三七保健品组方规律及增强免疫力保健功能研究

来 源：刘树森，王 敏，刘永铭，肖海燕，叶景学，曹 丽，李文兰，孙桂波．基于数据挖掘和网络药理学的三七保健品组方规律及增强免疫力保健功能研究 [J]. 中草药, 2024, 55(1): 205-.216

三七为五加科植物三七Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen的干燥根和根茎，是我国云南特有的名贵中药材，也是可用于保健食品的物品[1]，其具有化瘀止血、活血定痛等功效[2]。三七中的主要化学成分包括皂苷类、多糖、黄酮类、挥发油类、氨基酸类、甾醇、无机物、油脂等[3]。三七的现代药理学研究主要集中于心脑血管疾病、癌症和伤口愈合等方面，发现三七及其主要成分在抗氧化、抗炎、抗凋亡、抗血栓形成、神经保护、保护脑组织免受缺血再灌注损伤、促进血管新生等方面有良好作用[4-8]。随着近些年三七及其主要成分在免疫相关疾病的研究日益增多，三七在增强免疫力方面表现出良好作用[9]。

三七作为滋补品的理念深入人心，自2002年卫生部颁布了可用于保健食品的物品名单开始，三七市场需求广阔，以其为原料的保健食品逐渐增多，同时也取得了良好的效果[9-11]。为了更加明确地解析三七保健品组方规律，探究三七保健功能的作用机制，本研究以含三七的保健食品为研究对象，运用数据挖掘、网络药理学及分子对接技术研究含三七保健食品的组方规律及其保健功能的作用机制，以期为三七相关产品的研发提供理论依据与参考。

1 资料与方法

1.1 数据来源及检索方法

本研究以“三七”为检索词，检索国家市场监督管理总局特殊食品信息查询平台（http://ypzsx. gsxt.gov.cn/specialfood/#/food）及药智网（https://db. yaozh.com/），检索截至时间为2023年9月30日。

1.2 纳入与排除标准

①具有明确保健功能的保健食品；②具有明确主要原料的保健食品；③保健功能符合允许保健食品声称的保健功能目录非营养素补充剂（2023年版）（https://www.samr.gov.cn/zw/zfxxgk/fdzdgknr/tssps/aar/2023/art_491d5c9de75e425c8cd0203027af1d93.html）；④重复注册的保健食品，仅纳入1次。排除不符合上述标准的内容。

1.3 数据规范化

①保健功能参考允许保健食品声称的保健功能目录非营养素补充剂（2023年版）进行规范，如“免疫调节”统一归类为“有助于增强免疫力”，“降血脂”“降低血脂水平”统一归类为“有助于维持血脂（胆固醇/三酰甘油）健康水平”。②原料提取物统一规范为中药原料，参考《中国药典》2020年版[2]及《中华本草》[12]对中药名称、功效、四气、五味、归经、剂型进行规范；如“三七提取物”统一规范为“三七”；“生黄芪”“炙黄芪”统一规范为“黄芪”。③剔除配方中的辅料及化学成分，如“壳聚糖”“微晶纤维素”“葡萄糖酸锌”。④参考常见不适宜人群，进行不适宜人群数据规范，如“哺乳期妇女”统一规范为“乳母”。

1.4 数据库构建

采取双人背靠背独立录入方法，且双人背靠背核对后，对数据进行规范化，分别将产品名称、剂型、主要原料（含功效、四气、五味、归经）、保健功能、适宜人群、不适宜人群统一录入IBM SPSS Statistics 23.0、中医传承计算平台V3.5，由第3人进行数据的整合和处理，确保数据准确，形成含三七的保健食品数据库。

1.5 数据分析

采用IBM SPSS Statistics 23.0分析中药频次、功效、四气、五味、归经、剂型、保健功能、适宜人群与不适宜人群。采用中医传承计算平台V3.5软件中的方剂分析模块，进行组方规律分析。

1.6 网络药理学研究

1.6.1 三七活性成分及靶基因的收集与筛选

以“三七”为关键词，在TCMSP数据库（https://old. tcmsp-e.com/tcmsp.php）、SymMap数据库（http:// www.symmap.org/）、TCMID数据库（https://bidd. group/TCMID/）、HERB数据库（http://herb.ac.cn/）、ETCM数据库（http://www.tcmip.cn/ETCM/index. php/）、HIT数据库（http://hit2.badd-cao.net/）、TCMIP数据库（http://www.tcmip.cn/TCMIP/index.php/）中检索收集三七的化学成分和作用靶点信息，检索中国知网、PubMed等网站三七相关文献补充上述数据库未收录的化学成分和作用靶点信息。

