化疗性恶心呕吐(CINV)是肿瘤化疗过程中最常见的不良反应之一,严重影响肿瘤患者的生活质量和对化疗的依从性。已有研究发现[1],5-羟色胺(5-HT),P物质(substance P),多巴胺(dopamine)等神经递质激动其相应的5-HT3受体(5-HTR3),神经激肽1受体(NKR-1),多巴胺D2受体(DRD2)是CINV发生的重要机制。目前临床防治CINV的药物主要是5-HTR3阻断剂和NKR-1阻断剂,但是这两类药物止吐靶点单一、疗效有限,对高催吐性的化疗药物导致的呕吐一般需要这两类药物与地塞米松三联用药,不但显著增加了治疗成本,也增加了不良反应发生率[2]。因此,进一步挖掘CINV发生的病理机制,对于寻找多靶点、高效、低毒的防治CINV药物具有重要意义。
小半夏汤出自《金匮要略》,由半夏、生姜两味药组成,在临床广泛用于防治各种原因导致的恶心呕吐。国内外大量研究证实,小半夏汤[3-4]、单味药生姜[5]、半夏[6-7]及其有效成分姜辣素[8]、半夏生物碱[9]对CINV均具有良好的防治作用。
网络药理学研究是建立在高通量组学数据分析、计算机虚拟计算及网络数据库检索基础上,从系统生物学和生物网络平衡角度阐述疾病发生发展过程。中药复方具有多成分、多靶点、多途径等特点,且靶点间相互作用,但中药物质基础不明、作用机制不清,新药研发速率低下。在此背景下,网络药理学不仅改变研发模式,适应中药多成分多靶点特性,而且其整体性、系统性契合了中医药研究的整体观、辨证论治等特色[10]。近年来,网络药理学研究方法不断完善[11],国内众多学者采用该方法对中药单味药、药对和复方治疗抑郁症、心力衰竭和糖尿病等多种疾病进行了研究[12-14],实践证明该方法对中药物质基础和作用通路、作用靶标的筛选等具有重要意义。前期对小半夏汤防治CINV进行了大量实验研究,本文运用网络药理学相关数据库,对疾病、药物信息进行收集和分析,以期进一步为小半夏汤防治CINV提供思路。
1 方法
1.1 疾病CINV靶点信息收集
在药物作用靶点数据库(TTD, https://db.idrblab.org/ttd/),Drugbank数据库(https://www.drugbank.ca/)和DisGeNET数据库(http://www.disgenet.org/web/DisGeNET/menu/home)检索与CINV有关的靶点基因,并将靶点基因导入Uniprot数据库(http://www.uniprot.org/)进行基因标准化后归纳整理。
1.2 半夏、生姜成分收集
基于药代动力学参数:吸收、分布、代谢、排泄(ADME),分别以“半夏”“生姜”为关键词在中药系统药理学数据库与分析平台数据库(TCMSP, http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)按口服生物利用度(OB)≥ 30%,类药性(DL)≥ 0.14条件筛选中药成分,并通过文献收集补充其他在OB≥30%,DL≥0.14条件范围外的有效成分。
1.3 半夏、生姜成分靶点预测
将收集到的有效成分导入PubChem数据库(https://PubChem.ncbi.nlm.nih.gov/)查询或ALOGPS2.1(http://www.vcclab.org/lab/alogps/)计算各成分的SMILE结构,通过SwissTargetPrediction数据库(http://www.swisstargetprediction.ch/)收集成分的作用靶点,并导入Uniprot数据库进行基因标准化。
1.4 分子反向对接
6-姜酚(6-gingerol)是目前发现的小半夏汤中主要止呕成分[15-17],通过DRAR-CPI数据库(http://cpi.bio-x.cn/)对6-gingerol进行在线分子反向对接,即根据6-姜酚结构,同时对应多个蛋白的活性部位。Z′-score ≤-0.05具有对接可能性,Z′-score越小,对接可能性越大。
1.5 小半夏汤防治CINV靶点收集
