-成分-靶点”可视化网络的构建

将地黄饮子的有效活性成分与MG和AD的交集靶点导入Cytoscape3.10.0软件，构建“药物-成分-靶点”网络模型。并运用“Network Analyzer”功能分析，选取度值前15位的活性成分作为重要活性成分。

1.5 地黄饮子信号通路及功能富集分析

将地黄饮子重要活性成分导入Metascape数据库（https：//metascape.org/gp/index.html#/main/step1）筛选出地黄饮子与MG、AD交集靶点相关的的富集分析数据，分别富集出生物学过程（BP）、细胞组分（CC）和分子功能（MF）前20个条目进行可视化，借助微生信在线作图平台（http：//www.bioinformatics.com.cn/）以P0.01为筛选标准，将富集分析结果可视化。

1.6 地黄饮子重要活性成分与关键靶点的分子对接

将地黄饮子重要活性成分与AD、MG共有的重要靶点对接，验证二者之间的作用关系。在PDB蛋白质数据库（https：//www.rcsb.org/）中下载核心靶点蛋白质结构，再从Pubchem数据库（https：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）中下载地黄饮子重要活性成分的化合物结构。运用AutoDock1.5.6软件完成分子对接，获取结合能，利用PyMOL软件绘制地黄饮子核心成分与AD、MG共有的重要靶点分子对接的三维图象，进行可视化分析。

2 结果

2.1 地黄饮子有效活性成分以及MG与AD共同靶点的筛选结果

在TCMSP数据库中检索地黄饮子组成成分，通过OB、DL筛选出有效成分，其中，巴戟天有效活性成分9个、薄荷4个、大枣13个、茯苓5个、附子7个、肉苁蓉5个、山茱萸14个、生姜7个、石菖蒲1个、五味子4个。因TCMSP数据库中未收录远志、石斛、麦冬三味中药，通过SwissTargetPrediction预测并开展药代动力学性质测试（absorption，distribution，metabolism，excretion， ADME），得到有效成分11个。将以上药物合并共有成分后共得到有效成分69个（见表1）。对69个有效成分进行检索预测后得到484个作用靶点，包括巴戟天56个、薄荷35个、大枣88个、茯苓43个、附子77个、肉苁蓉57个、山茱萸69个、生姜15个、石菖蒲15个、五味子29个。

从Genecards数据库中获得MG靶标基因2 565个，AD靶标基因15 515个，绘制Venn图得到两者的交集靶点2 234个（见图1）。

2.2 地黄饮子调控MG干预AD进程核心靶点的PPI网络构建与分析结果

利用String数据库构建MG与AD交集靶点的PPI蛋白互作网络，结果显示，网络图包括436个节点，13 254条边（见图2），平均度值为61.22。选取度值大于200的靶点作为关键靶点，共有10个，分别是AKT1、TP53、IL6、INS、IL1B、CASP3、ALB、TNF、APP、TREM2。度值分别为256，253，249，244，236，235，234，228，209，204。表明以上10个靶点在PPI蛋白互作网络中发挥着重要作用，可能是地黄饮子调控MG干预AD进程的关键靶点。

2.3 地黄饮子“药物-成分-靶点”可视化网络构建与分析结果

根据地黄饮子有效成分和作用靶点，利用Cytoscape3.10.0绘制“药物-成分-靶点”网络图，网络图由339个节点、1 010条边组成（见图3）。将活性成分按照度值筛选，排名前15的成分分别为β-谷甾醇、豆甾醇、谷甾醇、石斛宁、石斛黄酮苷、海绵甾-5-烯-3β-醇、油酸乙酯、丹酚酸B、石斛碱、远志呫吨酮Ⅰ、远志呫吨酮Ⅱ、枫马京、五味子酯A、当归酰基戈米辛O、戈米辛R。度值分别为78，47，46，32，32，31，30，17，17，17，17，16，16，16，16。本研究选择其中关联度较强的丹酚酸B、枫马京、五味子酯A、当归酰基戈米辛O、戈米辛R这5种重点成分与核心靶点对接，进行机制预测。

