利用知識發現工具Arrowsmith探討桑白皮治療高血壓的潛在機制

張雪松，魏藝，胡元會，薄榮強，張廣輝，石晶晶，石樹青

在我國，高血壓已成為總死亡的第一危險因素，患病率城市高于農村、男性多于女性、隨年齡的增加而增加[1]。我國高血壓的治療率標準化后僅為37.17%[2]。15%～20%的高血壓患者為難治性高血壓，且需要同時服用3～4種降壓藥[3]，嚴重影響患者生活質量。此外，藥物的不良反應也迫使我們尋找治療高血壓的天然藥物。本篇文章旨在借助Arrowsmith軟件挖掘傳統中藥桑白皮及其有效成分治療高血壓的可能機制，為今后高血壓病的研究提供新的方向。

中醫學將高血壓歸屬為“頭痛”、“眩暈”范疇，在我國《中醫診療術語》中已將其統一命名為“風?！?。其病理性質多屬本虛標實，實為風、火、痰、瘀，虛為氣血陰陽的虧虛。病因復雜，多為年老體虛、陰陽失衡、情志刺激、勞逸失度等。臨床上以平肝潛陽、燥濕祛痰、補益氣血、祛瘀生新為主要治療大法。

桑白皮（Cortex Mori）始載于《神農本草經》，為?？粕僦参铮∕orusalba L.）的干燥根皮。性味甘、寒，主入肺、脾經，具有瀉肺平喘、利水消腫的功效，多用于治療肺熱喘咳、水腫尿少、面目浮腫?，F代研究表明，桑白皮具有鎮咳、平喘、祛痰、利尿、降脂、降糖、降壓，鎮痛、抗炎[4]，抗菌、抗病毒[5]、美白[6]、延緩衰老、抗抑郁[7]等多種藥理作用。

雖然桑白皮及其有效成分可以用來降血壓的作用已經明確，但是其作用機制，目前鮮有報道，這也在一定程度上限制了其在臨床上的使用。為了探討桑白皮治療高血壓的可能靶點和作用機制，本文以PubMed中的文獻為分析對象，利用非相關文獻知識發現工具Arrowsmith，探索桑白皮及其有效成分和高血壓之間的關系，為實驗室的驗證性研究提供依據。

1 方法

登陸 Arrowsmith 網頁版http： //arrowsmith.psych.uic.edu/，點擊“start”進入檢索界面。以“Cortex mori[title/abstract]”為檢索式形成的文獻集作為來源文獻A，以“Hypertension[title/abstract]OR HT[title/abstract]”為檢索式形成的文獻集作為來源文獻C。A集合中有24篇文獻，C集合中有25 000篇文獻，在標題或者文摘字段同時含有桑白皮和高血壓的文獻有1篇，其PubMed唯一標識碼（PMID）為28427040[8]，文獻中證實，在糖尿病心肌?。ㄌ悄虿』颊叱霈F心室功能障礙但不表現出冠狀動脈粥樣硬化或高血壓）中，桑白皮通過減弱內質網應激和ERK和p38MAPK活化可以顯著改善心肌損傷，例如心肌肥大和纖維化。未涉及桑白皮治療高血壓的作用機制。

為了進一步探索桑白皮及其有效成分治療高血壓的可能靶點和作用機制，對A，C兩個文獻集合的中間關聯詞進行挖掘，連接兩個集合的中間詞表B（B-list）中有270個詞，這些詞分別出現在桑白皮及高血壓的相關文獻的標題或者文摘字段中，相關度＞0.5的詞有87個。本研究旨在深入探討桑白皮治療高血壓的可能機制，因此選擇“Chemical & Drugs”和“Genes& Molecular Sequences，and Gene & Protein Names”對B-list進行語義篩選，相關度＞0.5（0.54～0.97）的40個詞被篩選出來（見表1）。進一步閱讀文獻，發現有研究意義的關聯詞主要是CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞、CD4+T細胞功能亞群Th2、炎癥因子核因子NF-κB等。

