《食品科学》：西安理工大学何仰清教授等：基于网络药理学研究药食同源灵芝抗抑郁活性成分

抑郁症是一种常见的精神障碍疾病，已成为全球范围内导致其他多种疾病负担和残疾的重要原因之一。

灵芝（

Ganoderma lucidum

Ganoderma

网络药理学作为一种新的研究方法，可通过构建药物与靶点、通路、疾病等之间的复杂网络关系，进而全面揭示药物的多靶点、多途径作用机制。并且，网络药理学还主要强调药物的系统性作用，能够有效弥补传统单靶点药理学研究的局限性。

西安理工大学理学院的寇融巍、杨心怡、何仰清*等人研究基于网络药理学和分子对接技术，构建灵芝活性成分与抑郁症相关靶点的相互关系网络，并采用7 种慢性压力刺激构建抑郁小鼠模型，对其抗抑郁效果进行动物实验验证，阐明灵芝活性成分在抗抑郁症中的多靶点、多通路作用，以期为进一步的临床研究和药物开发提供理论依据，为灵芝在功能性食品中的应用提供新的科学支持。

1 灵芝活性成分筛选及作用靶点获取

通过TCMSP数据库和SwissADME数据库对所有灵芝成分进一步筛选，共得到19 个符合1.3.1节条件的灵芝有效活性成分，结构类型包括三萜和甾醇类化合物。将筛选到的19 个有效活性成分的Canonical SMILES结构导入SwissTargetPrediction数据库中预测成分所有疾病作用靶点，共获得作用靶点501 个。

2 有效成分作用靶点与抑郁相关靶点交集分析

利用1.3.2节中OMIM、DisGeNET和GeneCards 3 个数据库检索抗抑郁相关作用靶点，进一步通过筛选、合并与去重复，共整理获得1 100 个抗抑郁靶点。使用Venny 2.1绘图平台对501 个灵芝活性成分靶点与1 100 个抗抑郁相关作用靶点取交集，共得到122 个交集靶点，结果如图1所示。

3 构建“灵芝活性成分-抑郁潜在靶点”关系网络

如图2所示，使用Cytoscape软件将上述得到交集靶点进行可视化分析。网络包含98 个节点、395 条边，灵芝潜在活性成分节点19 个，抑郁相关作用靶点节点122 个；连接度、介度和紧密度的阈值分别为8.061 22、170.530 6和0.003 845。如表2所示，根据其阈值大小，筛选出灵芝中连接度相对含量排名前3的赤芝酮A、赤芝酸Q甲酯和啤酒甾醇核心活性成分，且3 种灵芝核心成分均与多种靶点密切相关。

4 PPI网络构建及核心靶点筛选

String数据库是一个搜索已知蛋白质之间和预测蛋白质之间相互作用的数据库。将上述分析得到的122 个交集靶点库导入String数据库中，得到灵芝与抑郁之间的PPI网络图，结果见图3。通过Cytoscape软件进行网络可视化，该网络共有121 个节点、1 557 条边，PPI网络中连接度、介度和紧密度的阈值分别为25.735 5、107.867 8和0.004 468，将三者均大于等于阈值的节点确定为候选靶点，逐步筛选出26 个靶点为灵芝抗抑郁的关键作用靶点，并按照连接度依次排列为丝氨酸/苏氨酸激酶1（AKT1）、雌激素受体1（ESR1）、IL-6、表皮生长因子受体（EGFR）、TNF和IL-1β等，具体结果如图4所示。

5 GO与KEGG通路富集分析

为了进一步阐明灵芝活性成分抗抑郁的潜在作用机制，本研究使用DAVID数据库对上述122 个交集靶点进行GO功能与KEGG通路富集分析。GO功能分析中，选取生物过程、细胞组成和分子功能3 个方面排名前10的富集条目，将结果进行可视化如图5所示，主要涉及对外源性刺激的反应、丝裂原活化蛋白激酶级联的正向调控、肽基酪氨酸磷酸化、磷酸化等过程。如图6所示，KEGG通路主要富集在神经活性配体受体通路、神经退行性变-多种疾病通路、阿尔茨海默病（AD）、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）通路信号通路、环腺苷酸信号通路、钙离子信号通道和丝裂原活化蛋白激酶信号通路等通路。

