网络药理学结合分子对接技术探讨黄芪-莪术促进肺癌肿瘤血管正常化的潜在机制

目的通过网络药理学联合分子对接技术探讨黄芪-莪术促进肺癌肿瘤血管正常化的潜在作用机制,为进一步研究寻找方向。方法利用公共数据库(TCMSP)检索并获取黄芪-莪术活性成分及相关靶点,通过基因卡、OMIM、TTD、药物GKB数据库和药物库数据,发现肺癌血管正常化的相关靶点,Met细胞景观插件ClueGO平台用于基因本体(GO)富集分析和京都基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,最后利用AutoDock及Vina软件进行分子对接打分,Pymol软件进行对接结果的可视化展示。结果共筛选出486个黄芪-莪术生物活性成分和184个黄芪-莪术与肺癌肿瘤血管正常化相关的靶点;根据生物信息学分析,槲皮素、异鼠李素、山奈酚、7-O-甲基异脲醇、芒柄花黄素、毛芯异黄酮可能是黄芪-莪术调控肺癌肿瘤血管正常化的潜在活性成分,而RB1、MAPK1、EGFR、ESR1、AKT1、HIF1A、TP53、STAT1和CCND1是潜在的起效靶点;根据富集和分子对接结果显示异鼠李素与STAT1之间具有较高的结合亲和力,JAK2/STAT1通路可能是黄芪-莪术调控肺癌血管正常化的主要作用通路。结论黄芪-莪术促进肺癌肿瘤血管正常化作用的潜在机制可能是IFN-γ-JAK2/STAT1通路。

基于网络药理学及生物信息学研究益气化痰方治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制

目的 基于网络药理学及生物信息学探究益气化痰方(黄芪、甘草、党参等)治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的可能作用机制。方法 通过TCMSP数据库、GEO数据库及OMIM数据库获取益气化痰方治疗COPD的活性成分与潜在靶点;使用Cytoscape 3.7.2软件,构建“中药-活性成分-潜在靶点-疾病”网络并对潜在靶点进行PPI网络拓扑分析;使用Cytoscape 3.7.2软件对潜在靶点进行GO功能富集分析;借助R软件对潜在靶点作KEGG通路富集分析;最后,采用AutoDock Vina 1.5.6软件将活性成分与潜在靶点进行分子对接。结果筛选得到154个益气化痰方活性成分及益气化痰方治疗COPD的潜在靶点19个。“中药-活性成分-潜在靶点-疾病”网络及蛋白互作网络拓扑分析得出主要的潜在靶点有乙酰胆碱酯酶(ACHE)、α1A-肾上腺素受体(ADRA1A)、对氧磷酶1(PON1)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素10(IL-10)、表皮生长因子受体(EGFR)等;GO功能富集分析涉及过氧化氢代谢过程,活性氧生物合成过程等生物功能;KEGG通路富集分析结果包括低氧诱导因子1(HIF-1)信号通路、叉头盒O(FoxO)信号通路、Janus激酶-转录激活因子(JAK-STAT)信号通路等条目;分子对接结果显示,益气化痰方主要活性成分与潜在靶点均具有较好的结合活性,可形成较为稳定的结合构象。结论 益气化痰方在治疗COPD方面具有多成分、多靶点、多通路的特点,可能通过调节炎症反应、氧化应激和气道黏液分泌等机制发挥治疗作用。