删除重复的化学成分，收录不完整的信息通过化学专业数据库（https://organchem.csdb.cn）和PubChem数据库（https://PubChem.ncbi.nlm.nih.gov/）进行补充。使用SwissTargetPrediction平台（http://www.Swisstarget-prediction.ch/）获取三七活性成分的作用靶点，整理删除重复靶点后，通过Uniprot数据库（https://www. uniprot.org/）获得标准化基因名。

1.6.2 保健功能潜在靶点的筛选

以“1.5”项数据挖掘研究得到的最主要的保健功能作为关键词，分别在GeneCards数据库（https://www.genecards. org/）、PathCards数据库（https://pathcards.genecards. org/）、DrugBank数据库（https://go.drugbank.com/）检索与保健功能相关的疾病蛋白靶点。将上述数据库中收集到的靶点合并去重后，通过Uniprot数据库获得标准化基因名，作为保健功能潜在靶点。

1.6.3 三七保健功能关键靶点的获取

将三七活性成分潜在靶点与保健功能潜在靶点取交集获得共同靶点，作为三七保健功能的关键靶点。使用R语言的VennDiagram软件包[13]绘制韦恩图可视化展示，获得三七保健功能交集靶点图。

1.6.4 蛋白质相互作用（protein-protein interaction，PPI）网络构建及核心靶点筛选

将三七保健功能关键靶点基因导入STRING网站（https://cn.string-db.org/），选择蛋白种类为“homo sapiens”，设置required score为medium confidence（0.400），并去除游离节点，在线预测各基因间的相互联系。使用Cytoscape 3.10.0软件中的CytoHubba插件[14]对PPI网络进行可视化，然后根据degree值大小筛选核心靶点。

1.6.5 基因本体（gene ontology，GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）信号通路富集分析

使用R语言的clusterProfiler软件包[15]，对三七保健功能关键靶点基因分别进行GO生物学过程（biological process，BP）、分子功能（molecular function，MF）和细胞定位（cellular component，CC）分析和KEGG信号通路富集分析，借助ggplot2软件包[16]进行可视化处理。

1.6.6 分子对接验证

结合实验结果并参考现有文献，选取三七中含量最高和最主要的成分，从PubChem数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pccompound）中下载相应的sdf格式文件。从PDB数据库（https://www.rcsb.org/）和Uniprot数据库（http://www.uni-prot.org/）下载核心靶点的高解析精度（＜0.250 nm）蛋白质三维结构数据；通过去除原始配体、去除水分子、分离蛋白质、添加氢原子对蛋白质三维结构进行优化。将筛选的关键成分和核心靶点信息输入AutoDock Vina 2.0（The Scripps Research Institute，Molecular Biology，CA，美国）软件，进行分子对接，结合能负值越大，对接构象越稳定，自发结合能力越强。

2 结果

通过检索共得到345种含三七的保健食品，其中国产保健食品342种，进口保健食品3种；参考纳入与排除标准，共计322种保健食品纳入统计分析，其中剂型共计323种（一种保健食品同时申报了2种剂型的，2种剂型均纳入统计），主要原料单独为三七的26种。

2.1 中药频次、功效、四气、五味、归经

纳入的322种保健食品涉及131种中药原料，共计频次为1 256次，使用频次≥40次的分别为三七（322次）、丹参（60次）、西洋参（59次）、葛根（52次）、黄芪（49次）、银杏叶（45次）、灵芝（45次）、山楂（40次）；将使用频次大于平均值9.59次的中药作为高频原料，共计25味，具体结果见表1。

中药功效包括补虚药（412次）、止血药（327次）、活血化瘀药（163次）、解表药（79次）、清热药（61次）、安神药（55次）、消食药（44次）、利水渗湿药（35次）、平肝息风药（26次）、收涩药（20次）、理气药（11次）、化痰止咳平喘药（11次）、泻下药（7次）、化湿药（7次）、温里药（6次）、攻毒杀虫止痒药（3次）、祛风湿药（1次）、开窍药（1次），共计18个种类。四气以温（588次）、平（266次）为主；五味以甘（1 032次）、苦（728次）为主；归经以肝经（739次）、胃经（516次）、肺经（459次）为主，具体见图1。

