Exploring the Anti-depression Mechanism of Polygonatum ordoratum Based on GEO Database Combined with Network Pharmacology and Molecular Docking Technology
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摘要: 目的：基于生物信息学和网络药理学方法筛选玉竹治疗抑郁症的潜在药物靶点和信号通路，并通过PC12细胞实验初步证实其抗抑郁药效。方法：下载GSE98793表达矩阵和GPL570平台信息进行差异表达基因筛选；通过检索TCMSP数据库进行成分筛选，利用Cytoscape3.7.1软件，构建玉竹“药物-成分-靶点”相互作用网络图和PPI网络图；利用DAVID数据库，进行GO和KEGG富集分析；使用SYBYL-X 2.0软件对主要活性成分及靶点进行分子对接验证；采用谷氨酸（Glu）诱导PC12细胞模型后，将玉竹醇提物按低、中、高剂量进行分组给药，考查其对PC12细胞损伤的保护作用。结果：筛选得到玉竹抗抑郁活性成分23个，活性靶点34个；“药物-成分-靶点”网络图显示棕榈酸、月桂酸、（+）-雪松醇等为玉竹抗抑郁的主要活性成分；PPI网络图显示PTGS2、PTGS1、SLC6A2、GABRA1、TNF等为关键靶点；通过GO富集分析得到GO条目共209个，其中包括生物过程（BP）149个，细胞组分（CC）23个，分子功能（MF）37个；主要涉及Chemical carcinogenesis-receptor activation、Small cell lung cancer和Adipocytokine signaling pathway等信号通路；分子对接结果显示，玉竹主要活性成分与抑郁症主要靶点对接结果具有良好稳定性；体外细胞实验结果表明，600 μg/mL的玉竹醇提物对Glu诱导的PC12细胞损伤具有明显恢复作用。结论：玉竹可能通过炎症反应、氧化应激和前列腺素合成等途径发挥抗抑郁作用。Abstract: Objective: This study aims to identify the potential targets and signaling pathways of the rhizome of Polygonatum odoratum (Yuzhu in traditional Chinese medicine) in the treatment of depression, through bioinformatics and network pharmacology, and to preliminarily explore its efficacy through PC12 cell experiments. Methods: Screening for differential gene expression was conducted by downloading the gene expression profile dataset GSE98793 and relevant information from the GPL570 platform. Component screening was conducted through the TCMSP database. The "drug-component-target" and PPI networks were constructed using Cytoscape 3.7.1 software. GO and KEGG enrichment analyses were performed using the DAVID database. Molecular docking verification of the main active components and targets was performed using SYBYL-X 2.0 software. After inducing a PC12 cell model of depression with glutamic acid (Glu), alcohol extracts of Yuzhu were administered in low, medium, and high doses to examine their protective effects against PC12 cell damage. Results: Twenty-three antidepressant active components and 34 active targets were identified for Yuzhu. Among the active components, palmitic acid, lauric acid, and (+)-cedrol were identified as the primary active components through the "drug-component-target" network analysis. The PPI network analysis showed that PTGS2, PTGS1, SLC6A2, GABRA1, and TNF were key targets. A total of 209 GO entries were obtained through GO enrichment analysis, including 149 biological processes (BP), 23 cellular components (CC), and 37 molecular functions (MF), primarily involving the Chemical carcinogenesis-receptor activation, Small cell lung cancer, and Adipocytokine signaling pathway. Molecular docking analysis revealed that the main active components of Yuzhu exhibited high docking stability with major targets of depression. In vitro cell experiments demonstrated that 600 μg/mL alcohol extracts of Yuzhu significantly ameliorated Glu-induced damage in PC12 cells. Conclusion: Yuzhu may exert its antidepressant effects through inflammatory response, oxidative stress, and prostaglandin synthesis pathways.