基于网络药理学及Akt1/mTOR自噬通路探讨黄芪减少糖尿病肾病蛋白尿的作用机制

目的通过网络药理分析及相关的动物实验探讨黄芪减少糖尿病肾病蛋白尿(Diabetic nephropathy proteinuria,DNP)的作用机制。方法利用TCMSP数据平台筛选出黄芪中的有效成分和相关靶标,使用GeneCards、OMIM网站数据库在线搜索出DNP的疾病相关靶标,取疾病和药物相同靶标交集,再利用Cytoscape 3.8.2构建药物-效应成分-疾病-靶标相互作用网络,进行拓扑学分析;从Uniprot数据库中获取靶点蛋白的基因名称,利用STRING在线数据库进行靶点蛋白与蛋白互作(Protein-protein interaction,PPI)网络分析;再进行GO功能分析和KEGG通路功能富集分析,推断黄芪减少DNP的机制是否和Akt1/mTOR自噬通路相关,再利用黄芪干预糖尿病肾病动物模型探讨其作用机制是否和预测的一致。结果黄芪中20种核心化合物有作用靶点174个,DNP相关靶标有1862个,交集靶标有98个,关键效应分子有10个。PPI图显示黄芪发挥效应的目标蛋白主要是AKT1、VEGFA、IL6、CASP3、MAPK1、JUN等。GO分析黄芪药效主要与细胞因子受体结合及其活性、核受体活性、转录因子活性等有关,KEGG分析表明黄芪药效基础主要作用与糖尿病并发症中AGE-RAGE、MAPK、PI3K-Akt等信号通路有关。动物实验显示黄芪能明显改善糖尿病肾病的大鼠的肾功能,尤其改善蛋白尿指标,通过上调足细胞Nephrin蛋白保护了肾小球滤过屏障,减少了蛋白尿的产生(P<0.05),同时下调了Akt1、总mTOR及其mRNA表达(P<0.05),从而增强了肾足细胞的自噬活性,也起到减少DNP的作用。结论网络药理分析显示黄芪可能通过多靶点效应发挥减少DNP作用,潜在的分子机制和Akt1/mTOR自噬通路有关,再经过实验研究说明Akt1/mTOR自噬通路是黄芪减少糖尿病肾病蛋白尿作用机制之一。

基于网络药理学和分子对接技术研究黄芪-赤芍治疗COPD的作用机制

目的基于网络药理学和分子对接技术探究黄芪-赤芍配伍对治疗慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的作用机制。方法利用TCMSP,Pharmmaper数据库,筛选黄芪-赤芍治疗COPD的活性成分和潜在靶点;结合Genecards数据库挖掘的COPD相关靶点,对黄芪-赤芍药对与COPD靶点进行PPI网络构建,交互处理得到黄芪-赤芍药对治疗COPD的关键靶点,并进行GO分析和KEGG通路富集分析;并采用分子对接技术将主要活性成分与TNF-α(肿瘤坏死因子),IL-6(白细胞介素6)等进行分子对接;最后利用A549炎症细胞与人脐静脉内皮细胞缺氧损伤模型进行体外细胞实验对结果加以验证。结果黄芪-赤芍药对中44个有效成分作用于COPD,核心成分为:槲皮素、山奈酚、丁子香萜、芍药苷、(2R,3R)-4-methoxyl-distylin、二氢异黄酮;黄芪-赤芍药对通过IL6、PTGS2、TNF等113个靶蛋白,调控Ras、PI3KAkt、IL-17等多条信号通路治疗COPD,且分子对接结果显示槲皮素、山奈酚、丁子香萜、芍药苷与IL-6、PTGS2、TNF大分子蛋白有良好的结合性,体外细胞试验证实,槲皮素与山奈酚均能减少IL-8,MMP-9炎症因子的分泌,具有不同程度的抗炎效果;芍药苷有明显的扩血管、抗血栓之效。结论黄芪-赤芍药对治疗COPD具有多成分、多靶点、多通路、整体调节的作用特点。初步揭示了黄芪-赤芍药对通过抑制炎症反应、调节上皮细胞生长增强保护屏障等预测出黄芪-赤芍药对治疗COPD的潜在作用机制,以期为其活性成分的药效物质基础提供理论研究和思路。

基于网络药理学分析当归补血汤治疗糖尿病肾脏病的内在机制

目的:基于网络药理学探究当归补血汤治疗糖尿病肾脏病的内在可能作用机制。方法:采用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获得当归补血汤(由黄芪、当归组成)主要活性成分和作用靶点信息;利用GeneCards数据库获取与糖尿病肾脏病相关的基因靶点,运用Cytoscape 3.7.1软件构建“药物-活性成分-靶点-疾病”网络,并运用R软件进行基因富集分析。结果:共获得当归补血汤活性成分30个,其中黄芪具有活性成分19个,当归具有活性成分11个,经筛选得到主要活性成分共19个;收集到药物与疾病共有靶点基因71个。基因富集分析结果显示,当归补血汤主要通过涉及炎症反应、凋亡-自噬通路、低氧诱导通路等的21条通路改善糖尿病肾病病情。结论:该研究基于网络药理学方法,揭示了当归补血汤从炎症反应、自噬-凋亡通路、低氧诱导通路等途径多成分、多靶点、多通路改善糖尿病肾脏病的作用,为后续研究开展实验工作提供了更丰富的信息和依据。

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪-白术治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制

