基于网络药理学方法探讨黄芪治疗骨骼肌减少症的作用机制

摘要：

目的:使用网络药理学方法分析黄芪治疗骨骼肌减少症的作用机制.方法:使用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)筛选黄芪的活性成分并预测其作用靶点;筛选GEO与人类基因数据库(the human gene data-base,GeneCards)中有关骨骼肌减少症的相关基因并进行合并;使用STRING在线数据库将疾病与药物交集靶点进行蛋白相互作用分析,并使用Cytoscape 3.7.2软件对蛋白-蛋白互作网络(protein-protein interac-tions,PPI)进行拓扑学分析,确定核心靶点;使用Cytoscape软件构建"药物-活性成分-靶点-疾病"网络,使用AutoDockTools等软件对药物关键分子与疾病关键蛋白进行分子对接验证;最后利用DAVID数据库对潜在靶点进行基因本体论(gene ontology,GO)分析,探究黄芪治疗骨骼肌减少症的生物功能,通过京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析探究黄芪治疗骨骼肌减少症的主要信号通路.结果:共得到黄芪有效活性成分作用靶点155个,骨骼肌减少症相关基因靶点1057个,药物-疾病交集靶基因36个,主要包括Akt1、p53、VEGFA、TNF、ESR1等;"药物-活性成分-靶点-疾病"调控网络显示槲皮素、华良姜素、联苯双酯、7-O-methylisomucronulatol、异鼠李素等药物活性成分在治疗骨骼肌减少症中发挥作用;分子对接验证实现了5种主要活性成分与5种关键靶点蛋白的对接,结果发现其均具有较强的结合活性;GO分析结果显示,黄芪治疗骨骼肌减少症主要与调控炎症反应及凋亡过程的正调控、细胞对缺氧的反应、细胞衰老等生物学过程有关,并影响蛋白质结合、转运活性、过氧化物酶体增殖物激活受体结合、肌动蛋白结合、生长因子活性、蛋白磷酸酶抑制剂活性等分子功能;KEGG分析显示靶点基因主要富集在癌症、肿瘤坏死因子、低氧诱导因子-1、细胞凋亡等通路.结论:黄芪可能通过同时调控多个靶点基因及相关信号通路,发挥诱导细胞衰老和凋亡、改善局部微循环、降低细胞外基质降解速度、减轻慢性炎症及氧化应激损伤等作用,以延缓骨骼肌萎缩.

关键词：骨骼肌减少症、生物信息学、网络药理学、信号通路、分子对接、黄芪

所属期刊栏目：37

分类号：R274.9

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;上海市医学重点专科康复医学科建设项目;静安区中医药临床重点专科中医康复科建设项目

在线出版日期：2024-01-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：39-47