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Keywords:
- Polygonatum ordoratum /
- depression /
- network pharmacology /
- GEO database /
- mechanism
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抑郁症（depression）是一种常见的精神类疾病，其症状包括情绪低落、失去兴趣、睡眠障碍等，患者可能出现身体不适，如头痛、背痛等[1−3]。迄今，抑郁症具体的发病机制尚未完全清楚，可能由单胺类神经递质水平低下、神经营养因子表达下降、释放炎性细胞因子导致免疫系统功能紊乱、HPA轴功能亢进等多种因素导致的结果[4−6]。常见的诱发因素包括：日常生活或工作中的压力、家庭矛盾、人际关系困扰等。目前临床上治疗抑郁症，通常采用药物治疗和心理治疗相结合的方式[7]。但很多抗抑郁药物引起嗜睡、乏力、便秘、心率加快、体重增加等副作用，患者依从性差而中断治疗的难题引起广泛关注。近年来，研究人员将抑郁症的治疗聚焦于我国中医药理论的研究较为常见。
玉竹（Polygonatum ordoratum）是一种常见的多年生草本植物，味甘、微苦，性微寒，在我国的主要产地有黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、内蒙古、湖南、江苏等[8]，其主要药用部分为根茎，作用于肺、胃经，主治心腹结气，虚热湿毒；具有镇定发狂、平静惊悸等功效。现代研究表明，其含有皂苷、多糖、生物碱、有机酸、萜类等多种活性成分，服用玉竹能够有效缓解心理压力，减轻抑郁症状[9]。玉竹是最早一批归入我国药食同源清单的中药材，具有安全性高、依从性好的特点。但玉竹抗抑郁的作用机制及药效物质尚不明确，将生物信息学技术应用于玉竹抗抑郁机制研究或许是一个新的思路。
生物信息学将计算机科学和统计学等技术应用于生物学研究，为深入理解和挖掘生物学数据提供了更快捷、科学的方法[10−12]。网络药理学利用系统生物学和网络科学的方法，研究药物在生物网络中的作用机制和影响[13−15]。生物信息联合网络药理学主要利用生物信息学的方法和工具来分析和解释分子网络、细胞信号传导网络以及生物体内各种生物过程的相互关系，以及药物与这些网络的相互作用[16]。通过这些方法，研究人员可以探究药物对特定疾病可能的作用机制，发现新的药物靶点，为药物研发领域的发展奠定基础[17]。
本课题以GEO数据库联合网络药理学手段，探究玉竹抗抑郁的作用机制，并通过分子对接和体外细胞实验加以验证，以期为玉竹抗抑郁药物研发提供参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
玉竹 产地：湖南，生产批号：22082301，购自佳木斯大仁堂医药；PC12细胞 中国上海细胞库；PC12细胞专用培养基、胰酶消化液、CCK-8 武汉普诺赛生命科技有限公司；谷氨酸 上海源叶生物科技有限公司。
DRT-SX型恒温电热套 郑州长城科工贸有限公司；TDL-50B台式低速离心机 浙江赛德仪器设备有限公司；SpectraMax ABS plus型全波长酶标仪 美谷分子仪器（上海）有限公司；HH2数显恒温水浴锅 常州智博瑞仪器制造有限公司；SIM二氧化碳培养箱 金西盟仪器有限公司；MDF-U580VHE冰箱 冰山华洋生物科技有限公司；FDU-1200冷冻式干燥机 上海爱郎仪器有限公司；DM750生物显微镜 上饶市和信仪器设备有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 抑郁症差异表达基因筛选
通过GEO（https://www.ncbi.nlm.nih.gov）数据库下载GSE98793[18]表达矩阵和GPL570平台信息，GSE98793包含64例健康样本、128例抑郁症样本，利用R软件limma包对抑郁症组和健康组数据进行差异表达分析，依据|logFC|>0.2和P<0.05进行差异表达基因筛选，依据P值进行排序，绘制热图，取P值前100绘制火山图。
1.2.2 玉竹治疗抑郁症的网络药理学研究
1.2.2.1 玉竹有效成分及靶点预测
通过检索TCMSP数据库（https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php），检索“玉竹”并剔除无靶点成分，获得相应活性成分及其所对应靶点，通过Uniprot数据库（https://www.uniprot.org/）进行靶点基因的ID转换。将所获得的差异基因与富集的靶点取交集，即为玉竹治疗抑郁症的潜在靶点。将玉竹活性成分与共同靶基因数据导入Cytoscape3.7.1软件，构建玉竹“药物-成分-靶点”相互作用网络图。
1.2.2.2 蛋白质-蛋白质互作网络构建