将小半夏汤靶点和CINV靶点导入Excel表格同一列,通过“重复值”找出共同靶点,即为小半夏汤防治CINV的可能靶点。
1.6 网络构建和分析
将CINV的靶点、小半夏汤的成分靶点分别导入Cytoscape3.2.1软件中构建“CINV靶点网络”“小半夏汤-有效成分-靶点网络”;将小半夏汤防治CINV成分、靶点和通路导入Cytoscape3.2.1软件中构建“小半夏汤-药材-防治CINV成分-防治CINV靶点-通路”图;利用Cytoscape3.2.1中“Network Analyzer”功能对自由度(Degree)等网络拓扑参数分析网络节点重要性。将小半夏汤和CINV共同靶点导入STRING数据库(https://string-db.org/),得到共同靶点间相互作用关系图。
1.7 生物学功能和通路分析
将小半夏汤与CINV共同靶点导入DAVID 6.8数据库(https://david.ncifcrf.gov/),物种选择人类(Homo sapiens, Human),进行基因本体(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析。利用imageGP工具(http://www.ehbio.com/ImageGP/)绘制“小半夏汤防治CINV中P≤0.01的生物学过程分析”图、“小半夏汤防治CINV涉及的细胞组分分析”图、“小半夏汤防治CINV涉及的分子功能分析”图、“小半夏汤防治CINV通路”图。
2 结果
2.1 疾病CINV靶点信息收集和筛选
在TTD数据库(1个),Drugbank数据库(33个)和DisGeNET数据库(131个)检索与CINV有关的靶点基因,并将靶点基因导入Uniprot数据库进行基因标准化后归纳整理,得到148个CINV的潜在靶点,通过Cytoscape3.2.1软件构建“CINV靶点网络”(图1)。
网络拓扑参数分析:共149个节点,其中CINV节点有1个,CINV靶点节点有148个,148条边。
2.2 半夏、生姜成分收集和筛选
在TCMSP数据库收集半夏、生姜化学成分,其中半夏有116种、生姜有265种。基于ADME参数OB≥30%,DL≥0.14条件初步筛选中药成分,得到半夏19个有效成分,生姜10个有效成分。
现代研究表明,半夏总生物碱是止呕的主要成分,其中包括麻黄碱(Ephedrine),伪麻黄碱(Pseudoephedrine)等[18],TCMSP数据库无Ephedrine(麻黄碱)—在PubChem数据库搜索Ephedrine—InChI Key:KWGRBVOPPLSCSI-WPRPVWTQSA-N—TCMSP数据库:通过InChI Key找到麻黄碱:Eciphin,分子量MW165.26,核对结构式无误—由“herb name”:半夏,根据分子量找到Eciphin;6-gingerol,8-gingerol,6-姜烯酚(6-shogaol)和10姜酚(10-gingerol)可能是止呕的效应物质[17]。因此补充Ephedrine,Pseudoephedrine,8-gingerol,10-gingerol。
共得到小半夏汤中有效成分有27个(表1),其中半夏20个,生姜12个,半夏和生姜共同成分有5个,分别是6-shogaol,beta-sitosterol,EIC,Stigmasterol,linolenic acid。
编号 | 来源 | 成分 | 中文名称 | OB/% | DL | HL |
---|---|---|---|---|---|---|
BX1 | 半夏 | cyclo-(leu-tyr) | 环二肽 | 111.16 | 0.15 | 2.61 |
BX2 | 半夏 | pedatisectine A | 掌叶半夏碱甲 | 64.09 | 0.16 | 8.52 |
BX3 | 半夏 | (3S,6S)-3-(benzyl)-6-(4-hydroxybenzyl)piperazine-2,5-quinone | (3S,6S)-3-(苄基)-6-(4-羟基苄基)哌嗪-2,5-醌 | 46.89 | 0.27 | 3.81 |
