基于网络药理学的血府逐瘀汤治疗帕金森病的作用机制研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangnnnnnn
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目的:通过对多种数据库的信息挖掘及分析,得到血府逐瘀汤治疗帕金森病的主要活性成分,预测血府逐瘀汤治疗帕金森病的潜在靶点,构建“药物-成分-靶点-通路”网络,并同时对靶点进行生物功能富集分析,探讨血府逐瘀汤治疗帕金森病的作用机制。方法:利用TCMSP数据库进行血府逐瘀汤活性成分及对应药物靶点的筛选,利用Uniprot数据库对相应靶点进行基因名称标准化注释。通过对Gene Cards数据库的检索得到帕金森病疾病相关靶基因,将二者基因进行映射后得到交集靶点作为血府逐瘀汤治疗帕金森病的潜在靶点。利用String数据库及Cytoscape软件对潜在靶点进行蛋白质相互作用网络的构建并进行拓扑学分析,筛选出血府逐瘀汤治疗帕金森病的核心靶点。运用RStudio软件,通过R语言以及David v6.8数据库对潜在靶点进行生物功能富集分析,并运用Cytoscape软件构建出“药物-成分-靶点-通路”网络。结果:1.血府逐瘀汤的活性成分及药物靶点:通过TCMSP平台,设置筛选条件为口服生物利用度(Oral Bioavailability,OB)>30%,并且类药性(Drug Likeness,DL)>0.18,共筛选出血府逐瘀汤组方中药的潜在药物活性成分共195种。通过反向匹配,预测血府逐瘀汤的药物靶点,并将预测的所有中药成分的作用靶点输入Uniprot数据库进行基因名称标准化注释,得到注释后的血府逐瘀汤的药物作用靶点共245个。2.帕金森病的疾病相关靶点及交集靶点:通过Gene Cards数据库分别以“Parkinson Disease”、“Paralysis Agitans”为关键词进行检索,得到关于帕金森病疾病相关靶基因共6854个。再RStudio软件将血府逐瘀汤药物靶点与之映射得到交集靶点作为血府逐瘀汤治疗帕金森病的潜在靶点,共187个。3.蛋白质相互作用网络及核心靶点:通过String数据库对血府逐瘀汤治疗帕金森病的潜在靶点进行网络构建及分析,得到潜在靶点蛋白之间的相互作用网络数据,将数据文件输入Cytoscape后使用Cyto NCA插件进行网络拓扑学分析,并构建血府逐瘀汤治疗帕金森病潜在靶点的蛋白质相互作用(PPI)网络,将其可视化后输出。根据节点拓扑学参数设置筛选条件,共筛选出31个靶基因节点作为血府逐瘀汤治疗帕金森病的潜在核心靶点。这31个靶点分别为:STAT3、TP53、JUN、AKT1、MAPK1、MAPK3、MAPK14、RELA、IL6、MAPK8、FOS、EGFR、CCND1、CTNNB1、VEGFA、CXCL8、MYC、ESR1、RB1、CDKN1A、CASP3、PRKCD、EGF、PRKCB、PRKCA、CASP8、IL1B、BCL2L1、CREB1、CDK2。4.潜在靶点的生物功能富集分析:运用RStudio软件,通过David v6.8数据库对潜在靶点进行GO功能包括Biological process,BP(生物进程)、Cellular component,CC(细胞组分)、Molecular function,MF(分子功能)的富集分析,同时进行KEGG通路富集分析,共得到1910个GO条目,包括1743个生物进程、49个细胞组分和118个分子功能,分别涉及了磷酸酶结合(phosphatase binding)、RNA聚合酶II特异性DNA结合转录因子结合(RNA polymerase II-specific DNA-binding transcription factor binding)、细胞因子活性(cytokine activity)等。共富集得到163条KEGG通路,包括IL-17信号通路(IL-17 signaling pathway)、肿瘤坏死因子信号通路(TNF signaling pathway)、细胞凋亡(Apoptosis)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)、MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)等。5.“药物-成分-靶点-通路”网络:运用Cytoscape软件绘制血府逐瘀汤治疗帕金森病的“药物-成分-靶点-通路”网络关系图,图中共有364个节点和2376条边,包含了11味中药、136种活性成分、187个基因靶点以及30条KEGG通路,体现出血府逐瘀汤是通过多成分、多靶点、多途径的共同作用对帕金森病产生干预效果。结论:一、本研究通过网络药理学研究方法,以“血瘀”是贯穿帕金森病始终的病理基础为理论依据,探究血府逐瘀汤治疗帕金森病的作用机制。结果发现血府逐瘀汤含有多种甾醇类和天然黄酮类等具有抗炎、抗氧化、抗凋亡作用的活性成分,部分成分还具有神经系统保护作用。同时研究还发现血府逐瘀汤治疗帕金森病能够通过作用于多个靶点,如STAT3、AKT1、MAPK1、MAPK3、MAPK14、IL6、MAPK8等,参与对帕金森病发生发展过程中的细胞增殖、分化、凋亡以及炎症反应等过程的调控。二、通过生物功能富集分析,发现血府逐瘀汤治疗帕金森病的潜在靶点与多种生物功能有关,同时参与了多种与肿瘤、炎症、凋亡相关的信号通路,如IL-17信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、细胞凋亡、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、NF-κB信号通路等,其中PI3K-Akt信号通路和NF-κB信号通路与帕金森病神经元炎症及凋亡机制密切相关,体现了血府逐瘀汤治疗帕金森病是是多成分、多靶点、多通路协同作用的结果。
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