基于网络药理学探究枸杞子-菊花药对治疗糖尿病视网膜病变的作用机制

目的:基于网络药理学探究枸杞子-菊花药对治疗糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DR)的干预机制。方法:利用中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform, TCMSP)检索枸杞子、菊花的活性成分及相关靶点。利用Cytoscape 3.9.1绘制“药对-活性成分-作用靶点”网络图,并进行拓扑分析筛选枸杞子-菊花药对治疗DR的主要活性成分。利用GeneCards数据库、在线人类孟德尔遗传数据库及药物靶标数据库检索DR相关靶点。将活性成分相关靶点与疾病靶点导入Venny 2.1在线平台,绘制韦恩图,交集靶点即为枸杞子-菊花药对治疗DR的潜在靶点。将潜在靶点上传至STRING数据库构建PPI网络关系,导入Cytoscape 3.9.1软件进行可视化,PPI网络拓扑分析筛选枸杞子-菊花药对治疗DR的核心靶点。将核心靶点输入Metascape在线平台进行基因本体(gene ontology, GO)富集分析及京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)信号通路富集分析。将活性成分、核心靶点、信号通路导入Cytoscape 3.9.1软件构建“活性成分-作用靶点-信号通路-DR”网络图。结果:利用TCMSP数据库得到52种活性成分及247个相关靶点。“枸杞子菊花药对-活性成分-作用靶点”网络分析筛选出槲皮素、β-谷甾醇、山柰酚等为枸杞子-菊花药对治疗DR的主要活性成分。检索得到DR相关靶点2 347个,枸杞子-菊花药对治疗DR的潜在靶点133个。PPI网络分析筛选出蛋白激酶Bα(protein kinase Bα,AKT1)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3,CASP3)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、前列腺素内过氧化物合酶2(prostaglandin-endoperoxide synthase 2,PTGS2)等为核心靶点。GO富集分析得到生物过程919个、细胞组分23个、分子功能47个。KEGG信号通路富集分析得到134条信号通路。“活性成分-作用靶点-信号通路-DR”网络分析发现枸杞子-菊花药对通过槲皮素、β-谷甾醇、山柰酚等活性成分作用于PTGS2、CASP3、AKT1等靶点调控糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路、PI3K-AKT信号通路、MAPK信号通路等进而改善DR。结论:枸杞子-菊花药对通过多成分、多靶点、多通路作用于DR。