基于网络药理学和分子对接探究牛膝-肉苁蓉-山茱萸治疗帕金森病的作用机制

目的:基于网络药理学和分子对接技术对牛膝-肉苁蓉-山茱萸治疗帕金森病的作用机制进行分析探究。方法:利用中药系统药理数据库与分析平台(TCMSP)查询牛膝、肉苁蓉、山茱萸的有效成分和靶点。使用TCMSP查询药物成分及成分2D结构,并导入PubChem数据库中查询成分对应Canonical SMILES,导入SwissTargetPrediction获取成分对应靶点;将成分2D结构导入PharmMapper数据库获取成分靶点。将药物、成分、靶点导入CytoScape 3.10.0软件中,构建药物-成分-靶点网络。使用GeneCards、PharmGKB、DrugBank、Therapeutic Target Database数据库预测帕金森相关的疾病靶点。将牛膝-肉苁蓉-山茱萸成分作用靶点与帕金森病的疾病靶点分别导入Venny 2.1获取药物-疾病交集靶点。将交集靶点导入STRING数据库,构建蛋白质-蛋白质相互作用网络图,使用CytoNCA APP及R语言获取核心靶点,并获取核心靶点网络图。将上述交集靶点通过MetaScape数据库中进行基因本体论(GO)富集分析及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。使用AutoDock Vina 1.1.2将牛膝、肉苁蓉、山茱萸的度值最高核心成分与核心靶点进行分子对接。结果:获得药物核心成分8个,主要为槲皮素、汉黄芩素、β-谷甾醇、山柰酚、豆甾醇、巴马汀、花生四烯酸、5-烯-3β-乙二醇。核心靶点12个,主要为RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(RAC-alpha serine/Threonine-protein Kinase,AKT1)、雌激素受体1(Estrogen Receptor,ESR1)、过氧化物酶体增殖激活受体γ(Peroxisome Proliferator-activated Receptorγ,PPARG)、半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3,CASP3)、白蛋白(Albumin,ALB)、表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor,EGFR)和热休克蛋白90α家族A类成员1(Heat Shock Protein HSP 90-alpha,HSP90AA1)等。GO富集结果显示主要是分子功能的负调控、活性氧代谢过程的调控、化学突触传递的调节、水解酶活性的调节、脂质代谢过程的正调控、核被膜、电压门控钙通道复合体、轴膜、细胞顶端、谷氨酸能突触、酰胺结合、信号受体调节活性、天冬氨酸型内肽酶活性、抗氧化活性、磷脂酶激活剂活性等。KEGG富集包括20个信号通路(P<0.01),主要包括脂质-动脉粥样硬化通路、癌症路径信号通路、糖尿病性心肌病信号通路、甲状旁腺激素的合成、分泌和作用信号通路、补体与凝血级联信号通路、癌症转录失调信号通路、卵母细胞减数分裂信号通路、坏死性凋亡信号通路、甲状腺激素合成信号通路、钙信号通路等。结论:牛膝-肉苁蓉-山茱萸治疗帕金森主要是槲皮素、花生四烯酸酯、β-谷甾醇、5-烯-3β-乙二醇等多种有效成分作用于AKT1、ESR1、PPARG等靶点,通过对细胞荷尔蒙、细菌、激素水平的调节以及磷代谢的正向调节等,调控脂质-动脉粥样硬化通路、癌症路径信号通路、糖尿病性心肌病信号通路等信号通路,协同发挥治疗帕金森病的作用。