2.2 剂型

322种纳入统计的含三七的保健食品中，涉及9种剂型，以胶囊剂（213次）、片剂（52次）为主，也包括颗粒剂（16次）、口服溶液剂（16次）、茶剂（14次）、酒剂（8次）、丸剂（2次）、口服散剂（1次）、煎膏剂（1次）。

2.3 保健功能

纳入的322种保健食品各保健功能出现的频次共计413次，其中频次≥40的分别为有助于增强免疫力（101次）、有助于维持血脂（胆固醇/三酰甘油）健康水平（99次）、缓解体力疲劳（43次），具体见图2。

2.4 适宜人群与不适宜人群

纳入的322种保健食品适宜人群累计418次，其中免疫力低下者（100次）、血脂偏高者（97次）、易疲劳者（44次）、处于缺氧环境者（30次）、中老年人（29次）、有化学性肝损伤危险者（28次）、血糖偏高者（19次）、血压偏高者（14次）、睡眠状况不佳者（11次）、需要改善记忆者（7次）、轻度胃黏膜损伤者（7次）、有黄褐斑者（5次）、接触辐射者（5次）、咽部不适者（4次）、便秘者（4次）、有痤疮者（3次）、单纯性肥胖者（3次）、营养性贫血者（2次）、视力易疲劳者（1次）、缺氧耐受力低下者（1次）、营养性贫血者的成年女性（1次）、接触致突变物质者（1次）、皮肤干燥者（1次）、胃黏膜损伤者（1次）。

不适宜人群累计844次，其中少年儿童（313次）、孕妇（243次）、乳母（221次）、慢性腹泻者（23次）、月经过多者（7次）、肝病家族史者（6次）、肝功能不全者（5次）、酒精过敏者（3次）、月经期妇女（3次）、血液病患者（2次）、有出血倾向者（2次）、高血尿酸者（1次）、出血性疾病患者（1次）、心脑血管疾病患者（1次）、蜂产品过敏者（1次）、过敏体质者（1次）、有溶血倾向者（1次）、花粉过敏者（1次）、蜂蜜过敏者（1次）、有出血性倾向者（1次）、糖尿病患者（1次）、苯酮尿症患者（1次）、急性脑出血患者（1次）、感冒发热者（1次）、血管扩张症患者（1次）、乳糖不耐受者（1次）、肝肾功能不全者（1次）。

2.5 含三七的保健食品及不同保健功能的保健食品中核心原料组合

剔除单味三七组成的保健食品，共纳入296种保健食品，使用中医传承计算平台V3.5方剂分析-关联规则模块，设置支持度为25、置信度为100%，进行关联规则分析，见表2；同时使用网络拓扑模块绘制原料关系图，见图3-a。

剔除单味三七组成的保健食品，共计纳入90种有助于增强免疫力的保健食品，使用中医传承计算平台V3.5方剂分析-关联规则模块，设置支持度为10，置信度为100%，进行关联规则分析，见表2；同时使用网络拓扑模块绘制原料关系图，见图3-b。共计纳入90种有助于维持血脂（胆固醇/三酰甘油）健康水平的保健食品，使用中医传承计算平台V3.5方剂分析-关联规则模块，设置支持度为10，置信度为100%，进行关联规则分析，见表2；同时使用网络拓扑模块绘制药物关系图，见图3-c。

2.6 网络药理学研究结果

2.6.1 三七活性成分及靶基因的收集与筛选

通过各数据库及检索到的三七相关文献，共收集到三七相关化学成分684个，去除不规范名称、SwissTargetPrediction平台无法识别信息的数据后，得到339个三七有效成分，并且获得三七有效成分的预测靶标2 078个。

2.6.2 保健功能潜在靶点的筛选

上述“2.3”项中得到的保健功能中频次最高的是有助于增强免疫力（101次）；剔除单味三七组成的保健食品后进行的高频原料关联规则分析中出现次数最高的保健功能为有助于增强免疫力（90次）和有助于维持血脂（胆固醇/三酰甘油）健康水平（90次）。考虑到有助于增强免疫力的保健功能频次最高，且已有研究对三七有助于维持血脂（胆固醇/三酰甘油）健康水平进行了相关探讨[17-18]，故本研究选择三七有助于增强免疫力的保健功能进行后续网络药理学研究。