将玉竹治疗抑郁症的潜在靶点上传至5+STRING（https://string-db.org/）数据库，置信度设置为0.4，获得玉竹治疗抑郁症的潜在靶点蛋白互作关系，下载tsv格式，并通过Cytoscape3.7.1可视化PPI网络图。
1.2.2.3 GO富集与KEGG通路分析
将玉竹治疗抑郁症潜在靶点输入DAVID数据库（https://david.ncifcrf.gov/gene2gene.jsp），进行GO和KEGG富集分析，以P值大小进行排序，生物过程（Biological process，BP）、细胞组分（Cellular component，CC）、分子功能（Molecular function，MF）分别将P值位于前十的绘制柱状图；KEGG分析则以P值大小进行排序，将P值位于前二十的绘制气泡图。
1.2.3 分子对接
通过Uniprot数据库查询靶点的蛋白结构及PDB ID，后利用PDB（https://www.rcsb.org）和AlphaFold（https://alphafold.ebi.ac.uk）数据库下载蛋白结构，使用SYBYL-X 2.0软件对主要活性成分及靶点进行分子对接验证。
1.2.4 细胞实验
1.2.4.1 玉竹醇提物的制备
称取经粉碎后过9号药典筛的玉竹粉50 g，放置于圆底烧瓶中，按料液比1:10（g/mL）加入80%乙醇，回流提取3 h，重复提取3次，合并3次提取滤液，浓缩至50 mL，冷却至室温后冻干处理，得玉竹醇提物。后续按实验所需浓度定容进行给药。
1.2.4.2 Glu造模浓度及时间筛选
取对数生长期PC12细胞加完全培养基接种于96孔板，密度约5×104个/mL，每孔200 μL，于37 ℃细胞贴壁（约6 h）并培养细胞至60%时（约24 h），弃去培养液，加入0、0.3、1、3、10、30 mmol/L含Glu维持液，每组4次重复，培养24 h后，每孔加入100 μL CCK-8，培养箱中孵育2 h，测定450 nm处吸光度，计算得Glu溶液的半抑制浓度（IC50），即为Glu造模浓度。
取对数生长期PC12细胞加完全培养基接种于96孔板，密度约5×104个/mL，每孔200 μL，培养24 h，弃去培养液，Glu采用上述造模浓度，分别于96孔板培养6、12、18、24、30、36 h后，CCK-8检测存活率，确定最佳造模时间。
1.2.4.3 给药浓度筛选
对数生长期细胞以密度5×104个/mL，每孔200 μL接种于96孔板。培养箱中培养约24 h后各给药组和模型对照组更换Glu加药维持液，空白对照组更换普通维持液，每组6次重复。Glu采用上述确定的Glu造模浓度。药物采用200、400、600、800 μg/mL给药浓度的玉竹醇提物，培养箱中培养24 h后CCK-8检测存活率。
细胞存活率(%)=A样品组/A对照组×100 1.2.4.4 分组及给药
实验分为空白对照组（Con：Glu浓度为0、玉竹醇提物浓度为0）、模型对照组（Mod：Glu浓度为10 mmol/L、玉竹醇提物浓度为0）、玉竹醇提物低剂量组（PO-L）、玉竹醇提物中剂量组（PO-M）、玉竹醇提物高剂量组（PO-H），低剂量组维持液中Glu浓度为10 mmol/L，玉竹醇提物为中剂量组浓度的0.5倍，高剂量组维持液中Glu浓度为10 mmol/L，玉竹醇提物为中剂量组浓度的2倍。分组给药后，培养箱中培养24 h，采用CCK-8法检测存活率，并通过显微镜观察细胞形态变化。
1.3 数据处理
使用SPSS软件进行数据统计分析，组间差异均使用单因素方差分析，P<0.05表示存在显著差异，P<0.01表示存在极显著差异。使用Origin进行绘图。
2. 结果与分析
2.1 抑郁症差异基因筛选结果
用R语言limma包对抑郁症组和健康组数据进行差异表达分析。结果显示GSE98793含有11322个差异基因，其中有5038个上调基因，6284个下调基因；其中上调基因主要有PGLS、ZNRD2-DT、INTS9，下调基因主要有CRTC2、MED11、RAB5C，因存在个体差异，基因表达量会存在些许误差，但实验样本足够多，个体差异的影响可忽略不计。结果见图1。
2.2 玉竹治疗抑郁症的网络药理学研究结果
2.2.1 玉竹活性成分及靶点预测结果
在TCMSP数据库中检索“玉竹”，剔除无靶点成分后，收集得到34个活性成分，获得70个活性靶点。将玉竹主要活性靶点与抑郁症疾病靶点取交集，获得34个潜在治疗靶点，对应有23种活性成分，其中棕榈酸、月桂酸、（+）-雪松醇、葡萄糖醛酸、油酸、亚油酸等中心度值较大，判断其为玉竹中抗抑郁主要活性成分。具体见图2~图3和表1。
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图 2 玉竹与抑郁症共有靶点Venn图Figure 2. Venn diagram of common targets of Polygonatum ordoratum and depression表 1 玉竹活性成分Table 1. Active ingredients of Polygonatum ordoratumMol ID 中文名称 英文名称 MOL010379 （2Z）-N-[2-（丁基氧基）-2-（4-羟基苯基）乙