2.4 核心靶点的GO功能与KEGG通路富集分析

将地黄饮子与MG、AD交集靶点的相关数据进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。GO分析共获得6 406条富集条目（P0.01），其中BP、CC和MF分别富集出前20个条目。BP主要集中于对β-淀粉样蛋白的反应、对脂多糖的反应、炎症反应的负向调节、蛋白质磷酸化、ERK1/ERK2级联反应、学习或记忆和昼夜节律的调节等；CC主要集中于突触、突触前后膜、神经元突起、神经元胞体、线粒体、质膜、含蛋白复合物、轴突膜等；MF主要集中于MAP激酶、JUN激酶、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶、内肽酶和蛋白结合等（见图4）。

KEGG富集分析共获得1 585条通路，选取前20条信号通路绘制条形图，地黄饮子调控MG干预AD主要涉及脂质与动脉粥样硬化、MAPK信号通路、细胞凋亡、神经退行性疾病通路、JAK-STAT信号通路、炎症介质调控TRP通道和NF-κB通路等（见图5）。

2.5 地黄饮子重要功效成分与关键靶点的分子对接结果

使用AutoDock完成分子对接，验证地黄饮子的重要活性成分与核心靶点之间的关系。其中，AKT1、TP53、TREM2这3个核心靶点可与丹酚酸B、枫马京、五味子酯A、当归酰基戈米O、戈米辛R 5种有效成分良好对接。结果显示，重要活性成分与核心靶点之间的结合能均小于-5 kCal/mol，结合性好；氢键长度均小于3.5 nm，结合结构稳定（见表2）。结合构象的可视化展示见图6。

3 讨论

AD作为一种进展不可逆的神经系统变性疾病，目前临床治疗上主要以胆碱酯酶抑制剂类药物为主，但此类药物整体疗效欠佳，易引发代谢紊乱、锥体外系症状、过度镇静及心脑血管事件风险增加等不良反应^［11］。近年来，早期疾病修饰治疗、免疫细胞疗法和神经调控疗法逐步应用于AD治疗领域，然而这类新疗法存在用药条件严苛、技术尚未成熟等局限^［11］。目前，AD临床治疗仍面临药物靶点单一、疗效有限、血脑屏障通透性低和副作用等难题。中医经典组方地黄饮子在AD临床治疗有广泛应用，多项临床研究证实，地黄饮子用于早中期AD治疗效果确切，截至目前，临床应用中尚未发现其相关不良反应事件，现有研究表明，地黄饮子可通过保护神经元结构、抗炎和保护线粒体结构等途径延缓AD进程^［5］。但相关作用靶点存在泛化问题，针对AD中关键靶点TREM2及MG的相关机制研究较匮乏。基于此，本研究采用网络药理学与分子对接相结合的方法，初步预测地黄饮子调控MG干预AD进程的作用机制。