BX4 | 半夏 | gondoic acid | 巨头鲸鱼酸 | 30.70 | 0.20 | 4.79 |
BX5 | 半夏 | beta-D-ribofuranoside, xanthine-9 | β-D-呋喃核糖苷,黄嘌呤-9 | 44.72 | 0.21 | 7.91 |
BX6 | 半夏 | cavidine | 卡维丁 | 35.64 | 0.81 | 5.78 |
BX7 | 半夏 | ephedrine | 麻黄碱 | 43.35 | 0.03 | 2.61 |
BX8 | 半夏 | baicalin | 黄芩苷 | 40.12 | 0.75 | 17.36 |
BX9 | 半夏 | 10,13-eicosadienoic | 10,13-二十碳二烯 | 39.99 | 0.20 | 5.59 |
BX10 | 半夏 | cycloartenol | 环阿屯醇 | 38.69 | 0.78 | 5.00 |
BX11 | 半夏 | pseudoephedrine | 伪麻黄碱 | 45.01 | 0.03 | 2.56 |
BX12 | 半夏 | 24-ethylcholest-4-en-3-one | 24-胆甾乙烯-4烯-3-酮 | 36.08 | 0.76 | 5.49 |
BX13 | 半夏 | baicalein | 黄芩素 | 33.52 | 0.21 | 16.25 |
BX14 | 半夏 | oleic acid | 油酸 | 33.13 | 0.14 | 4.99 |
BX15 | 半夏 | coniferin | 松柏苷 | 31.11 | 0.32 | 28.10 |
BXSJ1 | 半夏、生姜 | 6-shogaol | 6-姜烯酚 | 31.00 | 0.14 | 4.07 |
BXSJ2 | 半夏、生姜 | beta-sitosterol | β-谷甾醇 | 36.91 | 0.75 | 5.36 |
BXSJ3 | 半夏、生姜 | EIC | 酶抑制剂复合体 | 41.90 | 0.14 | 7.50 |
BXSJ4 | 半夏、生姜 | stigmasterol | 豆甾醇 | 43.83 | 0.76 | 5.57 |
BXSJ5 | 半夏、生姜 | linolenic acid | 亚麻酸 | 45.01 | 0.15 | 5.54 |
SJ1 | 生姜 | diepicedrene-1-oxide | 二表雪松烯-1-氧化物 | 102.20 | 0.15 | 5.07 |
SJ2 | 生姜 | euxanthone | 优吨酮 | 92.98 | 0.16 | 15.53 |
SJ3 | 生姜 | 6-methylgingediacetate | 6-甲基姜辣二醇双乙酸酯 | 48.73 | 0.32 | 5.44 |
SJ4 | 生姜 | dihydrocapsaicin | 二氢辣椒碱 | 47.07 | 0.19 | 2.98 |
SJ5 | 生姜 | 6-gingerol | 6-姜酚 | 35.64 | 0.16 | 3.05 |
SJ6 | 生姜 | 8-gingerol | 8-姜酚 | 9.99 | 0.09 | - |
SJ7 | 生姜 | 10-gingerol | 10-姜酚 | - | - | - |
2.3 半夏、生姜成分靶点预测
将收集到的有效成分导入PubChem数据库查询或ALOGPS 2.1计算各成分的SMILE结构,通过SwissTargetPrediction数据库收集成分的作用靶点,并导入Uniprot数据库进行基因标准化。通过Cytoscape3.2.1软件构建“小半夏汤-有效成分-靶点网络”(图2)。
网络拓扑参数分析:共699个节点,其中小半夏汤有1个节点,小半夏汤成分有27个节点,小半夏汤靶点有671个节点;2 258条边。应用Cytoscape3.2.1的cytohubba插件,按最大集团中心性(MCC)筛选前10的节点,排名前10的节点(表2)均为小半夏汤成分,6-gingerol,Cavidine等可能为小半夏汤的主要有效成分。
