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目的:运用网络药理学方法研究五子衍宗丸治疗卵巢早衰的作用机制,并通过分子对接方法验证关键交集蛋白靶点与药物活性成分的结合活性,对接复合物稳定性及匹配结合的作用强度。
方法:通过TCMSP数据库和相关文献中检索已发表并验证过的文献报道筛选五子衍宗丸主要化学成分,并在Uniprot蛋白质数据库平台上查询相应化学成分靶点基因的Gene Symbol,得到有效成分对应的蛋白质靶点信息。使用Cytoscape3.6.0软件构建五子衍宗丸的“活性成分-靶点”网络,获得其中较为重要的活性成分与靶点及两者之间的关系。从Pubmed MeSH词表检索获得疾病关键词“Premature Ovarian Failure”,在GeneCards数据库、OMIM数据库中搜索卵巢早衰的潜在靶点,并在DrugBank数据库查询临床防治卵巢早衰的一线西药作用靶点作为补充,得到卵巢早衰疾病潜在靶点。获取药物与疾病相交集的靶点,运用Cytoscape3.6.0构建五子衍宗丸成分-卵巢早衰疾病靶点蛋白质相互作用PPI网络,识别其内在的蛋白质Module,对各个PPI网络内评分前三的Module进行分析,并对候选基因靶点进行KEGG及GO分析,运用Metascape平台筛选其中的关键通路及核心机制后使用CytoScape 3.6.0构建五子衍宗丸成分-卵巢早衰靶点-生物通路网络图,筛选出Degree值前五的靶点节点和化合物节点作为核心蛋白靶点和核心活性成分化合物,在RCSB PDB数据库中查找关键靶点的PDB ID,获得它们的晶体结构,运用Application中的Docking模块对关键靶点的结构进行优化处理,然后根据靶点蛋白复合物中的配体部位选择对接的活性位点,运用SYBYL X2.1分子力学程序Minimize对活性成分配体小分子结构进行优化得到稳定构象。运用SYBYL X2.1软件的Surflex-Dock功能模块进行分子对接,结果用打分函数Total Score展现出来。运用Pymol软件将对接验证结果进行可视化,绘制其3D模式图,运用Proteins plus在线绘图工具绘制其2D模式图。
结果:1.五子衍宗丸治疗卵巢早衰的有效成分主要活性化合物为:槲皮素、山奈酚、beta-谷甾醇、鞣花酸和黄豆黄素;主要作用靶点为:PGR、NCOA2、PTGS2、PPARG、RELA。2.五子衍宗丸治疗卵巢早衰主要参与的生物学进程为:活性氧代谢过程、对脂多糖的反应、细胞凋亡、细胞增殖和分化;相关信号通路主要有癌症的途径、AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、细胞衰老、孕酮介导的卵母细胞成熟;靶点主要功能富集为:蛋白激酶结合、蛋白质结构域特异性结合、转录因子结合、细胞因子受体结合、蛋白激酶活性、蛋白质均二聚活性、核受体活性。3.通过分子对接方法验证了大部分关键蛋白靶点与药物活性成分的结合活性较好,对接复合物稳定,匹配结合作用较强。
结论:本研究发现五子衍宗丸对卵巢早衰的影响机制主要包括以下几方面:①通过线粒体途径、死亡受体途径提高抗氧化酶的活性,降低ROS水平,减少氧化应激反应的发生,抑制细胞凋亡作用,促进卵母细胞成熟、卵泡成熟、激素生成和成功受精②影响激素受体表达,提高细胞粘附力,提高受精卵着床能力③减轻炎症介质对卵巢的损害④抑制脂质过度氧化,改善糖脂代谢紊乱,延缓卵巢衰老,调节免疫功能⑤发挥类雌激素样作用,促进成骨细胞的增殖分化及矿化能力,抑制破骨细胞作用,调节骨代谢平衡,抗骨质疏松。
方法:通过TCMSP数据库和相关文献中检索已发表并验证过的文献报道筛选五子衍宗丸主要化学成分,并在Uniprot蛋白质数据库平台上查询相应化学成分靶点基因的Gene Symbol,得到有效成分对应的蛋白质靶点信息。使用Cytoscape3.6.0软件构建五子衍宗丸的“活性成分-靶点”网络,获得其中较为重要的活性成分与靶点及两者之间的关系。从Pubmed MeSH词表检索获得疾病关键词“Premature Ovarian Failure”,在GeneCards数据库、OMIM数据库中搜索卵巢早衰的潜在靶点,并在DrugBank数据库查询临床防治卵巢早衰的一线西药作用靶点作为补充,得到卵巢早衰疾病潜在靶点。获取药物与疾病相交集的靶点,运用Cytoscape3.6.0构建五子衍宗丸成分-卵巢早衰疾病靶点蛋白质相互作用PPI网络,识别其内在的蛋白质Module,对各个PPI网络内评分前三的Module进行分析,并对候选基因靶点进行KEGG及GO分析,运用Metascape平台筛选其中的关键通路及核心机制后使用CytoScape 3.6.0构建五子衍宗丸成分-卵巢早衰靶点-生物通路网络图,筛选出Degree值前五的靶点节点和化合物节点作为核心蛋白靶点和核心活性成分化合物,在RCSB PDB数据库中查找关键靶点的PDB ID,获得它们的晶体结构,运用Application中的Docking模块对关键靶点的结构进行优化处理,然后根据靶点蛋白复合物中的配体部位选择对接的活性位点,运用SYBYL X2.1分子力学程序Minimize对活性成分配体小分子结构进行优化得到稳定构象。运用SYBYL X2.1软件的Surflex-Dock功能模块进行分子对接,结果用打分函数Total Score展现出来。运用Pymol软件将对接验证结果进行可视化,绘制其3D模式图,运用Proteins plus在线绘图工具绘制其2D模式图。
结果:1.五子衍宗丸治疗卵巢早衰的有效成分主要活性化合物为:槲皮素、山奈酚、beta-谷甾醇、鞣花酸和黄豆黄素;主要作用靶点为:PGR、NCOA2、PTGS2、PPARG、RELA。2.五子衍宗丸治疗卵巢早衰主要参与的生物学进程为:活性氧代谢过程、对脂多糖的反应、细胞凋亡、细胞增殖和分化;相关信号通路主要有癌症的途径、AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、细胞衰老、孕酮介导的卵母细胞成熟;靶点主要功能富集为:蛋白激酶结合、蛋白质结构域特异性结合、转录因子结合、细胞因子受体结合、蛋白激酶活性、蛋白质均二聚活性、核受体活性。3.通过分子对接方法验证了大部分关键蛋白靶点与药物活性成分的结合活性较好,对接复合物稳定,匹配结合作用较强。
结论:本研究发现五子衍宗丸对卵巢早衰的影响机制主要包括以下几方面:①通过线粒体途径、死亡受体途径提高抗氧化酶的活性,降低ROS水平,减少氧化应激反应的发生,抑制细胞凋亡作用,促进卵母细胞成熟、卵泡成熟、激素生成和成功受精②影响激素受体表达,提高细胞粘附力,提高受精卵着床能力③减轻炎症介质对卵巢的损害④抑制脂质过度氧化,改善糖脂代谢紊乱,延缓卵巢衰老,调节免疫功能⑤发挥类雌激素样作用,促进成骨细胞的增殖分化及矿化能力,抑制破骨细胞作用,调节骨代谢平衡,抗骨质疏松。