本研究通过网络药理学方法建立“药物-靶点-疾病”交互网络，共筛选出地黄饮子调控MG干预AD的有效活性成分69个，丹酚酸B、五味子酯A、戈米辛R、当归酰基戈米辛O、枫马京5种核心成分，重点聚焦丹酚酸B、五味子酯A和戈米辛R，并预测AKT1和TREM2可能为其关键作用靶点。其中，五味子酯A和戈米辛R均属于五味子的木脂素类成分，在抑制炎症因子释放方面发挥重要作用，已有多项研究证实，二者能通过抑制脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）释放，进而抑制MG向M1型活化，减轻炎症反应，改善MG介导的神经退行性疾病^［12］，如在针对与MG相似的巨噬细胞实验研究中发现，戈米辛R可以通过降低炎症因子释放、抑制由M1型活化的强效刺激剂LPS诱导的巨噬细胞RAW264.7细胞的增殖，发挥抗炎症作用^［13］。因巨噬细胞可作为研究MG一般性免疫反应M1、M2极化的模型细胞，故推测戈米辛R可能通过抑制LPS诱导MG向M1型活化，抑制NF-κB表达抗炎，延缓AD进程。五味子酯A具备穿透血脑屏障的能力，可通过提高脑组织中GSH含量，降低MDA含量，改善脑部氧化应激损伤，减轻AD神经元变性坏死，其抗氧化应激能力强于五味子醇甲^［12］。丹酚酸B作为附子的有效成分，具备良好的抗氧化功效。研究显示其可减少细胞内氧化应激反应介导活性氧（ROS）生成，降低Tau蛋白磷酸化水平，维持线粒体膜完整性和氧化还原稳态，减少细胞凋亡^［14］，进而发挥保护神经细胞作用。枫马京属于生物碱类成分，具有抑制神经炎症作用。已有研究证实，远志、石斛、麦冬三者的有效活性成分能够抑制神经元细胞凋亡，改善学习记忆能力^［15-17］。基于上述内容，本研究将筛选出的重点活性成分与关键靶点进行分子对接，开展作用机制预测。

分子对接结果显示，预测的重点活性成分与关键靶点均表现出良好的结合活性，成功预测AKT1与TREM2是地黄饮子调控MG干预AD的关键靶点，提示地黄饮子的有效活性成分可能主要通过调控MG发挥抗神经炎症、抗氧化双重作用，干预AD进程。AKT1为苏氨酸蛋白激酶，是磷脂酰肌醇-3-激酶信号通路下游的主要分子，广泛参与多种神经系统疾病的发生发展过程^［18］，AKT1可通过磷酸化抑制NF-κB的表达，减少TNF-α、IL-6的释放^［19］。TREM2主要表达于大脑MG表面，是调控MG极化状态的关键基因，可调节MG由M1型向M2型转化，减少MG过度激活后炎性细胞因子的释放^［20］。TREM2虽不直接参与NF-κB通路，但可通过调节MG极化状态间接调控NF-κB通路，影响神经炎症发生。有关研究表明，上调TREM2表达，可抑制Aβ斑块诱导的NF-κB通路转导激活，调控下游炎性因子的表达^［21］。AKT1和TREM2二者分别通过直接和间接方式调控NF-κB通路，二者可能形成协同调控网络，干预炎症因子释放与神经炎症发生，影响AD进程。TP53作为抑癌蛋白，可激活多种促凋亡基因，在神经细胞凋亡过程中发挥核心作用。本研究重点分析神经炎症核心调控细胞MG，首次预测木脂素类成分五味子酯A和戈米辛R与TREM2靶点结合，干预AD进程，为TREM2激动剂类药物的研发提供参考依据。

本研究的局限性在于研究多通过宏观的网络图与对接实验推测，未来需通过细胞实验、动物实验进一步明确本研究筛选的“活性成分-靶点-通路”具体调控机制，深入解析AKT1与TREM2在神经炎症调控网络中的交互关系，完善地黄饮子调控MG干预AD进程的分子机制，为其临床应用与新药研发提供更充分的科学依据。

综上，本研究通过网络药理与分子对接方法，初步揭示了地黄饮子调控MG干预AD的潜在作用机制，证实丹酚酸B、五味子酯A和戈米辛R可与AKT1和TREM2有效结合，通过抑制炎症因子释放，调控MG活化形态和维持线粒体膜完整性与氧化还原稳态等途径，发挥抗炎抗氧化作用，进而干预AD进程。

参考文献

[1] 韩树奎，任义涛，马昕，等.1992—2021年中国老年人群阿尔茨海默症及相关痴呆的疾病负担变化趋势及预测研究［J］.中国全科医学，2025，28（8）：996-1003.

[2] Mathys H， Peng Z， Boix CA， et al. Single⁃cell atlas reveals correlates of high cognitive function， dementia， and resilience to Alzheimer's disease pathology［J］. Cell， 2023， 186（20）：4365-4385.

