Page 70 - 《中国药房》2021年10期
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analysis were carried out by using Cytoscape 3.7.0 software to obtain the core target genes. By using DAVID database,the gene
ontology (GO) function annotation and KEGG pathway enrichment of intersecting target genes were carried out,and the
“target-pathway”enrichment network was constructed by using Cytoscape 3.7.0 software. Through AutoDock vina 1.1.2 software,
the top five active components in the list of degree value were linked with the protein encoded by the core target genes;Discovery
Studio 3.5 software was applied to draw out binding pattern map. RESULTS:There were 143 compounds in Astragali Radix,20
active components were screened out,and 189 corresponding target genes were selected;there were 4 356 UC disease related
target genes. There were 126 intersection target genes of Astragali Radix(involving 14 active components)and UC. The core target
genes in PPI network were AKT1,MAPK1,RB1,JUN,etc. A total of 2 294 GO items(q value<0.05)were obtained from GO
functional annotation,including 2 093 biological process items (e.g. response to lipopolysaccharide,response to molecule of
bacterial origin),49 cell composition items(e.g. membrane raft,membrane microdomain),and 152 molecular function items(e.g.
nuclear receptor activity,ligand-activated transcription factor activity). KEGG pathway enrichment analysis yielded 160 items(q
value<0.05),such as fluid shear stress and atherosclerosis signaling pathway,phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B
(PI3K/Akt) signaling pathway,interleukin-17 (IL-17) signaling pathway. Molecular docking results showed that top 5 active
ingredients (quercetin,kaempferol,formenonetin,isorhamnetin,7-O-methylisomucronulatol) in the list of degree value had
binding energies<5.0 kcal/mol with the protein encoded core targets. CONCLUSIONS:Quercetin,kaempferol,formononetin and
other active components in Astragali Radix may play a role in the treatment of UC through the action of MAPK14,JUN,AKT1 and
other target genes,and then on the signal pathways such as PI3K/Akt and IL-17.
KEYWORDS Astragali Radix;Active ingredients;Ulcerative colitis;Network pharmacology;Molecular docking;Mechanism
of action
溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性、非特异性肠道炎 相关后续研究提供参考。
症性疾病,其临床多表现为反复发作或持续性的腹痛、 1 材料与方法
[1]
腹泻、黏液脓血便或不同程度的全身症状 。历代中医 1.1 黄芪活性成分筛选及靶点基因收集
学家认为,该病的主要病因为内外之邪影响脾胃,使脾 通过中药系统药理学分析平台数据库(TCMSP,
[2]
胃运化失司,而脾胃气虚是发病的根本 。黄芪为豆科 http://tcmspw.com/),以生物口服利用度(OB)≥30%、类
植 物 蒙 古 黄 芪 Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge. 药性指数(BL)≥0.18 作为筛选条件 ,筛选黄芪的活性
[9]
var. mongholicus(Bge.)Hsiao 或 膜 荚 黄 芪 Astragalus 成分。在 UniProt KB 数据库(http://www.uniprot.org/)
membranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根,具有补气固表、利 中,以“Organism:Homo sapiens(物种:智人)”为查询条
水退肿、托毒排脓等功效 。现代药理研究表明,黄芪的 件,检索上述活性成分对应靶点的UniProt ID,获取对应
[3]
主要成分有黄芪多糖、黄芪甲苷Ⅳ以及黄酮类、生物碱 的基因简称,去重后即得黄芪活性成分的对应靶点
类、氨基酸类化合物等,在保护肠黏膜、抗炎、调节免疫 基因。
等方面有重要作用 [4-5] 。相关研究发现,黄芪纳米制剂 1.2 “药物-化合物-交集靶点”互作网络构建
在扶植 UC 模型大鼠肠道正常菌群生长、调节菌群失调 以“Ulcerative colitis”为关键词,从 Gene Cards 数据
等方面发挥了良好的作用,且其作用优于双歧杆菌活菌 库(http://www.genecards.org/)中检索 UC 疾病相关靶点
[8]
胶囊 [6-7] 。赵先亮等 研究发现,在UC患者天枢、大肠俞 基因。将其与“1.1”项下所得活性成分对应靶点基因分
等穴位注射黄芪注射液具有较好的疗效。由此可见,黄 别上传至 Venny 2.1.0 在线作图工具(https://bioinfogp.
芪及其活性成分在治疗 UC 方面具有一定的开发价值。 cnb.csic.es/tools/venny/index.html)中,绘制韦恩图,得到
网络药理学突破了“单药物、单靶点”的传统理念,借助 黄芪与 UC 的交集靶点基因。将黄芪活性成分信息、交
拓扑学分析、生物信息技术分析可以更系统、整体地探 集靶点基因信息分别导入 Cytoscape 3.7.0 软件中,构建
究传统中药的潜在作用靶点,充分挖掘其分子作用机 “药物-化合物-交集靶点”互作网络,应用该软件中“Ana-
[9]
制,为现代中医药研究提供了新的思路 。基于此,本研 lyze network”功能对上述网络进行拓扑学分析。网络
究拟通过网络药理学技术,探讨黄芪治疗UC多成分、多 中,节点代表药物、活性成分和交集靶点基因,节点之间
途径、多靶点的整体调节作用机制,并将筛选出的核心 以边相连接;节点度值表示与节点相连边的数量,其值
靶基因与黄芪的主要活性成分进行分子对接,以初步验 越大,即与其相连的节点就越多,表明该节点在网络中
证黄芪治疗UC的主要成分与靶点,进而为其治疗UC的 越重要,在整个网络中起到枢纽的作用,可能是关键成
·1216 · China Pharmacy 2021 Vol. 32 No. 10 中国药房 2021年第32卷第10期