基]-3-（4-羟基-3-甲氧基苯基）丙-2-烯酰胺（2Z）-N-[2-（butyloxy）-2-（4-hydroxyphenyl）ethyl]-3-（4-hydroxy-3-methoxyphenyl）prop-2-enamide MOL010380 （-）-α-柏木烯 （-）-α-Funebrene MOL010395 4',5,7-三羟基-6-甲基-8-甲氧基-羟基黄酮 4',5,7-Trihydroxy-6-methyl-8-methoxy-homoisoflavanone MOL010396 4',5,7-三羟基-6,8-二甲基高异黄酮 4',5,7-Trihydroxy-6,8-dimethyl-homoisoflavanone MOL010412 4'-甲氧基-5,7-二羟基-6,8-二甲基-高甲氧基黄酮 4'-Methoxy-5,7-dihydroxy-6,8-dimethyl-homoisflavanone MOL000116 正壬醛 N-nonanal MOL001308 油酸 Oleic acid MOL001396 十五烷酸 Pentadecanoic acid MOL001739 十六碳烯酸 Hexadecanoic acid MOL003047 乙酸龙脑酯 Borneol acetate MOL000305 月桂酸 Lauric acid MOL000332 3-（4-羟基苯基）-N-[2-（4-羟基苯）乙基]丙-2-烯酰胺 3-（4-hydroxyphenyl）-N-[2-（4-hydroxyphenyl）
ethyl]prop-2-enamideMOL004807 葡萄糖醛酸 Glucuronic acid MOL000483 （Z）-3-（4-羟基-3-甲氧基苯基）-N-[2-（4-羟基苯基）乙基]丙-2-烯酰胺 （Z）-3-（4-hydroxy-3-methoxy-phenyl）-N-[2-（4-hydroxyphenyl）ethyl]acrylamide MOL006384 4-[（1R，3aS，4R，6aS）-4-（4-羟基-3,5-二甲氧基苯基）-1,3,3a,4,6,6a-六氢呋喃[4,3-c]呋喃-1-基]-2,6-二甲氧基苯酚 4-[（1R,3aS,4R,6aS）-4-（4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl）-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrofuro[4,3-c]furan-1-yl]-2,6-dimethoxyphenol MOL000666 正己醛 Hexanal MOL000668 2-氨基呋喃 2-Amylfuran MOL000669 （S）樟脑 （S）-Camphor MOL000069 棕榈酸 Palmitic acid MOL000875 （+）-雪松醇 Cedrol MOL000748 5-羟甲基糠醛 5-Hydroxymethylfurfural MOL000749 亚油酸 Linoleic MOL007928 丁香脂素双糖甙 Liriodendrin 2.2.2 PPI网络构建结果
对34个玉竹治疗抑郁症的潜在靶点进行PPI分析，绘制PPI网络，共得32个节点，120条边，其中PTGS2、PTGS1、SLC6A2、GABRA1、TNF靶点位于网络的中心且度值较大，表明玉竹可能通过作用于这些关键靶点发挥抗抑郁作用，棕榈酸、月桂酸、（+）-雪松醇、葡萄糖醛酸、油酸、亚油酸等为玉竹治疗抑郁症的主要活性成分，与PTGS2和PTGS1有关的活性成分有棕榈酸、月桂酸、葡萄糖醛酸、油酸、亚油酸，其通过降低炎症反应、抑制前列腺素合成、抑制多巴胺和去甲肾上腺素的再摄取等发挥抗抑郁作用[19]；与SLC6A2有关的主要活性成分是亚油酸，其能够阻断多巴胺和去甲肾上腺素的再摄取，从而增加多巴胺和去甲肾上腺素进入突触前神经元的细胞外浓度，进而减轻抑郁症状[20]；与GABRA1有关的主要活性成分是（+）-雪松醇，可通过抗炎、抗氧化，进而缓解抑郁状态[21]；与SLC6A2有关的主要活性成分是棕榈酸，其通过杀菌、抗炎药理活性，发挥抗抑郁作用[22]。结果见图4。
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图 4 玉竹治疗抑郁症潜在作用靶点的 PPI 网络Figure 4. PPI network of potential targets of Polygonatum ordoratum in treating depression2.2.3 GO和KEGG富集分析结果