6 分子对接

分子对接是一种计算机模拟技术，用于预测小分子（如药物或活性化合物）与靶蛋白之间的相互作用模式。对灵芝的核心成分和抗抑郁关键靶点进行分子对接，以明确它们之间的相互作用。在2.4节PPI网络中，根据连接度筛选出排名前3的关键靶点为AKT1（PDBID：1UNQ）、ESR1（PDBID：1SJ0）和IL-6（PDBID：4CNI），将其与2.3节中3 种核心活性成分进行分子对接。一般认为，结合能在－7.0～－0.5 kcal/mol之间，这表明成分与核心靶蛋白结合性较好；结合能＜－7.0 kcal/mol，表明该物质与核心靶蛋白具有很强的结合性，能处于十分稳定的状态。如表3所示，所有结合能均小于等于－7.0 kcal/mol，其中赤芝酮A与AKT1的结合能最低，为－9.8 kcal/mol。利用PyMOL软件对其部分结果进行可视化，如图7所示，赤芝酮A与AKT1的ARG-298形成氢键，与ESR1的ARG-412和TYR-459形成氢键，并能与IL-6的PRO-46和TRP-112形成氢键。赤芝酸Q甲酯与AKT1的ARG-177、LEU-113、ARG-169和ARG-170形成氢键，与IL-6的SER-58和LEU-48形成氢键，啤酒甾醇与AKT1的TYR-53形成氢键。以上结果提示，灵芝核心活性成分与抗抑郁的关键靶蛋白结合较好。根据上述结果，本研究将通过动物实验验证灵芝核心活性成分赤芝酮A的抗抑郁效果。

7 赤芝酮A对抑郁小鼠行为学的影响

抑郁患者常伴有心理障碍疾病，表现为抑郁和焦虑相关症状。因此，本研究对小鼠的焦虑和抑郁样行为进行评价。如图8所示，在OFT中，相比于对照组，模型组小鼠总路程、中心区域路程百分比和中心区域时间百分比显著降低，而阳性药物盐酸氟西汀和赤芝酮A干预组可以逆转这些变化（图8A～D）。在EPM实验中，与对照组相比，模型组小鼠进入开放臂次数百分比和在开放臂的停留时间百分比明显降低，而阳性药物盐酸氟西汀和赤芝酮A干预组显著改善这些变化（图8E～G）。在小鼠埋珠实验中，相比于对照组，模型组小鼠埋珠数量显著提高，阳性药物盐酸氟西汀和赤芝酮A干预组显著扭转这一趋势（图8H、I）。在TST中，模型组小鼠悬尾静止时间明显增加，而阳性药物盐酸氟西汀和赤芝酮A干预组可显著逆转这一趋势（图8J、K）。以上结果提示，灵芝活性成分赤芝酮A可以显著改善抑郁小鼠的焦虑和抑郁症状，并且与抑郁症临床一线药物盐酸氟西汀效果相当。

8 赤芝酮A对抑郁小鼠脑组织病理损伤的影响

为了进一步探究灵芝活性成分赤芝酮A对抑郁小鼠脑组织神经元形态损伤的影响，本研究采用H&E染色观察皮层和海马CA1、CA3、齿状回（dentate gyrus，DG）区域的形态学。如图9染色结果显示，与对照组相比，模型组小鼠皮层和海马CA1、CA3、DG区的细胞均出现了核固缩、染色加深现象，甚至出现了细胞凋亡现象。而灵芝活性成分赤芝酮A干预组可显著改善小鼠脑部神经元损伤。

9 赤芝酮A对抑郁小鼠脑内神经递质的影响

5-HT和NE两种重要的神经递质，两者密切相关，在大脑和外周神经系统中发挥关键作用，特别是在情绪调节和抗抑郁机制方面，两者协同作用以维持正常的情绪和认知功能。本研究采用ELISA试剂盒检测大脑皮层与海马中5-HT和NE的含量，如图10所示，与对照组相比，模型组显著降低了小鼠大脑皮层与海马中5-HT和NE的表达，而赤芝酮A干预组可显著逆转这一趋势。以上结果提示，灵芝活性成分赤芝酮A可通过改善小鼠脑内单胺类神经递质，从而缓解抑郁的症状。