目的运用网络药理学和分子对接技术探究黄芪-白术配伍治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制和药效物质。方法运用中药系统药理学分析平台(TCMSP)和GeneCards数据库,进行黄芪-白术药物成分和疾病所作用靶点收集,处理构建出化学成分-疾病靶标,筛选核心靶标。借助Metascape数据库进行GO注释和KEGG通路富集分析,将靶标映射至对应生物学信号通路,构建黄芪白术-化学成分、化学成分-核心靶点-COPD疾病等多层次网络关联图,筛选出药物活性成分和核心靶点。利用分子对接技术分析活性成分和核心靶点的相互作用关系,并采取体外抗炎活性实验进行验证。结果搜集到黄芪-白术中关键活性物质6个,潜在治疗COPD靶标131个,筛选出核心靶标16个。通过KEGG分析主要通过癌症信号通路(Pathways in cancer)、MAPK信号通路(MAPK signaling pathway),IL-17信号通路(IL-17 signaling pathway)通路发挥药效作用。分子对接结果显示,槲皮素、山奈酚、异鼠李素、8β-乙氧基苍术内酯Ⅲ、7-O-甲基异丁香酚等活性物质与COPD关键靶点之间具有较高的结合活性。体外抗炎活性验证槲皮素与山奈酚具有较好抗炎效果。结论本研究运用网络药理学和分子对接技术预测黄芪-白术治疗COPD作用机制,初步揭示了黄芪-白术配伍通过抑制炎症反应、调节上皮细胞生长增强保护屏障、抑制肿瘤血管生成等作用而发挥防治COPD的作用。研究结果预测了黄芪-白术配伍治疗COPD多基因和多途径的调节作用,可为临床合理用药及作用机制的研究提供参考。

基于网络药理学探讨黄芪治疗慢传输型便秘的作用机制

目的:借助网络药理学和分子对接技术探讨黄芪治疗慢传输型便秘的作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)筛选黄芪的活性化合物并预测其作用靶点,借助Cytoscape 3.7.2软件构建黄芪活性成分-靶点网络图;以“slow transit contipation”为关键词在OMIM及GeneCards数据库检索慢传输型便秘相关靶点,并与黄芪化合物作用靶点取交集,将共同靶点导入String数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络图,将PPI导入Cytoscape 3.7.2进行拓扑分析;利用R语言进行基因本体(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析预测其作用机制;通过Swiss Dock在线分子对接工具对关键靶点进行分子对接。结果:黄芪筛选得到20个活性成分,对应作用靶点189个,与慢传输型便秘的共同靶点143个,交集String数据库和Cytoscape 3.7.2拓扑分析度值靠前的靶标为血管内皮生长因子A(VEGFA)、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、胱天蛋白酶3(CASP3)、白细胞介素-6(IL-6)。GO功能富集分析得到生物过程、细胞组分、分子功能条目分别有1943、77、153个,KEGG功能富集分析得到信号通路163条。分子对接结果显示叶酸、1,7-二羟基-3,9-二甲氧基紫檀素、山柰酚、槲皮素是黄芪发挥治疗作用的主要成分。结论:黄芪中的活性化合物叶酸、山柰酚、槲皮素等能作用于JUN、VEGFA、AKT1、CASP3、IL-6等靶点,通过调控对抗生素反应、对氧化应激的反应、对营养水平的反应、薄膜筏、核受体活性、细胞因子受体结合等信号通路发挥治疗慢传输型便秘的作用。

基于网络药理学探讨黄芪治疗病毒性心肌炎的作用机制

目的:基于网络药理学对黄芪治疗病毒性心肌炎(VMC)的作用机制进行探讨。方法:在中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取并筛选黄芪活性成分,获得对应的靶蛋白,并用Uniprot数据库将蛋白名称校正为基因符号,通过GeneCards、OMIM数据库筛选出VMC的相关基因,将黄芪的靶基因与VMC相关基因取交集获得黄芪治疗VMC的靶基因,使用Cytoscape 3.8.0构建“黄芪-活性成分-靶基因-VMC”网络,在STRING数据库下载PPI数据并利用R 4.0.0筛选出核心靶基因,利用R 4.0.0对黄芪治疗VMC的靶基因进行基因本体(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析。结果:共获得黄芪活性成分20个,靶基因191个,VMC相关基因192个,取交集获得黄芪治疗VMC的靶基因34个,构建“黄芪-活性成分-靶基因-VMC”网络,VEGFA、AKT1、IL10、IL6、MMP9、TNF等可能是黄芪治疗VMC的核心靶基因。GO富集主要集中于细胞因子受体结合、细胞黏附的调节、对脂多糖的反应、对细菌来源分子的反应、细胞因子活性等方面。KEGG通路富集在AGE-RAGE信号通路(糖尿病并发症中)、IL17信号通路、乙型肝炎通路、甲型流感通路、查加斯病通路等。结论:本研究初步揭示了黄芪治疗VMC的核心靶基因和涉及的生物学过程及信号通路,为后续深入研究提供一定参考。