采用DAVID数据库对交集靶点进行GO和KEGG富集分析。其中GO富集分析得到GO条目209个，包括生物过程（BP）149个，细胞组分（CC）23个，分子功能（MF）37个。其中生物过程主要涉及对外来生物刺激的反应（response to xenobiotic stimulus）；细胞组分主要涉及细胞表面（cell surface），分子功能主要涉及类固醇激素受体活性（steroid hormone receptor activity）。结果见图5。
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图 5 玉竹治疗抑郁症潜在靶点GO富集分析Figure 5. GO enrichment analysis of potential targets of Polygonatum ordoratum in treating depressionKEGG通路富集筛选得到信号通路56条，并按照P值从小到大排序得到 KEGG富集通路图，结果见图6。由图可知玉竹治疗抑郁症的主要通路有化学致癌-受体激活（Chemical carcinogenesis-receptor activation）、小细胞肺癌（Small cell lung cancer）和脂肪细胞因子信号通路（Adipocytokine signaling pathway）等。
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图 6 玉竹治疗抑郁症潜在靶点KEGG通路富集分析Figure 6. KEGG pathway enrichment analysis of potential targets of Polygonatum ordoratum in treating depression2.3 分子对接结果
利用SYBYL-X 2.0软件对棕榈酸、月桂酸、（+）-雪松醇、5-羟甲基糠醛等23种关键活性成分与PTGS2、PTGS1、SLC6A2、GABRA1、TNF对应靶点蛋白进行分子对接，一般认为Total score>5，对接结果具有一定稳定性。由表2及图7可以看出油酸、亚油酸、（2Z）-N-[2-（丁基氧基）-2-（4-羟基苯基）乙基]-3-（4-羟基-3-甲氧基苯基）丙-2-烯酰胺、4',5,7-三羟基-6,8-二甲基高异黄酮、十六碳烯酸与PTGS2，亚油酸与SLC6A2的对接效果良好，Total score均大于7。而月桂酸、棕榈酸等与相应靶点的对接效果也相对稳定，Total score普遍大于5。
表 2 分子对接结果Table 2. Molecular docking resultsMol ID 靶点 PBD ID Total score MOL000069 PTGS2 5F1A 6.4987 MOL000305 PTGS2 5F1A 6.0965 MOL010379 PTGS2 5F1A 7.3008 MOL010395 PTGS2 5F1A 6.5444 MOL010396 PTGS2 5F1A 7.2841 MOL010412 PTGS2 5F1A 6.5651 MOL000748 PTGS2 5F1A 3.1423 MOL000749 PTGS2 5F1A 7.8379 MOL001308 PTGS2 5F1A 8.0192 MOL001396 PTGS2 5F1A 6.2742 MOL001739 PTGS2 5F1A 7.2868 MOL004807 PTGS2 5F1A 4.6034 MOL006384 PTGS2 5F1A 6.8928 MOL007928 PTGS2 5F1A 6.9050 MOL000483 PTGS2 5F1A 5.9043 MOL010380 PTGS2 5F1A 2.6813 MOL000069 PTGS1 6Y3C 4.0339 MOL000305 PTGS1 6Y3C 4.6900 MOL000332 PTGS1 6Y3C 2.6774 MOL010395 PTGS1 6Y3C 4.5181 MOL000483 PTGS1 6Y3C 4.3181 MOL000748 PTGS1 6Y3C 2.4364 MOL000749 PTGS1 6Y3C 4.5138 MOL001308 PTGS1 6Y3C 4.9128 MOL001396 PTGS1 6Y3C 4.0048 MOL001739 PTGS1 6Y3C 5.1104 MOL000749 SLC6A2 AF-P23975-F1 7.4791 MOL000668 SLC6A2 AF-P23975-F1 5.0805 MOL000116 GABRA1 6HUG 4.1194 MOL010380 GABRA1 6HUG 4.1388 MOL000669 GABRA1 6HUG 2.2841 MOL000748 GABRA1 6HUG 3.0884 MOL000875 GABRA1 6HUG 2.4885 MOL003047 GABRA1 6HUG 2.4300 MOL000069 TNF 7KHD 5.2907 MOL000666 TNF 7KHD 2.1069 ![]()
