基于数据挖掘及网络药理学的益气活血法治疗膝骨关节炎的机制研究

目的:基于数据挖掘分析益气活血法的高频配伍规律,并通过网络药理学方法研究其核心药物组治疗膝骨关节炎的作用机制。方法:应用Python 3.8.1编程对中国中医药在线数据库进行智能抓取,分析其配伍规律,以符合支持度≥0.30,置信度≥0.90,提升度≥1.00的中药为核心药物组,通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取核心药物组的主要活性成分,利用PubChem平台、Swiss Target Prediction平台收集药物靶标基因,通过GeneCards及OMIM数据库获得膝骨关节炎相关靶基因,利用Venny数据库获取药物靶点及疾病靶点的交集,采用Cysoscape软件和STRING数据库分析蛋白质-蛋白质相互作用网络,借助DAVID软件对关键靶基因进行基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析,通过Systems Dock Web Site对成分与关键靶标基因进行分子对接验证。结果:以益气活血法中使用频次最高的药对黄芪-当归为核心药物组,并筛选得到22个活性成分,涉及74个关键靶基因。网络分析结果表明,核心药物组治疗膝骨关节炎的关键靶点为肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF)、Jun原癌基因(Jun Proto-Oncogene,JUN)、白细胞介素(Interleukin,IL)-6、IL-4、IL-1β和趋化因子2(C-X-C Motif Chemokine Ligand 2,CXCL2)等;GO富集分析主要涉及脂多糖反应、细胞死亡、迁移的正向调节、细胞因子受体结合等生物学过程,KEGG通路中晚期糖基化终末产物(Advanced Glycation End-product,AGE)与其受体(Receptor for Advanced Glycation End Products,RAGE)信号通路、TNF信号通路、IL-17信号通路与治疗膝骨关节炎密切相关,分子对接显示关键靶点与山柰酚、β-谷甾醇、槲皮苷具有较高亲和力。结论:初步预测了益气活血法核心药物组对膝骨关节炎的基本药理基础及作用机制,益气活血法治疗膝骨关节炎具有多基因参与、多信号通路的特点。