排名 | 节点 | Degree | 来源 |
---|---|---|---|
1 | 6-gingerol | 117 | 生姜 |
2 | 10-gingerol | 116 | 生姜 |
3 | 8-gingerol | 112 | 生姜 |
4 | cavidine | 111 | 半夏 |
5 | linolenic acid | 109 | 半夏、生姜 |
6 | euxanthone | 108 | 生姜 |
7 | 10,13-eicosadienoic | 106 | 半夏 |
8 | beta-D-ribofuranoside, xanthine-9 | 106 | 半夏 |
9 | baicalein | 105 | 半夏 |
10 | dihydrocapsaicin | 103 | 生姜 |
2.4 分子反向对接
6-gingerol是目前发现的小半夏汤中主要止呕成分之一,且上述分析结果(表2)显示6-gingerol在小半夏汤中靶点最多。因此,通过DRAR-CPI数据库对6-gingerol进行在线分子反向对接,即根据6-gingerol结构,同时对应多个蛋白的活性部位,进一步确认6-gingerol作用靶点。Z′-score≤-0.05具有对接可能性,Z′-score越小,对接可能性越大。
通过DRAR-CRI对6-gingerol进行分子反向对接,Z′-score≤-0.05的靶点有80个,包括目前公认的羟色氨酸受体(HTR),多巴胺受体(DRD)等靶点。排名前20的对接靶点见表3。
编号 | 靶点 | Z′-score |
---|---|---|
1 | endothelial protein C receptor | -2.218 47 |
2 | aldose reductase | -2.145 85 |
3 | voltage-gated potassium channel subunit beta-2 | -1.954 85 |
4 | alcohol dehydrogenase class 4 mu/sigma chain | -1.650 15 |
5 | thiopurine S-methyltransferase | -1.514 16 |
6 | B-Raf proto-oncogene serine/threonine-protein kinase | -1.456 87 |
7 | aldose reductase | -1.455 55 |
8 | epoxide hydrolase 2 | -1.405 65 |
9 | catechol O-methyltransferase | -1.349 62 |
10 | NAD(P) transhydrogenase, mitochondrial | -1.337 78 |
11 | transforming protein RhoA | -1.305 83 |
12 | alcohol dehydrogenase 1B | -1.280 44 |
13 | thyroid hormone receptor alpha | -1.262 30 |
14 | peroxisome proliferator-activated receptor delta | -1.257 43 |
15 | MAP kinase-activated protein kinase 2 | -1.245 03 |
16 | amine oxidase [flavin-containing]A | -1.229 70 |
17 | tryptophan 5-hydroxylase 1 | -1.161 80 |
18 | retinol-binding protein 4 | -1.121 25 |
19 | peroxisome proliferator-activated receptor delta | -1.074 57 |
20 | glutathione reductase, mitochondrial | -1.060 92 |