表1 相關度＞0.5的中間詞（部分節選）

2 結果

2.1 CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞、CD4+T細胞功能亞群Th2在桑白皮與高血壓之間的關聯性分析T淋巴細胞來源于骨髓的淋巴樣干細胞，在胸腺中發育和分化，介導免疫反應，分為CD4+T細胞和CD8+T細胞。CD4+T細胞為輔助性T細胞，主要評價機體免疫系統狀態；CD8+T細胞為細胞毒性T細胞，主要為具有殺傷活性的效應性細胞。CD4+/CD8+比值穩定可以正常發揮免疫功能。CD4+T細胞（Th細胞）并非終末細胞，接受抗原刺激但尚未分化稱為Th0細胞，細胞因子可調控Th細胞亞群分化。微環境IL-12促進Th0向Th1分化，轉錄因子為T-bet和STAT4，可分泌IFN-γ；微環境IL-4有利于Th0細胞分化成Th2細胞，轉錄因子為GATA-3和STAT6，可分泌IL-4、IL-5、IL-10和IL-13；TGF-β促使Th0分化為Treg細胞[9]。

Treg細胞可以抑制自身免疫反應。Treg細胞分為兩種：一種為天然CD4+CD25+Treg細胞，來源于胸腺，Foxp3為叉頭狀螺旋轉錄因子，在CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞中高表達，調控其生長發育[10]，具有免疫抑制性。CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞可以調節血管炎癥、氧化應激反應[11]；調節血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）介導的血壓升高，及其導致的血管損害，改善血管彈性及功能[12，13]；抑制效應性T淋巴細胞、增加Foxp3表現[14]、延緩高血壓的進程[15]；改善AngⅡ介導的心肌纖維化及血管舒張[15]。另一種為誘導性Treg細胞[16]，包含Trl和Th3兩個亞群，這兩個亞群表達或缺乏表達Foxp3，通過抑制幼稚型和記憶型T細胞增殖以及Th1和Th2反應抑制性調節機體免疫反應。Th2細胞通過分泌Th2型細胞因子介導體液免疫應答[13]，姜春玲等[17]認為高血壓患者血清中Th2相關指標的表達水平明顯高于健康老年人，可反應高血壓的嚴重程度及有無并發癥。

有研究表明，桑白皮通過增強CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞的表達和抑制Th2細胞因子在小鼠哮喘模型中發揮抗過敏作用[18]。桑白皮水提物可能是其有效成分[8]。

綜上所述，桑白皮治療高血壓的作用可能與桑白皮水提物上調CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞、抑制Th2細胞因子的表達，從而抑制AngⅡ介導的血壓升高及血管損害。

2.2 炎癥因子核因子NF-κB在桑白皮與高血壓之間的關聯性分析核轉錄因子NF-κB是B淋巴細胞中免疫球蛋白κ輕鏈基因轉錄所需的核內轉錄因子[19]。NF-κB能與免疫球蛋白κ鏈基因的增強子κB序列特異結合，通常與其抑蛋白IκB結合形成無活性的復合物存在于細胞質中。NFκB激活的途經主要有兩種：一種為經典途徑：IκB 被磷酸化，磷酸化的IκB再被泛素化后降解，釋放的p50/65復合體可通過核易位與基因上的κB位點特異性結合，進而發揮調節細胞的功能；另一種為非經典途經：TNF受體相關因子（TRAF）和NF-κB誘導激酶（NIK）可以充分激活IκB激酶1（IKKα）而不須通過NF-κB伴隨亞單位（NF-KB essential modifier，NEMO）泛素化，從而使信號通路激活。NF-κB的激活可促使鈣超載、氧化損傷、細胞凋亡等[20]，在心肌缺血再灌注損傷中，可引起炎癥風暴[21]。

一系列研究表明，多種中藥單體及有效成分可抑制NF-κB的激活，主要通過抑制上游Toll樣受體4（TLR4）、NF-κB 活化及核易位、細胞凋亡、炎癥反應、過氧化損傷及調控能量代謝等減輕心肌損害[22]。NF-κB通過激活NOD樣受體家族蛋白3誘發炎癥而促進高血壓，阻滯NF-κB可抑制NOD樣受體家族蛋白3和胱天蛋白酶1的激活，從而降低血壓[23]。

