基于转录组学和网络药理学探讨肉豆蔻挥发油干预低氧性肺动脉高压的作用机制

目的基于转录组学和网络药理学探讨肉豆蔻挥发油(volatile oil from Myristica fragrans,VOMF)干预低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary artery hypertension,HPAH)的作用机制。方法通过SwissTargetPrediction数据库获取VOMF活性成分和药物潜在靶点,应用GEO数据库获取HPAH疾病相关靶点,Cytoscape软件构建“成分-靶点-疾病”网络;运用Pymol和MOE软件对VOMF关键活性成分与作用靶点进行分子对接。采用雄性SD大鼠制备肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASMCs),低氧处理并给予VOMF干预后,进行转录组学分析获取差异表达基因,采用Western blotting验证VOMF对细胞周期信号通路相关蛋白表达的影响。结果网络药理学分析共得到VOMF潜在作用靶点512个,HPAH疾病相关差异靶点2912个,交集基因80个;转录组学分析共得到40个共同差异表达基因。以P<0.05为筛选条件将转录组学和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析结果进行交集,得到交集通路8条,其中与HPAH密切相关的包括细胞周期信号通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路、缺氧诱导因子-1信号通路。结合文献报道和课题组前期研究,选取细胞周期信号通路进行验证。Western blotting结果显示,与对照组比较,模型组细胞周期蛋白依赖性激酶2(cyclin dependent kinase 2,CDK2)、CDK4、细胞周期蛋白D1(cell cycle protein D1,Cyclin D1)、Cyclin A2蛋白表达水平升高(P<0.01、0.001),p27Kip1蛋白表达水平降低(P<0.01);与模型组比较,VOMF组CDK2、CDK4、Cyclin D1、Cyclin A2蛋白表达水平降低(P<0.05、0.01、0.001),p27Kip1蛋白表达水平升高(P<0.05、0.01)。结论从网络药理学和转录组学角度初步阐明了VOMF能够通过干预细胞周期信号通路,进而干预HPAH的发生,可为后续的药理学研究和临床应用提供依据与参考。