补肾壮筋汤治疗膝骨关节炎作用机制的网络药理学研究

摘要：

目的:采用网络药理学方法探讨补肾壮筋汤治疗膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)的作用机制.方法:使用中药系统药理学数据库与分析平台、中药分子机制的生物信息学分析工具,检索和筛选补肾壮筋汤的活性成分,然后借助PubChem和Swiss TargetPrediction数据库检索和筛选活性成分对应的靶点,预测补肾壮筋汤的作用靶点.在GeneCard数据库中检索KOA的靶点.将检索到的KOA靶点和补肾壮筋汤靶点取交集,获取补肾壮筋汤治疗KOA的作用靶点.通过String数据库和Cytoscape3.7.2软件分析补肾壮筋汤治疗KOA的作用靶点,构建补肾壮筋汤治疗KOA靶点蛋白互作网络,筛选补肾壮筋汤治疗KOA的关键靶点.筛选与补肾壮筋汤治疗KOA的作用靶点有关的活性成分,并将其与补肾壮筋汤治疗KOA的作用靶点、补肾壮筋汤组成中药一同输入Cytoscape3.7.2软件,构建补肾壮筋汤治疗KOA"中药-活性成分-靶点"网络,分析补肾壮筋汤治疗KOA的主要活性成分.利用DAVID数据库和R3.6.2软件进行补肾壮筋汤治疗KOA靶点基因GO富集分析和KEGG富集分析.运用Autodock vina软件将补肾壮筋汤治疗KOA的主要活性成分与关键靶点进行分子对接,对其结合能进行评估,并通过Pymol软件将结果可视化.结果:共筛选到补肾壮筋汤的活性成分99个、预测到对应的靶点768个,通过与检索到的989个KOA靶点取交集,共获得补肾壮筋汤治疗KOA的靶点172个.通过分析共获得15个补肾壮筋汤治疗KOA的关键靶点[促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen acti-vated protein kinase,MAPK)1、Akt激酶(akt kinase,AKT)1、淀粉样前体蛋白、Harvey大鼠肉瘤病毒致癌基因同源物、MAPK8、白细胞介素(interleukin,IL)-6、激肽原1、血管内皮生长因子A、热激蛋白90AA1、JUN原癌基因、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、MAPK14、IL-2、表皮生长因子受体、凝血因子Ⅱ],5个补肾壮筋汤治疗KOA的主要活性成分(汉黄芩素、啤酒甾醇、槲皮素、黄芩素、山奈酚).GO富集分析结果显示,补肾壮筋汤治疗KOA主要涉及RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的调控、凋亡过程的负调控、信号传导、调控细胞增殖、转录等生物过程,蛋白质结合、ATP结合、锌离子结合、相同蛋白质结合、酶结合等分子功能,以及细胞内质膜、细胞质、细胞核、胞质溶胶、核质等细胞组分;KEGG富集分析共筛选出磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-AKT、MAPK、TNF等3条主要信号通路.分子对接结果显示,5个主要活性成分与15个关键靶点均有良好的结合能力,结合能均≤-5.0 kJ·mol-1;分子对接图显示,活性成分大多嵌入靶点活性口袋的疏水区,结合模式多以π-π作用和氢键为主,提示其具有较好的结合活性,结合后构象稳定.结论:补肾壮筋汤治疗KOA的作用机制可能是通过汉黄芩素、啤酒甾醇、槲皮素、黄芩素、山奈酚等活性成分,参与调控RNA聚合酶Ⅱ启动子转录、凋亡过程、信号传导、细胞增殖、转录,影响PI3K-AKT、MAPK、TNF等信号通路.

关键词：骨关节炎、膝、补肾壮筋汤、网络药理学、药物作用机制

所属期刊栏目：34

分类号：R739.4;R318;R285.5

资助基金：广西中医药适宜技术开发与推广项目GZSY21-78

在线出版日期：2022-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：6-14,26