图 7 活性成分与关键靶点的分子对接图Figure 7. Molecular docking map of active ingredients with key targets2.4 玉竹对Glu诱导PC12细胞损伤的保护作用
2.4.1 Glu造模浓度考察结果
PC12细胞来源于大鼠肾上腺髓质嗜络细胞瘤，其形态及结构类似于神经细胞[23]。Glu是一种重要的神经递质，但其浓度过高可引起神经毒素，从而引发神经元死亡，进而诱导细胞凋亡[24]。Glu诱导PC12细胞损伤，是一种理想的抑郁症造模方法。和空白对照组相比，Glu损伤模型组细胞活力随浓度增大而降低，由CCK-8检测结果计算得细胞存活率为50%的Glu作用浓度（IC50）约为10 mmol/L；PC12细胞在Glu作用下，18 h以内未出现明显细胞损伤，延长至24 h后Glu损伤作用明显，持续至30 h，说明24~30 h为造模最佳时间，由CCK-8计算得IC50的Glu造模时间为24 h，结果见图8~图9。
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图 8 Glu浓度对PC12细胞存活率的影响注：和空白对照组相比：*P<0.05，**P<0.01（n=6）。Figure 8. Effects of concentration of Glu on survival rate of PC12 cells![]()
图 9 Glu造模时间对PC12细胞存活率的影响Figure 9. Effects of molding time of Glu on survival rate of PC12 cells2.4.2 玉竹醇提物给药浓度结果
结果显示玉竹醇提物在600 μg/mL时的细胞存活率最高，且随着浓度的继续升高细胞存活率降低，因此后续研究中采用600 μg/mL作为该玉竹醇提物的中剂量组，确定玉竹醇提物低剂量组给药剂量为300 μg/mL、中剂量组为600 μg/mL、高剂量组为1200 μg/mL，结果见图10。
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图 10 玉竹给药浓度对PC12细胞存活率的影响注：和空白对照组相比：*P<0.05，**P<0.01；和模型对照组相比：#P<0.05，##P<0.01（n=6）；图11同。Figure 10. Effects of crude drug concentration of Polygonatum ordoratum on survival rate of PC12 cells2.4.3 玉竹醇提物对PC12细胞存活率的影响
Glu损伤模型对照组细胞较空白对照组存活率极显著降低（P<0.01）。低、中、高剂量玉竹醇提物组细胞存活率较之于模型对照组显著升高（P<0.05），其中，尤以中剂量玉竹醇提物的效果最为显著（P<0.01），结果见图11。空白对照组细胞生长状态良好，呈梭形，细胞间相互连接成网络，模型对照组细胞贴壁功能下降，明显圆缩，部分细胞开始脱落，细胞密度降低，各给药组对Glu造成的形态变化具有明显改善，其中PO-M组改善效果最佳。药物对PC12细胞形态的影响结果见图12。
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图 12 药物对PC12细胞形态的影响（10×）Figure 12. Effects of drugs on the morphology of PC12 cells (10×)3. 结论
本研究通过构建玉竹与抑郁症的成分靶点网络图与PPI网络图，筛选得到5种主要靶点，对应24种具有抗抑郁靶点的玉竹活性成分。经筛选及对接验证，棕榈酸、月桂酸、（+）-雪松醇、葡萄糖醛酸、油酸、亚油酸等为玉竹治疗抑郁症的主要活性成分。为验证玉竹抗抑郁症作用，采用PC12细胞进行体外药理实验。通过对玉竹醇提物对Glu诱导PC12细胞损伤的恢复作用进行研究，结果发现，中剂量（600 μg/mL）玉竹醇提物对Glu诱导PC12细胞损伤的恢复效果明显。本研究通过生物信息学联合网络药理学方法分析玉竹治疗抑郁症的潜在药物靶点和信号通路，发现棕榈酸、月桂酸、（+）-雪松醇等为玉竹治疗抑郁症的主要活性成分，PTGS2、PTGS1、SLC6A2、GABRA1、TNF等为关键靶点，主要涉及化学致癌-受体激活（Chemical carcinogenesis-receptor activation）、小细胞肺癌（Small cell lung cancer）和脂肪细胞因子信号通路（Adipocytokine signaling pathway）等信号通路，炎症反应、氧化应激和前列腺素合成等与抑郁症的发生密切相关。