检索GeneCards数据库、PathCards数据库及DrugBank数据库中免疫力相关靶点，然后去除重复靶点，通过Uniprot数据库规范和标准化靶点的基因名，共得到2 076个免疫力相关靶点。

2.6.3 关键靶基因筛选和PPI网络分析

采用三七靶基因、免疫力相关靶基因绘制Venn图，见图4，获得434个共同靶点，即三七增强免疫力的关键靶点。采用434个共同靶点构建的PPI网络图一共具有431个节点和11 241条边，见图5。

通过Cytoscape 软件的中的cytoHubba插件进行拓扑学参数筛选，以度（degree）值排序得到三七增强免疫力的10个核心靶点，分别为肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）、RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（RAC-alpha serine/threonine-protein kinase，AKT1）、肌动蛋白（beta-actin，ACTB）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL6）、白细胞介素-1β（interleukin-1 beta，IL1B）、原癌基因酪氨酸蛋白激酶（Proto-oncogene tyrosine-protein kinase，SRC）、信号转导和转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）、细胞肿瘤抗原p53（cellular tumor antigen p53，TP53）、T细胞表面糖蛋白CD4（T-cell surface glycoprotein CD4，CD4）、Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）。它们是三七增强免疫力的核心靶点。

2.6.4 关键靶点基因GO功能及KEGG富集分析

在GO富集分析结果中，三七增强免疫力从生物学过程方面得到2 968个条目，主要富集在细胞因子产生的正向调节（positive regulation of cytokine production）、白细胞增殖（leukocyte proliferation）、白细胞细胞间黏附（leukocyte cell-cell adhesion）等方面；在分子功能方面得到537个条目，涉及细胞因子受体结合（cytokine receptor binding）、蛋白质丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性（protein serine/threonine/tyrosine kinase activity）、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性（protein serine/threonine kinase activity）等方面；在细胞定位中得到164个条目，涉及到小泡腔（vesicle lumen）、细胞质小泡腔（cytoplasmic vesicle lumen）、分泌颗粒腔（secretory granule lumen）等；各功能结果按照排序选取前10条，具体见图6。

对三七增强免疫力的关键靶点基因进行KEGG通路分析，富集得到283条KEGG通路；去除如乙型肝炎（hepatitis B）、肺结核（tuberculosis）等与三七增强免疫力不相关的通路，得到三七增强免疫力的关键通路。排序前30的核心通路如图7所示。

2.7 分子对接验证结果

根据文献检索与数据库的整理结果，参考《中国药典》2020年版，选择作为三七含量检测对照品的3个苷类成分：人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、三七皂苷R1，及最主要的非皂苷类成分三七素、三七根部中含量最多的黄酮类成分槲皮素作为三七的关键成分[2-3,6]。采用分子对接技术对三七关键成分（人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、三七皂苷R1、三七素、槲皮素）与核心靶点（TNF、AKT1、ACTB、IL6、IL1B、SRC、STAT3、TP53、CD4、TLR4）的结合情况进行验证。如图8所示，人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、三七皂苷R1、三七素、槲皮素与核心靶点亲和力较好，能自发结合。在最佳模式下，三七关键成分与核心靶点的结合能见表3。

3 讨论

本研究纳入统计的345种含三七的保健食品中，有26种是单独使用三七作为主要原料的保健品，其余的保健食品中中药原料中以补虚药、止血药和活血化瘀药为主；药性以温居多，兼有平、寒；药味以甘、苦为主，主归肝、胃、肺经。补虚药是能补虚扶弱，纠正人体气血阴阳虚衰的病理偏向，以治疗虚证为主的药物。现代药理研究表明，补虚药可增强机体的免疫功能，产生扶正祛邪的作用[19]。结果显示，含三七的保健食品中剂型以胶囊剂为主，分析其原因，由于该类产品的主要功效成分大多是主要原料的总提取物或者总多糖，部分成分直接与咽部或者胃黏膜接触会产生不适感或刺激感，有时还会伴有微痛感，因此需要胶囊剂等吞咽的剂型，服用后功能成分可直接参与对机体的调节，具有较好的保健作用，接受度也较高[20-21]。