10 赤芝酮A对抑郁小鼠脑内炎症因子的影响

近年来的研究表明，炎症和抑郁症之间存在密切关系，慢性低度炎症也可能是抑郁症的重要诱因之一。机体长期处于慢性炎症，这些炎症因子会影响中枢神经系统，进而干扰神经递质的平衡，诱发或加重抑郁症状。如图11所示，与对照组相比，模型组小鼠脑部皮层

iNOS、COX-2、TNF-α、IL-6、IL-1β

IL-17

iNOS、COX-2、TNF-α、IL-6、IL-1β

IL-17

11 赤芝酮A对抑郁小鼠脑内关键靶蛋白的影响

基于网络药理学分析与分子对接的结果，灵芝核心活性成分与抗抑郁的关键靶蛋白AKT1、ESR1和IL-6结合较好。因此，本研究在动物层面，进一步探究灵芝活性成分赤芝酮A对抑郁小鼠脑组织关键靶蛋白AKT1、ESR1和IL-6的影响。免疫印迹结果如图12所示，与模型组相比，赤芝酮A干预组小鼠脑组织中p-AKT蛋白表达水平显著上调，表明赤芝酮A能够显著激活AKT信号通路。同时，ESR1和IL-6蛋白表达水平较模型组均呈现明显降低。以上结果表明，灵芝活性成分赤芝酮A可显著激活AKT的磷酸化，并且下调ESR1和IL-6的表达，从而发挥抗抑郁的效果。这一发现为阐明灵芝活性成分的抗抑郁作用机制提供了重要的实验依据。

讨论与结论

抑郁症是一种常见的精神障碍，其发病机制复杂，涉及神经递质紊乱、神经炎症、遗传因素、社会环境压力等多方面因素，现有抗抑郁药物虽能缓解症状，但长期使用可能引发副作用。因此，探索安全、有效的天然抗抑郁食品资源具有重要意义。灵芝（G.lucidum）作为一种传统中药和功能性食品，在药食同源领域的研究较为广泛。因其丰富的三萜类、多糖类及多种微量元素，展现出广泛的药理活性，包括免疫调节、抗氧化、抗炎、降血糖等。近年来灵芝被广泛应用于保健食品和功能性食品中，多项研究聚焦于其活性成分的挖掘与作用机制，鉴定出多种在神经保护等方面具有潜力的新先导化合物，但其主要营养成分的确定及作用机制探究仍是当前天然产物的研究重点。本研究基于网络药理学、分子对接技术和实验验证的方法，探究灵芝活性成分抗抑郁的潜在作用机制。结果表明，从灵芝中共筛选出19 个活性成分，主要为灵芝三萜类化合物，其中赤芝酮A、赤芝酸Q甲酯和啤酒甾醇等为灵芝抗抑郁的核心活性成分。大量研究表明赤芝酮A具有抗炎、抗氧化、保护肝脏等作用。此外，研究利用AD模型小鼠探究灵芝主要活性提取物的抗AD特征，发现提取物可改善学习记忆功能，改善神经元凋亡和脑萎缩，下调AD标志物Aβ 1-42 的表达，其中赤芝酮A是该提取物的主要活性成分之一。啤酒甾醇能够通过抑制丝裂原活化蛋白激酶/核因子-κB/活化蛋白-1信号通路，激活核因子E2相关因子2/血红素氧合酶-1信号通路联合发挥抗神经炎活性。同时啤酒甾醇作为冬虫夏草中最主要的活性成分，冬虫夏草通过提高小鼠缺氧条件下H9C2细胞的存活率，进而发挥抗缺氧作用，缓解疲劳和衰老等疾病。基于以上部分研究推测，灵芝抗抑郁效果是通过多种活性成分共同协作的结果。

