摘要
通过检索TCMSP和CNKI筛选胆黄润肠丸药物组成的有效成分,依靠PharmMapper预测活性成分靶点,应用Uniprot校正靶点基因名,并借助Cytoscape构建胆黄润肠丸的“药物-活性成分-靶点”网络;利用OMIM和Genecards检索慢传输型便秘的疾病基因,将“药物-疾病”交集靶点应用STRING数据库和Cytoscape构建PPI;应用Metascape数据库进行GO和KEGG的富集分析,并由此预测胆黄润肠丸的作用机制。
从胆黄润肠丸中筛选出24个活性成分,获得对应97个药物靶点;检索到1005个慢传输型便秘关联疾病靶点,其中38个为“药物-疾病”交集靶点,ALB、EGFR、CASP3、ESR1、HSP90AA1等为核心交集靶点;GO富集包括类固醇激素的反应、对营养水平的反应、囊泡腔、膜筏、蛋白激酶结合、蛋白域特异性结合等;KEGG富集涉及癌症通路、IL-17信号通路、雌激素信号通路等。
慢传输型便秘(slow transit constipation, STC)约占便秘的16%~40%,是功能性便秘的常见类型,多见于老年人和女性患
胆黄润肠丸(苏药制字Z04001225)由大黄和猪胆膏两味中药组成,为江苏省常州市中医医院全国名老中医周玉祥教授遵循“六腑以通为用”“六腑以通为补”的治则而拟的临证经验方,具有润肠通便、清热解毒的功效,临床适用于痔疮手术及便秘等病症,对老年功能性便秘效果尤
用关键词“大黄”检索中药系统药理数据库和分析平台TCMSP(https://tcmsp-e.com),以口服利用度(OB)≥30%、类药性(DL)≥0.18作为大黄活性成分的筛选标
汇总大黄活性成分的mol2文件与猪胆粉活性成分的sdf文件,借助药效团匹配与潜在识别靶标平台PharmMapper(http://lilab-ecust.cn/pharmmapper/)预测胆黄润肠丸活性成分的潜在靶点。靶标选择“Human Protein Targets Only”,获取大黄与猪胆粉活性成分的csv文件后,以Norm Fit>0.9作为有效靶点的筛选条件,并通过蛋白质数据库Uniprot(https://www.uniprot.org)进一步规范靶点基因名,将其校正为官方名。
将大黄和猪胆粉有效靶点的基因信息整理为胆黄润肠丸的network文件和type文件,利用生物信息分析软件Cytoscape3.7.1构建胆黄润肠丸的“药物-活性成分-靶点”网络。根据节点度值(Degree)调整图标尺寸和颜色深浅,并将活性成分节点按度值大小顺序排列。
用关键词“slow transit constipation”检索在线《人类孟德尔遗传》数据库OMIM(https://omim.org)和人类基因综合数据库Genecards(https://www.genecards.org),两库筛选得到的靶点进一步整合去重即为慢传输型便秘的关联靶点。将胆黄润肠丸和慢传输型便秘关联靶点上传在线平台Venny2.1(https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny),获得“药物-疾病”交集靶点及韦恩图。
应用蛋白互作数据库STRING(https://www.string-db.org)构建交集靶点的互作网络(PPI),“Multiple proteins”菜单栏输入“药物-疾病”交集靶点列表,“Organism”项选择“Homo sapiens”,“medium confidence”设置为0.4,获得“化合物-疾病”交集靶点PPI。将下载的tsv文件导入Cytoscape3.7.1软件,根据靶点相互作用的度值重新布局“化合物-疾病”交集靶点互作网络。
应用Metascape(https://www.metascape.org)数据库进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)的富集分析,输入“药物-疾病”交集靶点列表,“Input as species”选择“H.sapiens”,点击“Custom Analysis”进入Enrichment菜单页,“P Value Cutoff”设置为0.01,分别对KEGG和GO进行富集分析。“Analysis Report Page”页截取GO通路信息,借助生信结果作图网站微生信(http://www.bioinformatics.com.cn)制作GO富集BP、MF、CC三合一柱状图,以及KEGG富集气泡图。
TCMSP数据库共检索到大黄成分92个,以OB≥30%、DL≥0.18为筛选标准,获得大黄活性成分16个,详见
以Norm Fit>0.9为筛选标准,借助PharmMapper平台共得到大黄潜在靶点421个、猪胆粉潜在靶点189个。通过蛋白质数据库Uniprot的Retrieve/ID mapping功能进一步规范潜在靶点的基因名,去重后最终获得胆黄润肠丸活性成分潜在靶点97个。
利用Cytoscape3.7.1构建胆黄润肠丸的“药物-活性成分-靶点”网络,如

图1 胆黄润肠丸“药物-化合物-靶点”网络图
用关键词“slow transit constipation”检索OMIM和Genecards数据库,去重后得到慢传输型便秘相关靶点1005个。借助在线平台Venny2.1绘制胆黄润肠丸与慢传输型便秘交集靶点韦恩图,共得到“药物-疾病”交集靶点38个,详见

图2 胆黄润肠丸-慢传输型便秘交集靶点图
应用STRING数据库构建“药物-疾病”交集靶点互作网络,可知该网络由38个节点、211条边组成,平均节点度值为11.1。借助Cytoscape3.7.1重新布局交集靶点互作网络,如

图3 胆黄润肠丸-慢传输型便秘交集靶点互作网络图
应用Metascape数据库进行胆黄润肠丸与慢传输型便秘38个交集靶点的GO和KEGG富集分析,并通过微生信可视化平台在线作图。由GO富集分析图(

图4 胆黄润肠丸-慢传输型便秘交集靶点GO富集分析图

图5 胆黄润肠丸-慢传输型便秘交集靶点KEGG气泡图
大黄始载于《神农本草经》,历来为通下要药,因其药性“劲利”“骏快”,被陶弘景誉为“将军
笔者构建“药物-疾病”交集靶点PPI时发现,ALB、EGFR、CASP3、ESR1、HSP90AA1等为PPI核心靶点。ALB是血清白蛋白,有研究发现,便秘症状缓解患者的ALB水平显著提高,与患者营养状况改善有
由KEGG富集结果可见,胆黄润肠丸治疗STC主要涉及癌症、IL-17、雌激素等信号通路。Cajal间质细胞(ICC)是胃肠道慢波起搏细胞,平滑肌张力感受器,可传导肠神经与平滑肌间的神经信号。郑宏群等发现,腹腔注射TNF-α(肿瘤坏死因子α)的鼠小肠ICC及细胞网络均有不同程度损伤,推测TNF-α与ICC线粒体损伤存在一定关联性,也是导致消化道动力障碍的诱
综上,笔者运用网络药理学初步探究了胆黄润肠丸治疗STC的主要活性成分、核心靶点以及作用机制,为今后开展相关临床研究提供参考。该研究还比较局限,如:胆黄润肠丸由大黄和猪胆粉两味中药经混合粉碎泛制而成,饮片粉碎和喷洒粘合剂(水或乙醇)的过程中可能会产生一些新的化合物,这些化合物的生物活性和作用机理还是个未知数,有待进一步研究和探讨。
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