2.5 小半夏汤防治CINV靶点收集
将小半夏汤靶点和CINV靶点导入Excel表格同一列,通过“重复值”找出共同靶点,得到小半夏汤防治CINV的可能靶点有38个。小半夏汤27个有效成分中,22个与防治CINV有关(表4),且半夏和生姜5个共有成分均与防治CINV有关。将共同靶点导入STRING数据库,构建共同靶点间相互作用关系图(图3)。
来源 | 成分 | 中文名称 | 防治CINV靶点 |
---|---|---|---|
半夏 | gondoic acid | 巨头鲸鱼酸 | ACHE,CYP2C19,CYP17A1,CNR1 |
半夏 | cavidine | 卡维丁 | HTR1A,HTR2,ACHE,ADRA1A,CYP11B1,CYP11B2,DRD1,DRD2,DRD3,OPRM1,ABCB1,CHRM1,SLC18A2,PIK3CA |
半夏 | ephedrine | 麻黄碱 | HTR1A,HTR1B,HTR3A,HTR2,HTR4,ACHE,ADRA1A,DRD1,DRD2,DRD3,GRIN2B,MCHR1,OPRM1,CHRM1,SLC18A2,CHRM3 |
半夏 | baicalin | 黄芩苷 | ACHE |
半夏 | 10,13-eicosadienoic | 10,13-二十碳二烯 | CYP2C19,CYP17A1,BRAF,CNR1 |
半夏 | cycloartenol | 环阿屯醇 | ACHE,CYP2C19,DRD2,CYP17A1,AVPR2,CNR1 |
半夏 | pseudoephedrine | 伪麻黄碱 | HTR1A,HTR1B,HTR2,HTR3A,HTR4,ACHE,ADRA1A,DRD1,DRD2,DRD3,GRIN2B,MCHR1,OPRM1,CHRM1,SLC18A2,CHRM3 |
半夏 | 24-ethylcholest-4-en-3-one | 24-胆甾乙烯-4烯-3-酮 | ACHE,CYP2C19,CYP2C9,DRD2,CYP17A1,AVPR2,CNR1 |
半夏 | baicalein | 黄芩素 | ACHE,CBR1,CYP1A1,CYP1A2,ABCB1,MYLK,AVPR2,KIT,ABCC1 |
半夏 | oleic acid | 油酸 | ACHE,CYP2C19,CYP17A1,CNR1,PDE4A |
半夏 | coniferin | 松柏苷 | ECE1 |
半夏、生姜 | 6-shogaol | 6-姜烯酚 | HTR1A,DRD1,DRD2,DRD3,PIK3CA,RET,BRAF,KIT,CNR1 |
半夏、生姜 | beta-sitosterol | β-谷甾醇 | ACHE,CYP2C19,DRD2,CYP17A1,CCR1,CNR1 |
半夏、生姜 | EIC | 酶抑制剂复合体 | CHRM1 |
半夏、生姜 | stigmasterol | 豆甾醇 | ACHE,CYP2C19,DRD2,CYP17A1,CCR1,CNR1 |
半夏、生姜 | linolenic acid | 亚麻酸 | CYP17A1,CNR1 |
生姜 | diepicedrene-1-oxide | 二表雪松烯-1-氧化物 | ACHE,NLRP3 |
生姜 | euxanthone | 优吨酮 | PIK3CA,MYLK |
生姜 | dihydrocapsaicin | 二氢辣椒碱 | HTR2,ACHE,CYP1A2,DRD1,DRD2,DRD3,GRIN2B,CHRM1,PIK3CA,RET,BRAF,CHRM3,CNR1 |
生姜 | 6-gingerol | 6-姜酚 | HTR1A,ACHE,PIK3CA,RET,ECE1,KIT,CNR1 |
生姜 | 8-gingerol | 8-姜酚 | HTR1A,PIK3CA,RET,ECE1,CCR1,CNR1 |
生姜 | 10-gingerol | 10-姜酚 | HTR1A,ABCB1,PIK3CA,RET,CCR1,LIMK1,CNR1 |