通过筛选发现，灵芝活性成分作用的关键靶蛋白包括AKT1、ESR1、IL6、EGFR和TNF等。AKT1作为AKT中最重要的亚型，是PI3K信号通路的关键调节因子，其可以促进炎症信号通路及其下游炎症因子的释放。研究表明AKT1的多样性与抑郁患者的抑郁程度密切相关，在抑郁症中发挥着重要的作用。因此，筛选抑制AKT1靶蛋白药物是治疗抑郁的核心途径。ESR1在细胞信号传导中扮演者重要的角色，研究发现，在抑郁症患者体内，多种炎症因子如IL-6、iNOS和TNF-α表达量普遍升高，而这些炎症因子可以通过ESR1影响神经系统功能，从而加剧抑郁。因此，ESR1逐渐成为一个治疗抑郁症的潜在靶点。IL-6可参与机体多种免疫和炎症反应的调节，能够影响脑内的神经可塑性、细胞的生长和存活，甚至可能改变大脑某些区域，这些区域与情绪调节、记忆和认知功能密切相关。因此，IL-6水平的升高被认为是抑郁症的一个生物标志物。EGFR参与细胞的存活和分化等生物学过程，EGFR的激活影响机体脑内免疫和炎症反应，通过调节下游炎症信号通路，如丝裂原活化蛋白激酶信号通路、PI3K/AKT信号通路等，产生炎症因子。TNF是一种重要的促炎细胞因子，在免疫调节、炎症反应以及细胞凋亡等生理过程中发挥重要作用，其可通过影响神经递质、神经可塑性和神经炎症等途径促进抑郁症的发生发展。此外，利用分子对接技术验证了网络药理学分析的结果。灵芝核心化合物赤芝酮A、赤芝酸Q甲酯和啤酒甾醇与AKT1、ESR1和IL-6均具有较强的结合能力。因此，根据以上研究，结合GO和KEGG富集结果分析，推测灵芝活性成分可能通过多个靶点协同，抑制丝裂原活化蛋白激酶信号通路和PI3K/AKT信号通路等信号通路，促进神经递质的释放，抑制TNF-α和IL-6等脑内炎症因子的释放，发挥抗抑郁的作用。

结合以上计算机和多种数据库模拟结果，本研究进一步采用7 种慢性压力刺激构建抑郁小鼠模型进行体内实验验证。OFT、EPM、埋珠和悬尾测试是探究焦虑与抑郁行为的重要实验方法。这些实验方法广泛应用于神经科学和药理学研究，以探讨焦虑和抑郁的机制及其潜在治疗策略。相较于模型组，经灵芝核心活性成分赤芝酮A干预后，可以显著改善抑郁小鼠抑郁症状，且与抑郁症临床一线药物盐酸氟西汀效果相当。神经元、神经递质和神经炎症在抑郁症的发生过程中相互影响。神经元功能异常或可塑性下降可能导致情绪和认知障碍，而神经递质的失衡则影响信号传递，进而引发抑郁表现。此外，神经炎症在患者体内普遍存在，促炎因子如IL-6和TNF-α的增加不仅损害神经元，还会干扰神经递质的调控，从而加重抑郁症状。本研究通过H&E染色、ELISA试剂盒和PCR测定检测脑组织神经元形态损伤、神经递质浓度与炎症因子表达情况。研究发现，采用灵芝核心活性成分赤芝酮A干预，可显著改善抑郁小鼠脑组织神经元形态损伤，提高单胺类神经递质5-HT和NE的含量，抑制炎症因子iNOS、COX-2、TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-17的释放，进而发挥抗抑郁效果。

综上所述，本研究采用网络药理学和分子对接技术筛选了灵芝抗抑郁的可能活性成分、疾病作用靶点与通路，初步验证核心活性成分与疾病靶蛋白的相互作用。结合模拟结果，选用灵芝核心活性成分赤芝酮A进行体内小鼠实验，初步验证灵芝抗抑郁的效果和作用机制。通过理论计算与实验验证相结合，构建网络分析架构，系统阐明了灵芝活性成分通过多途径、多靶点协同模式，从而发挥抗抑郁的功效。深化对功能性食品灵芝健康功效的认识，为天然药食同源健康产品的研发提供了理论参考。

本文《基于网络药理学研究药食同源灵芝抗抑郁活性成分》来源于《食品科学》2025年第46卷第15期194-204页，作者：寇融巍，杨心怡，何仰清，夏 冰，刘俊超，赵贝塔，刘学波。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250225-129。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李杭生；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网