关联规则结果显示，含三七的“有助于增强免疫力”的保健食品中支持度排名前7的中药组合为三七-灵芝、三七-西洋参、三七-黄芪、三七-枸杞子、三七-银杏叶、三七-丹参、三七-人参，这些组合中的中药均是原料频数统计中排名前10的中药；其中灵芝补气安神、止咳平喘，西洋参补气养阴、清热生津，黄芪补气健脾、益卫固表，枸杞子滋补肝肾、益精明目，银杏叶敛肺平喘、活血止痛，丹参活血调经、祛瘀止痛、凉血消痛、除烦安神，人参大补元气、补脾益肺。上述分析结果显示含三七的“有助于增强免疫力”的保健食品中中药原料使用规律符合中医基本理论，并且现代药理学研究也证实上述成分均有助于增强免疫力的作用[9,22-28]。

本研究通过检索各数据库及三七相关文献获得三七化学成分684个，其中有效成分339个及靶基因2 078个。另外，从GeneCards数据库、PathCards数据库及DrugBank数据库中筛选免疫力相关的潜在靶点2 076个；通过三七和免疫力相关共同靶基因Venn图分析，得到共同靶点即关键靶点434个；依据PPI网络的度值排序，三七增强免疫力的10个核心靶点为TNF、AKT1、ACTB、IL6、IL1B、SRC、STAT3、TP53、CD4、TLR4。同时，获得三七增强免疫力的关键靶点在3 669个GO条目和283条KEGG通路中显著富集（P＜0.05）。

根据GO富集结果，三七增强免疫力主要通过细胞因子产生的正向调节、白细胞增殖、白细胞细胞间黏附等从生物学过程，以及涉及细胞因子受体结合、蛋白质丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性等分子功能方面发挥作用。

根据三七增强免疫力的关键靶点的KEGG通路分析可知，三七增强免疫力可能通过磷脂酰肌醇-3-羟激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路、酪氨酸激酶（MAPK）信号通路参与细胞生存、增殖和免疫细胞功能的调节[29]，可能通过JAK（Janus激酶）/信号转导和转录激活因子（STAT）信号通路参与细胞信号转导和免疫细胞功能的调节[30]，可能通过NOD样受体信号通路、Toll样受体（toll-like receptor，两性保健TLR）信号通路、C型凝集素受体信号通路参与宿主对细菌、真菌和病毒等病原体的识别和应答以及免疫细胞的激活[31-33]，可能通过T细胞受体信号通路直接参与T细胞的激活和免疫应答[34]，可能通过Th17细胞分化通路直接调节CD4＋T细胞向Th17细胞的分化[35]，可能通过B细胞受体信号通路直接参与B细胞的激活和抗体产生[36]，可能通过TNF信号通路直接调节免疫细胞的生存和活性[37]，可能通过IL-17信号通路直接参与炎症和自身免疫反应[38]，可能通过自然杀伤细胞介导的细胞毒性通路直接参与自然杀伤细胞的杀伤作用[39]，情趣内衣可能通过Fc γR介导的吞噬作用通路直接参与免疫细胞的吞噬作用[40]，可能通过Fc εRI信号通路直接参与免疫细胞对特定抗原的识别和激活[41]，可能通过趋化因子信号通路调节免疫细胞的迁移和定向，对炎症和免疫反应的调节有直接关系[42]。

已有研究证明，人参皂苷Rg1通过上调PI3K-Akt-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信号通路增强肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的产生，并通过抑制核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）通路下调IL-6的分泌，以此增强CD4＋T细胞的活性并调节Th1/Th2分化[43-45]；人参皂苷Rb1可以调控TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、和IL-10等细胞因子表达，增加特异性抗原如IgA、IgG1和IgG2a的含量，起到抗炎和调节免疫的作用[46-47]；三七中三七总皂苷、其他皂苷类成分、三七多糖和挥发油成分也有抗炎和调节免疫的作用[9,48-51]。最后分子对接的结果也证明，三七的关键成分人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、三七皂苷R1、三七素可与核心靶点自发结合且结合良好。

由于三七的新成分和新靶点仍在不断被报道，扩展数据分析范围并完善及计算机算法显得尤为重要；免疫力作为一个广泛的概念，本研究的数据收集整理较少，样本量稍显不足，今后将进一步深入研究。

4 结论

本研究利用数据挖掘技术，分析了含三七的保健食品中中药频次、功效、四气、五味、归经、剂型和不同保健功能的保健食品中常用原料的组合，为三七后续保健食品的研发提供组合思路。同时进行了网络药理学和分子对接研究，初步揭示三七增强免疫力的潜在靶点与机制通路，为三七后续有助于增强免疫力的保健食品的研发提供理论依据。

润滑液 情感关系