基于网络药理学及分子对接的黄芪散治疗2型糖尿病机制探讨

【目的】运用网络药理学及分子对接探讨黄芪散治疗2型糖尿病(T2DM)的作用机制。【方法】通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)查找黄芪散组方中黄芪、葛根、桑白皮的活性成分和作用靶点,通过GeneCards和OMIM数据库查询与T2DM相关的疾病靶点,通过UniProt数据库查询成分和疾病靶点对应的基因名,利用Cytoscape 3.6.1软件构建黄芪散活性成分-靶点网络、蛋白相互作用(PPI)网络,并通过Merge功能构建疾病-成分-靶点网络,筛选出黄芪散治疗T2DM的核心靶点,最后通过DAVID数据库对核心靶点蛋白进行基因本体论(GO)生物过程分析及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,预测其作用机制,并绘制GO和KEGG气泡图进行数据可视化。【结果】研究得到包括槲皮素、山柰酚、刺芒柄花素等在内的38个活性成分和ESR1、JUN、PTGS2、AKT1和MAPK1等75个关键靶点。GO功能富集分析得到113个GO条目(P<0.05),主要包括蛋白酪氨酸激酶活性、生长因子活性和核受体活性等生物过程,KEGG富集得到157条信号通路(P<0.05),主要涉及晚期糖基化终末产物(AGEs)-晚期糖基化终末产物受体(RAGE)信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt信号通路等。【结论】黄芪散治疗T2DM可能的机制是通过抑制炎症因子分泌,参与抗炎反应,降低氧化应激,激活PI3K/Akt通路等来改善胰岛素抵抗,提高胰岛素敏感性,降低血糖。

基于网络药理学及分子对接探讨黄芪治疗骨质疏松症的分子机制及实验验证

目的基于网络药理学和分子对接方法探讨黄芪治疗骨质疏松症的药理学作用机制,并通过体外实验进行验证。方法通过中药系统药理学数据库与分析平台获取黄芪的活性成分及药物靶点,运用GeneCard、OMIM、PharmGkb、TTD及DrugBank数据库筛选骨质疏松症的相关基因,将靶点和基因取交集,构建药物-成分-疾病-靶标调控网络,进行KEGG通路富集分析,最后进行分子对接和细胞实验验证。选取前成骨细胞系MC3T3-E1,将其分为10、20、30μmol/L组(分别加入10、20、30μmol/L异鼠李素药液)和空白组(等体积的培养液),采用CCK8法检测四组培养0、24、48、72 h的细胞增殖情况。结果共得到黄芪有效成分20个,骨质疏松症相关基因1290个,相关基因交集78个。黄芪抗骨质疏松症的核心靶标有6个,核心基因KEGG通路富集分析结果有脂质和动脉粥样硬化通路、MAPK信号通路等。分子对接结果显示,黄芪关键靶点与有效成分之间结合活性较高。选取黄芪主要有效成分异鼠李素进行细胞实验,结果显示,培养24、48、72 h的10、20、30μmol/L组细胞光密度值均高于同一时间点的空白组,20、30μmol/L组高于同一时间点的10μmol/L组,30μmol/L组高于同一时间点的20μmol/L组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论黄芪治疗骨质疏松症的有效成分为异鼠李素,黄芪可能通过多个作用靶点参与特定的信号通路发挥调控骨代谢的作用,并可促进成骨细胞增殖。

