摘要
利用中药系统药理学数据库(TCMSP)检索木香、郁金的活性化合物,并通过该数据库筛选出与活性成分相关的作用靶点;通过OMIM、GeneCards 数据库筛选出冠心病的靶点。利用Cytoscape软件构建“药物-成分-靶点”网络图,并运用STRING数据库构建靶点蛋白互作网络图。利用 DAVID 数据库对药物-疾病交集的靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。
颠倒木金散治疗冠心病的核心活性成分是β-谷甾醇、豆甾醇、结晶酚、丁香苷、柚皮素等,核心靶点有NOS3、PTGS2、JUN、MAPK1、CAT、NR3C1、SOD1、ESR1、MAPK14等;颠倒木金散治疗冠心病的生物学通路主要依赖于神经活性受体配体相互作用通路、钙离子信号通路、雌激素信号通路,其功能主要为调节类固醇激素受体的生命活动等。
• 作者单位 1.江西中医药大学研究生院(江西 南昌 330004);2.江西中医药大学附属医院(江西 南昌 330000)
冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称“冠心病”)是工业化国家最常见的死亡原因,也是发展中国家心血管疾病发病率和死亡率上升的重要原
通过检索中药系统药理学数据库(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)平台下载中药化学成分,根据口服利用度(OB)≥30%且类药性(DL)≥0.18的2个ADME属性值进行活性成分初步筛选以获得活性化合物及其作用的蛋白质靶点,并根据已发表的文献报道补充未预测到的活性化合物的已知靶点。筛选结束后,为标准化蛋白质靶点信息,统一在Uniprot蛋白质数据库(https://www.uniprot.org)将化合物作用的蛋白质靶点进行规范。
冠心病相关靶点筛选以“cardiovascular disease”“coronary heart disease”“coronary artery disease”为关键词在OMIM数据库(http://www.omim.org/)和GeneCards数据库(https://www.genecards.org/)进行筛选,合并疾病数据库靶点后,删除重复值得到冠心病的疾病靶点。
为寻找颠倒木金散药物相关靶点与冠心病靶点间的相互作用,将得到的药物有效成分及靶点与疾病的靶点进行合并,得到颠倒木金散有效成分治疗冠心病的靶点。将得到的靶点数据上传至 Cytoscape 3.7.2软件中,构建“药物-成分-靶点”网络图。其中节点代表木香、郁金有效成分、靶点等,边代表木香、郁金成分与成分、成分与靶点之间、药物与成分靶点之间的关系。
将药物和疾病的交集靶点数据输至STRING数据库(http://string-db.org)中,将物种定义为“人”,构建郁金-木香治疗冠心病的PPI网络。将STRING数据库文件导入至Cytoscape3.7.2软件中,并运用其内置工具分析有效成分及靶点的网络拓扑参数,包括连接度(Degree)、介度(Betweenness)及紧密度(Closenesss)等,以Degree大于平均值为标准,筛选出核心靶
将药物和疾病的交集靶点数据传输至DAVID数据库(https://david.ncifcrf.gov/),选择“OFFICE_GENE_SYMBOL”“genelist”,种属选为“Homosapiens”,之后选取“geneontology”下的“GOTERM_BP_DIRECT”及“pathways”下的“KEGG_PATHWAY”进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析及基因本体(Gene Ontology,GO)生物过程的富集分析。
通过TCMSP数据库检索郁金-木香的有效成分,并与文献中检索得到的有效成分一同纳入,根据筛选标准最终得到活性成分29个(包括一个重复成分),其中木香13个,郁金16个,其中有效成分包括β-谷甾醇、豆甾醇、结晶酚、丁香苷、柚皮素等。见
将收集到的郁金-木香靶点删除重复值后,得到两味药有效成分作用靶点78个,冠心病靶点5332个,将药物与疾病的靶点合集得到药物与疾病的Venn图。由

图1 药物疾病韦恩图
颠倒木金散治疗冠心病的“药物-成分-靶点”网络图见

图2 颠倒木金散治疗冠心病的药物活性成分靶点图
将药物郁金-木香与冠心病的靶点合并取交集,得到药物治疗疾病的67个靶点,将这67个靶点导入STRING数据库,物种限定为“人”,得到药物-疾病PPI网络图,具体见

图3 颠倒木金散-冠心病靶点PPI网络图

图4 颠倒木金散-冠心病核心靶点PPI网络图
将药物治疗疾病的67个靶点录入David数据库并进行GO分析,得到分子功能、生物过程和细胞成分条目180个,再根据P≤0.05,FDR≤0.05进行筛选,得到GO-BP(生物过程)7条、GO-CC(细胞成分)3条、GO-MF(分子功能)7条。并通过在线网址omicsshare(http://omicsmart.com/)对数据进行可视化。由结果可见,多个靶点的功能与冠心病的发生发展密不可分。颠倒木金散主要参与的生物学过程包括对药物反应、激活腺苷酸环化酶肾上腺素能受体、对有毒物质的反应、调节血压、对雌二醇的反应、调节平滑肌收缩等。相关靶点治疗冠心病的的功能主要富集在类固醇激素受体(steroid hormone receptor activity)、酶结合(enzyme binding)、蛋白质均聚活性(protein homodimerization activity)、药物结合(drug binding)、类固醇结合(steroid binding)、肾上腺素结合(epinephrine binding)等。见



图5 GO分析图
将药物作用与疾病的靶点录入David数据库,得到KEGG通路73条,以P≤0.05为筛选标准,筛选出64条,选取前10条信号通路,包括神经活性配体-受体相互作用通路(Neuroactive ligand-receptor interaction)、钙信号通路(Calcium signaling pathway)、雌激素信号通路(Estrogen signaling pathway)、心肌细胞肾上腺素能信号转导(Adrenergic signaling in cardiomyocytes)、胆碱能突触信号通路(Cholinergic synapse)等。见
冠心病是危害人类健康的常见病,给社会带来巨大的经济负担。毕颖斐
冠心病归属于中医学“胸痹心痛”范畴,其基本病机是本虚标实,根本原因在于气血阴阳亏虚,心气鼓动无力,导致痰浊血瘀,内阻心脉,不通则痛
本研究初步筛选出颠倒木金散治疗冠心病的活性成分为β-谷甾醇、豆甾醇、结晶酚、丁香苷、柚皮素。植物甾醇存在于植物油的非皂化组分中,膳食中主要的植物甾醇是谷甾醇和豆甾醇,研
本研究发现,颠倒木金散治疗冠心病的靶点主要是NOS3和PTGS2。NOS包括三种同工酶:内皮型 (eNOS) 、神经型 (nNOS) 和诱导型 (iNOS)。eNOS主要通过抑制白细胞黏附及迁移、减少低密度脂蛋白氧化和抑制平滑肌细胞增殖等途径来抑制动脉粥样硬化斑块的形
颠倒木金散治疗冠心病的通路包括神经活性配体受体相互作用信号通路、钙离子信号通路和雌激素信号通路。神经活性配体受体相互作用信号通路是质膜上所有与细胞内外信号通路相关的受体和配体的集
综上,本文运用网络药理学的方法提示木香-郁金共有28个活性成分,作用于67个靶点,经过多种蛋白功能,涉及了多种通路和生物进程,表明颠倒木金散通过多成分-多靶点-多途径治疗冠心病。后续可通过实验验证其治疗冠心病的作用靶点和信号通路。
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