有研究表明，包括炎癥在內的母體有害因素會導致后代高血壓的發生。母體炎癥編程偏于NF-κB的過度激活，NF-κB活性的持續升高增加了后代高血壓損害的敏感性，通過使用NF-κB抑制劑（N-對甲苯磺?；?L-苯丙氨酸氯甲基酮）可以降低此敏感性[24]。TLR4 / NF-κB介導的炎癥信號和氧化應激參與高血壓誘導的左心室重構的發生和發展，NF-κB抑制劑吡咯烷二硫代氨基甲酸酯（PDTC）不僅抑制NF-κB的活化，而且降低TLR4的表達和AngⅡ含量[25]，減輕左心室重構?？ㄍ衅绽ㄟ^NF-κB信號傳導的失活改善自發性高血壓大鼠中的腎損傷和炎癥反應[26]。雷米普利通過抑制Ang II引起的NF-κB活化，減輕單核細胞浸潤而實現對自發性高血壓大鼠的腎臟保護作用[27]。miR-101a過表達通過抑制NF-κB途徑阻斷AngⅡ誘導的促炎標志物的上調，從而達到在高血壓腎病模型中起到腎保護的作用[28]。

桑白皮中提取的二苯乙烯--氧化白藜蘆醇可以與雌激素受體具有強結合活性，以雌激素受體依賴方式顯著抑制脂多糖誘導的炎癥反應（例如，上調的IκB-α磷酸化，NF-κB核轉位和細胞因子信使RNA表達）[29]。桑根酮C和桑根酮D可顯著降低NO生成量、NF-κB活性，同時抑制NO合成酶的表達，發揮抗炎、鎮痛的作用[6]。

桑白皮及其有效成分氧化白藜蘆醇、桑根酮C和桑根酮D可能作為一種NF-κB抑制劑，通過抑制NF-κB的活性，阻斷AngII誘導的炎癥反應及血壓升高，并且改善NO的生物利用度，從而治療高血壓。

2.3 其他利尿劑為治療高血壓的常規用藥之一，桑白皮60%乙醇提取物對兔的利尿效果最強，醋酸乙酯萃取物是其有效成分[30]，桑白皮的水煎劑在利尿的同時對于腎臟沒有顯著損傷[31]，且生桑白皮優于蜜桑白皮[32]。但其作為一種利尿劑治療高血壓的機制仍有待進一步研究探討。

3 討論

高血壓是一種可伴有心臟、腦、腎臟、視網膜等功能減退或器質性損害的心血管綜合征，是重要的心血管疾病危險因素。我國高血壓的標化治療率仍較低，難治性高血壓仍占較大比例，嚴重影響病人生活質量，中醫藥治療有一定優勢。桑白皮主入肺、脾經，具有瀉肺平喘、利水消腫的功效。其藥理作用復雜，主要集中在鎮咳、平喘、祛痰、利尿，降脂、降糖、降壓，鎮痛、抗炎等方面。從匯總而看，桑白皮治療高血壓的機制主要集中在以下3個途徑：①桑白皮水提物上調CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞、抑制Th2細胞因子的表達，從而抑制AngⅡ介導的血壓升高及血管損害；②桑白皮及其有效成分氧化白藜蘆醇、桑根酮C和桑根酮D可能作為一種NF-κB抑制劑，通過抑制NF-κB的活性，阻斷AngⅡ誘導的炎癥反應及血壓升高，且改善NO的生物利用度，從而治療高血壓；③桑白皮60%乙醇提取物，發揮其利尿作用，但機制仍待進一步研究。以上3個關聯因素可作為桑白皮治療高血壓中機制研究的切入點，以后續實驗研究來加以驗證。

本研究利用知識發現工具Arrosmith對PubMed中關于桑白皮和高血壓的英文文獻進行分析，目的是從情報學的角度探討桑白皮及其有效成分對高血壓的可能治療機制，從而為其機制研究提供合理的線索和方向，為進一步發掘藥物與效應基礎提供合理的假設，進而聯合藥學、臨床和實驗等各方面力量，對科學假設進行驗證，提高臨床研究指向性。