基于网络药理学与分子对接研究黄芪-附子治疗慢性心力衰竭的机制

目的:采用网络药理学及分子对接研究“黄芪-附子”药对治疗慢性心力衰竭的作用靶点及其相关信号通路,并进一步分析其治疗慢性心力衰竭的潜在机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、Uniprot数据库等获取黄芪-附子药对的活性成分和作用靶点,并在人类基因数据库(GeneCards)、在线人类孟德尔遗传数据库(Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM)下载慢性心力衰竭的疾病靶点,筛选出二者的共同靶点,利用String数据库获得蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)信息,并于Cytoscape 3.8.0构建可视化网络,计算各靶点的Degree值,取其前5位进行分子对接反向验证,进而利用David数据库进行基因本体(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析,最后将所有信息输入Cytoscape 3.8.0构建“黄芪附子-活性成分-靶点-通路-疾病”网络。结果:本研究共获得黄芪-附子活性成分41个,慢性心力衰竭靶点13 051个,Degree前5位为AKT1,MAPK1,JUN,TP53,TNF,基于以上信息,构建了PPI网络,该网络主要与转录调控、信号转导、凋亡调控、细胞增殖等生物学过程相关,其KEGG分析主要聚集在HIF-1信号通路,MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路等心力衰竭相关信号通路。结论:黄芪-附子药对可通过AKT1、MAPK1、JUN等多个靶点,通过HIF-1、MAPK等多信号通路对治疗慢性心力衰竭起到积极作用。

几组中药方抑制鼻咽癌和宫颈癌裸鼠移植瘤的疗效观察

观察了三组中药方对鼻咽癌（ＮＰＣ）和宫颈癌裸鼠移植瘤的抑制效应。结呆表明，接种瘤细胞后，中药组成瘤时间明显慢于对照组，移植瘤体积及瘤重显著低于对照组。其中以１号方效果最明显，ＮＰＣ抑瘤率达到８６．３％，宫颈癌抑瘤率为７７．０％。认为所用中药方，尤其是Ⅰ号方的抑瘤作用，应该是十分明显的。

基于网络药理学的黄芪-丹参药对治疗胃癌前病变作用机制

目的:探讨黄芪-丹参药对治疗胃癌前病变(GPL)的有效活性成分及作用机制。方法:本研究通过TCMSP数据库选取黄芪-丹参药对中含有的289个化合物,筛选其活性成分及潜在靶点;同时,通过Genecards数据库挖掘GPL疾病靶点;结合化合物及疾病靶点,构建化合物-靶点网络、进行GO富集分析及KEGG通路富集分析。结果:黄芪-丹参药对中含有76个活性成分,对应GPL 93个靶点;获得17条GO生物过程相关条目与6条信号通路,涉及肿瘤信号通路、PI3k/Akt信号通路、Ras/MAPK信号通路等。结论:黄芪-丹参药对主要通过调控细胞代谢来治疗GPL,为阐明黄芪-丹参药对治疗GPL的作用机制、开展实验验证提供依据。

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪治疗糖尿病周围血管疾病的分子机制

目的:通过网络药理学方法和分子对接技术研究黄芪治疗糖尿病周围血管疾病(diabetic peripheral vascular disease,DPVD)的作用靶点及分子机制,并推测可能的关键作用成分。方法:通过TCMSP数据库筛选黄芪的活性成分及对应的分子靶点。以关键词"Diabetic Peripheral Vascular Disease"在GeneCards和OMIM数据库中寻找疾病的对应靶点,与药物靶点取交集获得黄芪治疗DPVD的主要靶标。构建"药物-疾病-靶点"的可视化网络图与蛋白互作网络图,运用MCODE插件进行核心靶点基因筛选。运用R语言数据包对主要靶标进行GO功能和KEGG富集分析。通过TCMSP网站下载黄芪主要成分的mol2结构式,通过蛋白质结构数据库PDB网站下载核心靶点蛋白PDB结构式,通过Autodock Tools对药物和基因靶点结构式进行加氢,计算电荷,合并非极氢操作,运用Autodock vina进行分子对接操作。结果:经过筛选,共获得黄芪有效成分20个,其中主要作用成分16个,DPVD的分子靶点共7 469个,黄芪与DPVD的共同靶点98个。通过MCODE插件筛选获得蛋白互作网络10个核心基因。富集得到GO主要生物信号20个,提示黄芪在治疗DPVD中主要涉及肽结合活性,酰胺结合活性,丝氨酸水解酶活性等。富集得到KEGG主要信号通路20条,主要涉及G蛋白耦联受体活性,肾上腺素能受体活性,类固醇激素受体活性,抗氧化活性等。分子对接结果提示黄芪核心成分大部分能够与核心靶点产生稳定结合,其中黄芪异黄烷苷、白桦脂酸、叶酸与DPVD核心靶点产生强烈结合活性,提示其可能是黄芪治疗DPVD的核心组分。结论:黄芪可以通过多靶点调控DPVD的多条信号通路,黄芪异黄烷苷、白桦脂酸、叶酸可能是黄芪治疗DPVD的关键组分。