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图 2 玉竹与抑郁症共有靶点Venn图
Figure 2. Venn diagram of common targets of Polygonatum ordoratum and depression
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图 4 玉竹治疗抑郁症潜在作用靶点的 PPI 网络
Figure 4. PPI network of potential targets of Polygonatum ordoratum in treating depression
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图 5 玉竹治疗抑郁症潜在靶点GO富集分析
Figure 5. GO enrichment analysis of potential targets of Polygonatum ordoratum in treating depression
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图 6 玉竹治疗抑郁症潜在靶点KEGG通路富集分析
Figure 6. KEGG pathway enrichment analysis of potential targets of Polygonatum ordoratum in treating depression
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图 7 活性成分与关键靶点的分子对接图
Figure 7. Molecular docking map of active ingredients with key targets
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图 8 Glu浓度对PC12细胞存活率的影响
注：和空白对照组相比：*P<0.05，**P<0.01（n=6）。
Figure 8. Effects of concentration of Glu on survival rate of PC12 cells
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图 9 Glu造模时间对PC12细胞存活率的影响
Figure 9. Effects of molding time of Glu on survival rate of PC12 cells
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图 10 玉竹给药浓度对PC12细胞存活率的影响
注：和空白对照组相比：*P<0.05，**P<0.01；和模型对照组相比：#P<0.05，##P<0.01（n=6）；图11同。
Figure 10. Effects of crude drug concentration of Polygonatum ordoratum on survival rate of PC12 cells
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图 12 药物对PC12细胞形态的影响（10×）
Figure 12. Effects of drugs on the morphology of PC12 cells (10×)
表 1 玉竹活性成分
Table 1 Active ingredients of Polygonatum ordoratum
Mol ID 中文名称 英文名称 MOL010379 （2Z）-N-[2-（丁基氧基）-2-（4-羟基苯基）乙
基]-3-（4-羟基-3-甲氧基苯基）丙-2-烯酰胺（2Z）-N-[2-（butyloxy）-2-（4-hydroxyphenyl）ethyl]-3-（4-hydroxy-3-methoxyphenyl）prop-2-enamide MOL010380 （-）-α-柏木烯 （-）-α-Funebrene MOL010395 4',5,7-三羟基-6-甲基-8-甲氧基-羟基黄酮 4',5,7-Trihydroxy-6-methyl-8-methoxy-homoisoflavanone MOL010396 4',5,7-三羟基-6,8-二甲基高异黄酮 4',5,7-Trihydroxy-6,8-dimethyl-homoisoflavanone MOL010412 4'-甲氧基-5,7-二羟基-6,8-二甲基-高甲氧基黄酮 4'-Methoxy-5,7-dihydroxy-6,8-dimethyl-homoisflavanone MOL000116 正壬醛 N-nonanal MOL001308 油酸 Oleic acid MOL001396 十五烷酸 Pentadecanoic acid MOL001739 十六碳烯酸 Hexadecanoic acid MOL003047 乙酸龙脑酯 Borneol acetate MOL000305 月桂酸 Lauric acid MOL000332 3-（4-羟基苯基）-N-[2-（4-羟基苯）乙基]丙-2-烯酰胺 3-（4-hydroxyphenyl）-N-[2-（4-hydroxyphenyl）
