运用网络药理学和分子对接的方法从分子层面探讨牛膝-当归防治膝骨关节炎的作用机制.主要通过在中药系统药理学数据库与分析平台(traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)中对“牛膝”“当归”的主要活性成分进行筛选,在GeneCards、OMIM、DrugBank中收集和膝骨关节炎有关的疾病靶点并找出药物与疾病共同作用的靶点.构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)并选出关键靶点,利用R软件进行GO功能与KEGG信号通路富集分析.构建“药物-疾病-靶点”网络,选取重要成分与关键靶点进行分子对接实验.共筛选出二者的有效活性成分19个,得到疾病与药物共同靶点103个.分析PPI网络后共得到15个关键靶点,其中PTGS2、HSP90AA1、CASP3、JUN起主要作用.富集分析结果显示,牛膝-当归药对主要通过调控细胞白介素-17、肿瘤坏死因子、Toll样受体等信号通路来对膝骨关节炎起到防治作用.在分子对接中,主要化学成分槲皮素、β-谷甾醇和豆甾醇与关键靶点的对接效果良好.牛膝-当归药对可通过多个活性成分作用于多个疾病靶点并调控多条信号通路的方式来防治膝骨关节炎.
本研究运用网络药理学和分子对接的分析方法,探究杜仲防治骨质疏松的分子作用机制。通过TCMSP、GeneCards、OMIM以及DrugBank数据库分别对杜仲的入血有效活性成分、作用靶点以及与骨质疏松有关的疾病靶点进行汇总与筛选。将杜仲的有效活性成分与作用靶点经Cytoscape处理建立起药物靶点的网络关系图,找到药物疾病的共同作用靶点;通过STRING平台建立这些靶点的蛋白质言进行关键靶点的基因本体(Gene Ontology,GO)功能和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路富集分析,并将分析数据可视化,最后利用AutoDock进行分子对接验证。结果显示筛选后共得到25个杜仲的有效活性成分和202个预测作用靶点,对应的主要化学成分为槲皮素、山柰酚和β-谷甾醇,与骨质疏松有关的疾病靶点共计4603个,与杜仲有共计144个共同作用靶点,在这144个关键靶点的PPI网络中筛选后得到14个关键靶点。关键靶点的基因富集结果显示,PTGS2、HSP90AA1、PPARG、ESR1和JUN等核心靶点主要通过影响细胞增殖以及各类应激反应等生物进程来防治骨质疏松,这些基因大多数集中出现在IL-17、TNF以及雌激素信号通路中。本研究初步证实杜仲以多成分、多靶点作用于多进程、多通路的方式参与了骨质疏松的防治,为有关防治骨质疏松的新药研发提供了理论基础。
