论文部分内容阅读
研究目的:筛选养血汤中治疗膝骨关节炎的主要活性成分,预测其活性成分的作用靶点,建立药物-成分-靶点-疾病网络,探讨养血汤治疗肝肾亏虚型膝骨关节炎的作用机制。研究方法:采用中药系统药理学技术平台(TCMSP)中的药动学参数(口服利用度(0B)和药物相似性(DL))筛选养血汤的有效成分及潜在药物靶点,利用Uniprot网站进行标准化处理;整合药物银行(Drugbank)、人类基因数据库(Genecards)、治疗靶点数据库(TTD)、人类孟德尔遗传数据库(0MIM)和DisGeNET等5个疾病靶点预测数据库关于膝骨关节炎的靶点,与药物靶点相互映射,取共同靶点,借助Cytoscape软件构建“药物-成分-靶点-疾病”网络;将共同靶点导入String网站,构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,通过Cytoscape的cytoNCA插件筛选核心靶点;用R语言将核心靶点进行功能分析(GO)和通路分析(KEGG);对核心靶点进行分子对接验证。结果:(1)经TCMSP数据库收集得到养血汤共991个有效成分,符合OB≥30和DL≥0.18的共72个,其中淫羊藿23个、牛膝20个、熟地黄2个、鸡血藤24个、桂枝7个、当归2个、鹿衔草9个、木瓜4个。(2)本研究共获得269个养血汤预测靶点,经Uniprot标准化,汇总去重后得到249个唯一靶点,其中淫羊藿213个、牛膝205个、熟地黄30个、鸡血藤133个、桂枝49个、当归51个、鹿衔草178个、木瓜148个。(3)经 DrugBank、GeneCards、TTD、OMIM、DisGeNET 等五大数据库对膝骨关节炎靶点的预测,共得到1710个靶点,其中DrugBank数据库98个、GeneCards1598个、TTD17个、OMIM28个、DisGeNET92个。药物靶点与疾病靶点相互映射,共得到126个共同靶点。(4)本研究经String网站的PPI分析和cytoNCA插件的筛选,共获得IL6(Interleukin-6)、AKT1(RAC-alpha serine/threonine-protein kinase)、VEGFA(Vascular endothelial growth factor A)、TNF(Tumor necrosis factor)、TP53(Cellular tumor antigen p53)、PTGS2(Prostaglandin G/H synthase 2)、CASP3(Caspase-3)、EGFR(Epidermal growth factor receptor)、JUN(Transcription factor AP-1)、MMP9(Matrix metalloproteinase-9)、CXCL8(Interleukin-8)、EGF(Epidermal growth factor recept)、MAPK8(Mitogen-activated protein kinase 8)、STAT3(Signal transducer and activator of transcription 3)、MAPK1(Mitogen-activated protein kinase 14)、FN1(Fibronectin)、IL1B(Interleukin-1 beta)等17个核心靶点。(5)本研究利用R语言进行GO分析,共富集到1624个条目,生物过程(BP)1578个、细胞组分(CC)20个、分子功能(MF)26个,其中的氧化应激、脂多糖及炎症反应、促进肌肉增殖与养血汤治疗膝骨关节炎关系密切。(6)本研究通过KEGG通路分析,共富集137条信号通路,其中MAPK信号通路、IL-17信号通路、肿瘤坏死因子信号、凝集素原细胞信号通路富集程度较高。(7)本研究分子对接结果显示,养血汤的核心化合物与膝骨关节炎核心靶点有较强的结合活性。结论:(1)养血汤治疗膝骨关节炎通过多种活性成分共同发挥作用,其中beta-sitosterol、sitosterol、quercetin、Stigmasterol、kaempferol、ent-Epicatechin、luteolin)、(+)-catechin等可能是养血汤治疗膝骨关节炎的核心成分。(2)通过养血汤与膝骨关节炎的核心靶点筛选,养血汤补肝肾的功效可能与靶点CXCL8、EGF、MAPK8有关,祛风湿、止痹痛的功效可能与IL6、AKT1、VEGFA、TNF、TP53、PTGS2、CASP3、EGFR、JUN、MMP9、MAPK1、IL1B 等 12 个靶点有关,PTGS2、CASP3、JUN则可能与养血汤“温”的作用关系密切。(3)通过G0分析,养血汤主要通过减轻氧化应激及炎症反应,促进肌肉增殖等治疗膝骨关节炎。(4)KEGG通路富集显示,养血汤通过干预MAPK signaling pathway、IL-17 signaling pathway、TNF signaling pathway、PI3K-Akt signaling pathway 等通路治疗膝骨关节炎。(5)经分子对接,提示筛选出的潜在靶点和结合性较高,验证了运用网络药理学方法对养血汤治疗膝骨关节炎的机制进行了初步探讨的可靠性。