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葶苈子为十字花科植物播娘蒿[Descurainia sophia 该网络中的重要程度成正比 。
(L.)Webb ex Prantl]或独行菜(Lepidium apetalum Willd.) 1.3 构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络
的干燥成熟种子,其味辛、苦,性大寒,归肺、膀胱经,具 PPI 是生物分子网络中的基本组成元件,是疾病发
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有泻肺平喘、行水消肿之功效,可用于痰涎壅肺、喘咳 生发展的关键环节 ,故本研究使用 STRING 数据库获
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痰多、胸胁胀满、胸腹水肿、小便不利等症的治疗 。 取靶标蛋白相互作用关系,从 PPI 层次探讨葶苈子的潜
现代药理研究证实,葶苈子具有止咳平喘、强心利尿、抗 在作用机制。将葶苈子靶标蛋白信息输入 STRING 数
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肿瘤等作用,具有一定的开发价值 。 据库,物种设为“Homo sapiens”,最低相互作用阈值设为
中药药效的物质基础由多种结构和功能各异的化 最 高 置 信 度“Highest confidence(0.900)”,同 时 设 置
合物组成,其药效的发挥也并非集中于某一特定靶标, “Hide disconnected nodes in the network”以隐藏网络中
而是涉及多个靶标 。作为新兴学科,网络药理学打破 无关联的节点,其余参数均为“默认”,构建PPI关系。将
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了原有单一的研究框架,构建了“药物-成分-靶点-疾病” 上述 PPI 关系导入 Cytoscape 3.7.0 软件进行可视化处
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的多层次网络,与中医药整体观理论相契合 。该学科 理,以获取PPI网络;以度值大于2倍平均度值为标准筛
可为从分子生物学水平阐明中药“多成分、多靶点、多通 选核心靶标蛋白,并采用 Excel 2010 软件绘制相应蛋白
路”作用机制提供科学依据,且具有整体性和系统性的 的信息条形图。
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特点 。笔者通过查阅文献发现,目前关于葶苈子的现 1.4 KEGG通路富集分析
代药理研究多集中于其有效化学成分、药理作用、生物 将葶苈子相关作用靶标蛋白的编码基因导入 DA-
活性、质量控制等领域,而有关其多成分、多靶标、多途 VID 生物信息学资源数据库(https://david.ncifcrf.gov/)
中进行 KEGG 通路富集分析。物种设为“Homo sapi-
径、多效应药效作用机制的系统性研究则相对较少。为
此,本研究拟采用网络药理学方法分析并预测葶苈子的 ens”,计算所有富集通路的P值,并采用Bonferroni法进
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潜在作用机制,以期为该药材的进一步开发利用及临床 行校正,P<0.01 的结果被认为是“显著富集”,挖掘葶
苈子靶标蛋白编码基因参与的KEGG通路信息。
应用提供理论依据。
1 资料与方法 2 结果
2.1 葶苈子有效化合物和靶标蛋白筛选结果
1.1 获取葶苈子有效化合物和靶标蛋白
从TCMSP数据库中共获得葶苈子的相关化合物68
本研究依托中药系统药理学分析平台(TCMSP,
个,参照 OB≥30%、DL≥0.18 的标准共筛选出化合物
http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php),以“葶苈子”作为“Herb
12 个;排除无对应靶标或靶标蛋白无标准名称的化合
name”进行检索,并通过口服生物利用度(OB)和类药性
物,共筛选得葶苈子中的有效化合物9个、靶标蛋白174
(DL)来筛选葶苈子中活性较高的化合物。其中,OB是
个,详见表1、表2。
指口服药物被吸收后进入循环系统,并保持药理活性的
表1 葶苈子有效化合物
比例,是评价活性成分药动学行为的关键指标;DL则体
Tab 1 Effective components of the seed of D. nemorosa
现了化合物与已知药物的相似性,是评价成药性高低的
TCMSP编号 名称 OB,% DL
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重要指标 。本研究以 OB≥30%、DL≥0.18 为筛选标
MOL002211 顺式-11,14-二十碳二烯酸(11,14-eicosadienoic acid) 39.99 0.2
准,对葶苈子的有效化合物及其靶标信息进行筛选,以 MOL000296 常春藤皂苷元(Hederagenin) 36.91 0.75
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提高数据的真实性与可靠性 。将葶苈子有效化合物靶 MOL000354 异鼠李素(Isorhamnetin) 49.6 0.31
MOL000358 β-谷甾醇(β-sitosterol) 36.91 0.75
标 信 息 输 入 蛋 白 质 相 互 作 用 平 台 STRING 数 据 库 MOL003906 毒毛旋花子苷K(Strophanthoside K) 30.8 0.78
(https://string-db.org/),以获取其有效化合物靶标蛋白 MOL003908 Cynotoxin 99.94 0.78
MOL003927 双高亚麻酸(Dihomolinolenic acid) 44.11 0.2
的标准名称。
MOL000422 山柰酚(Kaempferol) 41.88 0.24
1.2 构建有效化合物-靶标蛋白网络 MOL000098 槲皮素(Quercetin) 46.43 0.28
将上述筛选所得的葶苈子有效化合物和靶标蛋白 2.2 葶苈子有效化合物-靶标蛋白网络分析结果
相关信息输入Cytoscape 3.7.0软件(http:/cytoscape.org/) 通过 Cytoscape 3.7.0 软件获得葶苈子有效化合物-
进行可视化处理,并构建葶苈子有效化合物-靶标蛋白 靶标蛋白网络,见图 1。由图 1 可见,该网络共有 183 个
网络。其中,葶苈子有效化合物及靶标蛋白用节点表 节点、275条边。其中,最外两圈表示度值为1的靶标蛋
示,两节点间的相互作用关系用边表示。使用软件中的 白,再往里两圈表示度值>1的靶标蛋白,最内圈表示葶
“Network analyzer”工具进行网络拓扑学分析,以节点度 苈子的有效化合物(其形状大小与度值成正比)。网络
值(Degree)和中介中心度(Betweenness centrality)来评 拓扑学分析结果显示,该网络节点的平均度值为3.005,
估节点的重要程度,上述参数值的大小均与对应节点在 大于该平均值的节点有10个;平均中介中心度为0.014,
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