ethyl]prop-2-enamideMOL004807 葡萄糖醛酸 Glucuronic acid MOL000483 （Z）-3-（4-羟基-3-甲氧基苯基）-N-[2-（4-羟基苯基）乙基]丙-2-烯酰胺 （Z）-3-（4-hydroxy-3-methoxy-phenyl）-N-[2-（4-hydroxyphenyl）ethyl]acrylamide MOL006384 4-[（1R，3aS，4R，6aS）-4-（4-羟基-3,5-二甲氧基苯基）-1,3,3a,4,6,6a-六氢呋喃[4,3-c]呋喃-1-基]-2,6-二甲氧基苯酚 4-[（1R,3aS,4R,6aS）-4-（4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl）-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrofuro[4,3-c]furan-1-yl]-2,6-dimethoxyphenol MOL000666 正己醛 Hexanal MOL000668 2-氨基呋喃 2-Amylfuran MOL000669 （S）樟脑 （S）-Camphor MOL000069 棕榈酸 Palmitic acid MOL000875 （+）-雪松醇 Cedrol MOL000748 5-羟甲基糠醛 5-Hydroxymethylfurfural MOL000749 亚油酸 Linoleic MOL007928 丁香脂素双糖甙 Liriodendrin 
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表 2 分子对接结果
Table 2 Molecular docking results
Mol ID 靶点 PBD ID Total score MOL000069 PTGS2 5F1A 6.4987 MOL000305 PTGS2 5F1A 6.0965 MOL010379 PTGS2 5F1A 7.3008 MOL010395 PTGS2 5F1A 6.5444 MOL010396 PTGS2 5F1A 7.2841 MOL010412 PTGS2 5F1A 6.5651 MOL000748 PTGS2 5F1A 3.1423 MOL000749 PTGS2 5F1A 7.8379 MOL001308 PTGS2 5F1A 8.0192 MOL001396 PTGS2 5F1A 6.2742 MOL001739 PTGS2 5F1A 7.2868 MOL004807 PTGS2 5F1A 4.6034 MOL006384 PTGS2 5F1A 6.8928 MOL007928 PTGS2 5F1A 6.9050 MOL000483 PTGS2 5F1A 5.9043 MOL010380 PTGS2 5F1A 2.6813 MOL000069 PTGS1 6Y3C 4.0339 MOL000305 PTGS1 6Y3C 4.6900 MOL000332 PTGS1 6Y3C 2.6774 MOL010395 PTGS1 6Y3C 4.5181 MOL000483 PTGS1 6Y3C 4.3181 MOL000748 PTGS1 6Y3C 2.4364 MOL000749 PTGS1 6Y3C 4.5138 MOL001308 PTGS1 6Y3C 4.9128 MOL001396 PTGS1 6Y3C 4.0048 MOL001739 PTGS1 6Y3C 5.1104 MOL000749 SLC6A2 AF-P23975-F1 7.4791 MOL000668 SLC6A2 AF-P23975-F1 5.0805 MOL000116 GABRA1 6HUG 4.1194 MOL010380 GABRA1 6HUG 4.1388 MOL000669 GABRA1 6HUG 2.2841 MOL000748 GABRA1 6HUG 3.0884 MOL000875 GABRA1 6HUG 2.4885 MOL003047 GABRA1 6HUG 2.4300 MOL000069 TNF 7KHD 5.2907 MOL000666 TNF 7KHD 2.1069
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