[3] Huang Q， Zhang C， Qu S， et al. Chinese herbal extracts exert neuroprotective effect in Alzheimer's disease mouse through the dopaminergic synapse/apoptosis signaling pathway［J］. Front Pharmacol， 2022， 13： 817213.

[4] Nogales C， Mamdouh ZM， List M， et al. Network pharmacology： curing causal mechanisms instead of treating symptoms［J］. Trends Pharmacol Sci， 2022， 43（2）： 136-150.

[5] 田泽，方兴，任倩，等.地黄饮子治疗阿尔茨海默病的机制及相关研究进展［J］.云南中医中药杂志，2025，46（12）：95-99.

[6] 张丽，汪园园，周静波，等.地黄饮子干预阿尔茨海默病患者的疗效观察及作用机制探讨［J］.中华中医药杂志，2018，33（11）：4948-4952.

[7] 吴锦景，卫哲，刘子荷.小胶质细胞介导的炎性反应在阿尔茨海默病中的研究进展［J］.中国老年学杂志，2025，45（4）：996-1001.

[8] 潘予璠，信琪琪，袁蓉，等.中药调控小胶质细胞改善阿尔茨海默病的研究进展［J］.中国药理学通报，2023，39（2）：207-211.

[9] 苏广俊，刘改改，黄志华，等.M1/M2小胶质细胞在缺血性脑卒中的神经再生作用［J］.赣南医学院学报，2021，41（3）：219-224.

[10] 李朝唯，孔令雷，秦雪梅，等.基于铁死亡与神经炎症调节神经退行性疾病的靶点及药物研究进展［J］.药学学报，60（5）：1325-1343.

[11] 廖江锋，陈晓春.阿尔茨海默病临床诊断与治疗进展［J］.中国现代神经疾病杂志，2026，26（2）：179-187.

[12] 胡荻.五味子中抗阿尔茨海默症活性木脂素的研究［D］.沈阳：沈阳药科大学，2012.

[13] 覃朗，莫单丹，程娅，等.小钻木脂素类化合物戈米辛R的体外抗炎机制研究［J］.中国药学杂志，2022，57（18）：1543-1548.

[14] 李蒙蒙，曹丹，齐越.丹酚酸B对阿尔茨海默病细胞模型的保护作用［J］.徐州医科大学学报，2025，45（8）：562-566.

[15] 黄炎，陈逸青，陈勤，等.远志皂苷对Aβ1⁃40诱导痴呆大鼠海马神经细胞线粒体的保护作用［J］.中药药理与临床，2015，31（1）：93-97.

[16] 杨志贤，陈勤，陈庆林，等.远志皂苷对β淀粉样蛋白片段1-40诱导PC12细胞凋亡的抑制作用［J］.中国药理学与毒理学杂志，2013，27（3）：379-384.

[17] 陈建伟，马虎，黄燮南，等.金钗石斛生物总碱对脂多糖诱导大鼠学习记忆功能减退的改善作用［J］.中国药理学与毒理学杂志，2008，22（6）：406-411.

[18] Xu F， Na L， Li Y， et al. Roles of the PI3K/AKT/mTOR signalling pathways in neurodegenerative diseases and tumours［J］. Cell Biosci，2020，10（1）：54：3-4.

[19] 王娟，张红.与膜联蛋白A1抗炎作用相关的信号通路研究进展［J］.山东医药，2020，60（26）：102-105.

[20] 曹钧钲，宋军营，王瑞芳.Trem2在阿尔茨海默病中介导免疫调节的研究进展［J］.现代免疫学，2024，44（6）：526-529.

[21] Ren M， Zhang M， Zhang X， et al. Hydroxysafflor yellow A inhibits Aβ1⁃42⁃induced neuroinflammation by modulating the phenotypic transformation of microglia via Trem2/TLR4/NF⁃κB pathway in BV⁃2 cells［J］. Neurochem Res，2022，47（3）：748-761.

基金资助

国家自然科学基金项目(81803984)

黑龙江省中医药科研项目(ZHY2023-042)