2.6 生物学功能和通路分析
2.6.1 GO分析
将小半夏汤和CINV的38个共同靶点导入DAVID 6.8数据库,物种选择Homo sapiens (Human),得到GO分析67个生物学过程,11个细胞组分,18个分子功能。利用ImageGP工具(http://www.ehbio.com/ImageGP/)绘制“小半夏汤防治CINV中的生物学过程分析(P≤0.01)”(图4),“小半夏汤防治CINV涉及的细胞组分分析”(图5),“小半夏汤防治CINV涉及的分子功能分析”(图6)。
2.6.2 KEGG分析
将小半夏汤和CINV的38个共同靶点导入DAVID 6.8数据库,物种选择Homo sapiens (Human),得到21条KEGG通路。利用imageGP工具绘制“小半夏汤防治CINV通路”(图7)。将DAVID 6.8分析结果中P≤0.01的信号通路(表5)进行合并,绘制小半夏汤防治CINV信号通路图(图8)。
KEGG信号通路 | 中文名称 | P | 涉及基因 |
---|---|---|---|
cAMP signaling pathway | 环腺苷酸信号通路 | 0.000 000 306 1 | DRD1,HTR1B,HTR1A,BRAF,GRIN2B,DRD2,PDE4A,CHRM1,HTR4,PIK3CA |
Calcium signaling pathway | 钙离子信号通路 | 0.001 630 176 9 | DRD1,CHRM3,CHRM1,HTR4,ADRA1A,MYLK |
Rap1 signaling pathway | Rap1信号通路 | 0.003 555 685 1 | BRAF,GRIN2B,DRD2,CNR1,PIK3CA,KIT |
通过Cytoscape3.2.1软件构建“小半夏汤-药材-防治CINV成分-防治CINV靶点-通路图”(图9)。
网络拓扑参数分析:共84个节点,其中小半夏汤复方节点有1个,药材节点有2个,小半夏汤防治CINV成分节点有22个,靶点节点有38个,通路节点有21个;278条边。通过自由度分析,半夏自由度大于生姜自由度,说明半夏在小半夏汤防治CINV的有效成分较多,体现了半夏生姜配伍中的“君-臣”关系;自由度排名前3的成分均来源于半夏生物碱,依次是ephedrine,pseudoephedrine,cavidine。
3 讨论
本研究通过多个数据库收集得到CINV的148个靶点,提示CINV的发生可能由多个靶点共同导致的;通过TCMSP数据库按OB≥30%,DL≥0.14条件筛选,一些实验研究证明止呕有效的化学成分如麻黄碱,8-gingerol,10-gingerol等因不满足条件而被筛除,因此,笔者又结合文献报道,收集到小半夏汤27个潜在有效靶点,其中22个成分与CINV的防治有关,半夏和生姜5个共同成分均与CINV相关,对不满足筛选条件的有效成分可通过化学修饰等方法提高其口服生物利用度,以增强药效。小半夏汤与CINV之间存在38个共同靶点,分别是羟色氨酸受体(HTR),肾上腺素能受体(ADR),多巴胺受体(DRD),乙酰胆碱酯酶(ACHE),毒蕈碱乙酰胆碱受体(CHRM)和细胞色素P450(CYP)。其中,HTR,DRD等已有文献证明[19-20]。此外,还存在一些目前文献未报道的潜在有效成分,如24-Ethylcholest-4-en-3-one,Oleic acid,Cavidine等,其止呕药效及作用机制尚待研究证实。
现有研究表明,CINV涉及生物学过程与通路主要和5-HT,P物质,多巴胺等有关[1]。通过网络药理学分析,笔者发现CINV除了与上述3种神经递质有关,还与钙离子,G蛋白偶联受体(GPCRs)等也具有一定关系。小半夏汤防治CINV通路有21条,包括神经递质相互作用,5-HT合成,多巴胺合成和胆碱合成等。本研究对P≤0.01的信号通路进行筛选,获得3条信号通路,分别是cAMP信号通路,钙离子信号通路,Rap1信号通路,由KEGG Mapper获得信号通路图分析,cAMP信号通路和钙离子信号通路处于上游调控,而Rap1信号通路处于下游调控,这些通路息息相关,由共同基因协调调控,为防治CINV提供了新思路。
cAMP是最常见的第二信使之一,GPCRs与神经递质、激素等信号分子的配体结合后,腺苷酸环化酶(AC)激活,产生cAMP。cAMP在代谢、分泌、钙稳态、肌肉收缩和基因转录等生理过程起关键调节作用。cAMP直接作用于3个主要靶点:蛋白激酶A(PKA),cAMP激活的交换蛋白(Epac)和环核苷酸门控离子通道(CNGCs)。PKA通过磷酸化调节多种细胞底物,包括转录因子、离子通道、转运体、交换体、细胞内Ca2+处理蛋白和细胞收缩机制。Epac蛋白对Rap1和Rap2都起着鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)的作用。各种效应蛋白,包括参与调控肌动蛋白细胞骨架的适配器蛋白,Rho家族G蛋白的调控因子和磷脂酶,都是Rap下游的信号转导蛋白。Alkam等[21]采用环磷酰胺诱导的化疗呕吐动物模型,研究发现,环磷酰胺可使脑干中的cAMP积聚、激活PKA,从而诱发呕吐。因此,小半夏汤可能通过抑制5-HT相关受体,阻断下游AC/cAMP/PKA级联反应,达到止呕效果。
钙离子信号通路中,易兴奋细胞的电压控制通道(VOCs)受膜电压变化控制,当存在电化学梯度时,Ca2+由细胞外进入细胞内。Ca2+信号传递的另一个主要来源是内质网/肌浆网(ER/SR)的内部存储,其中肌醇-1,4,5-三磷酸受体(IP3Rs)或钙释放通道RyRs可调节Ca2+的释放。钙离子内流或从胞内储库释放,导致细胞质钙浓度急剧升高,在信号转导中具有重要作用。ZHONG等[22]以选择性5-HTR3激动剂2-Me-5-HT建立化疗呕吐动物模型研究发现,Ca2+通过5-HT3R和L型Ca2+通道进入细胞,并激发内质网通过RyRs释放Ca2+,使胞内Ca2+水平升高,激活Ca2+/CaMKII依赖的ERK1/2信号通路,最终诱导呕吐的发生。因此,小半夏汤可能通过抑制VOCs等调控Ca2+进入细胞的受体,降低胞内Ca2+水平,或通过抑制5-HT相关受体,减少IP3合成,进而减少内质网或肌浆网Ca2+的释放,抑制CaMKIIα及其下游ERK1/2相关信号元件的激活,从而取得止呕疗效。
Rap1是一种小GTP酶,控制细胞黏附、细胞连接形成和细胞极性等多种过程。与所有G蛋白一样,Rap1在不活跃的GTP结合物和活跃的GTP结合物之间循环。多种细胞外信号通过调节几种独特的GEFs和GTP酶激活蛋白来控制周期。Rap1通过调节整合素等黏附分子在各种细胞类型中的功能,在调控细胞-细胞和细胞-基质相互作用中起主导作用。cAMP是激素刺激细胞生长和分化的重要介质,通过介导Ras和Rap1激活细胞外信号调节激酶(ERK)级联。Takahashi等[23]使用HEK293细胞作为模型系统,发现Ras和Rap1都是ERK的cAMP信号传导所必需的。然而,cAMP依赖的Ras信号传导至ERK是短暂的,并且通过Raf亚型C-Raf和B-Raf的蛋白激酶磷酸化而迅速终止。相反,由于B-Raf与Rap1的持续结合,cAMP依赖性的Rap1向ERKs和Rap1的信号传导受到PKA的增强。PKA的目标之一是Rap1本身,直接磷酸化丝氨酸180上的Rap1a和丝氨酸179上的Rap1b。这些磷酸化为衔接蛋白14-3-3创造了潜在的结合位点,衔接蛋白14-3-3将Rap1连接到支架蛋白KSR。由于KSR和B-Raf作为异二聚体存在于细胞内,这种结合也将B-Raf带到Rap1上,允许Rap1通过B-Raf与Rap1的结合与ERKs偶联,而与Rap1的Ras结合域无关,因此Rap1激活ERK需要蛋白激酶磷酸化和KSR结合。Rap1信号通路将Rap1与呕吐相关的cAMP,Ca2+,PKA,ERK等联系起来,可能Rap1在通路中起重要作用,为小半夏汤防治CINV机制研究提供思路。
综上所述,小半夏汤防治CINV具有多成分、多靶点、多通路特点,利用网络药理学分析平台对小半夏汤中半夏、生姜成分靶点及疾病CINV靶点进行预测,对小半夏汤防治CINV机制的研究具有重要意义。