基于网络药理学和分子对接的白药子抗口腔鳞癌作用机制研究

为利用网络药理学及分子对接技术探究白药子有效成分对应靶基因治疗口腔鳞癌的作用机制.采用TCMSP、PubChem、GeneCards、David、STRING 11.5、SwissTargetPrediction、中国知网等数据库进行文献挖掘获取中药活性成分及疾病相关靶标,并对其进行条件筛选.运用Cytoscape3.7.2绘制白药子的“药物-活性成分-靶点-疾病”网络图,运用Venny 2.1.0网站绘制白药子有效成分-口腔鳞癌交集靶点的韦恩图,利用STRING 11.5网站,将置信度设为0.400,其他设置保持默认,提取交集基因制作蛋白互作(PPI)关系网络图,依据相互关系筛选核心靶标.制作“中药-成分-靶点-疾病”核心靶标互作网络模型.基于David数据库进行功能分析及通路富集分析,再用微生信网站(http://www.bioinformatics.com.cn/)进行可视化分析.结果得到白药子活性成分25个,筛选出有效活性成分6个,筛选出有效基因靶点155个、口腔鳞癌相关基因靶点3450个,获取相关交集靶点90个,得到20条主要KEGG通路.本研究通过网络药理学研究分析,构造白药子治疗口腔鳞癌“化合物、靶点及其途径”的互作网络,为研究白药子治疗口腔鳞癌临床应用提供理论基础.

基于网络药理学、分子对接技术及体外实验验证探讨龙葵治疗乳腺癌的作用机制

基于网络药理学和细胞实验探讨龙葵治疗乳腺癌的作用机制。利用TCMSP数据库、Swiss-Target-Prediction和文献挖掘等方法收集龙葵的活性成分7种,通过GeneCards数据库收集与乳腺癌相关靶基因110个,运用Cytoscape 3.8.0软件构建“药物-活性成分-靶点-疾病”网络,将潜在靶点导入STRING 11.5数据库中获取PPI网络,使用DAVID数据库对潜在靶点进行GO及KEGG富集分析。GO功能富集分析发现694个结果。KEGG通路富集分析发现128个结果(P<0.05),涉及癌症、PI3K/Akt、MAPK等相关的信号通路。运用AutoDock-vina 1.1.2软件对龙葵中的7种关键活性成分,梣皮树脂醇、β-胡萝卜素、谷甾醇、薯蓣皂苷元、澳洲茄碱、胆固醇及槲皮素与潜在靶点AKT1、ESR1、EGFR、SRC、MAPK1进行分子对接,结果显示预测的关键成分薯蓣皂苷元与核心靶点AKT1和EGFR等具有较好的结合性。细胞实验结果表明,不同浓度的薯蓣皂苷元可抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖并促进细胞凋亡,薯蓣皂苷元可调控EGFR、AKT1以及p-AKT1蛋白的表达,同时薯蓣皂苷元可下调抗凋亡蛋白Bcl-2表达、上调促凋亡蛋白Bax表达。综上结果表明,龙葵抗乳腺癌的潜在作用机制可能与调控MDA-MB-231细胞增殖及凋亡等过程相关,且通过两个关键靶基因AKT1和EGFR发挥作用。

清胃散治疗牙周病的网络药理分子机制探讨

目的利用网络药理学和分子对接技术解析清胃散治疗牙周病的作用机制。方法借助中药计算系统生物学实验室数据库和中医药百科全书数据库检索清胃散的化学成分和潜在作用靶点,利用Gene数据库查询与牙周病相关的基因。在STRING 11.0平台进行蛋白互作分析,通过DAVID 6.8数据库进行基因本体功能富集分析和基于京都基因与基因组百科全书生物通路富集分析。采用CytoSape 3.6.1软件构建可视化网络。利用分子对接技术验证关键活性成分和关键靶点的结合活性。结果清胃散方中关键药味是黄连、牡丹皮、升麻,关键活性成分是山柰酚、阿魏酸、维斯阿米醇、儿茶素、黄连碱、小檗碱、小檗红碱、藁本内酯,关键作用靶点是前列腺素G/H合成酶2、一氧化氮合酶3、一氧化氮合酶2、白细胞介素6和肿瘤坏死因子,主要调控肿瘤坏死因子信号通路和细胞因子-受体相互作用。结论本研究初步明确了清胃散通过多成分、多靶点、多通络治疗牙周病的药效作用机制,为深入研究清胃散的药效物质基础和作用机制提供参考。

基于网络药理学与分子对接探讨黄芪桂枝五物汤治疗大动脉炎的作用机制

目的 运用网络药理学和分子对接,研究黄芪桂枝五物汤治疗大动脉炎(TA)的作用机制。方法 用TCMSP数据库搜寻黄芪桂枝五物汤活性成分及作用靶点,使用GeneCards查找TA疾病靶点,利用CytoScape软件构建“药物-成分-靶点”可视化网络;交集得到黄芪桂枝五物汤治疗TA的预测靶点,运用STRING数据库将交集靶点行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析;利用DAVID数据库对预测靶点行基因本体(GO)功能富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;最后使用PyMOL和AutoDockTools进行关键成分与靶点的分子对接验证。结果 筛选得到黄芪桂枝五物汤主要成分包括槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、毛蕊异黄酮等;得到726个TA疾病靶点;PPI网络筛选出白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF)、白蛋白(ALB)、血管内皮生长因子A(VEGFA)等核心靶点;GO和KEGG富集分析结果表示黄芪桂枝五物汤治疗TA主要涉及白介素-17(IL-17)信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等,可能通过对脂多糖的反应、炎症反应、细胞凋亡过程的负调节等发挥治疗作用。分子对接验证关键活性成分和核心靶点中结合能≤-5 kJ/mol占比93.8%,证明两者能够稳定对接。结论 黄芪桂枝五物汤中槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、毛蕊异黄酮等活性成分可通过抑制炎症、降低氧化应激等作用发挥对TA的治疗作用。

基于复方网络药理学和分子对接技术探究吴门通络解毒汤治疗强直性脊柱炎的作用机制

目的采用网络药理学与分子对接技术探讨吴门通络解毒汤治疗强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)的作用机制。方法采用TCMSP、TCMID和BATMAN-TCM数据库筛选通络解毒汤中相关有效成分与靶点;采用GeneCards、Drugbank和TTD数据库收集AS相关靶点;使用Venny2.1.0软件获得通络解毒汤与AS的交集靶点;构建有效成分-交集靶点网络模型,依据Degree值筛选前5作为核心活性成分;通过STRING数据库搭建交集靶点的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络;将PPI网络导入Cytoscape 3.8.0,并使用CytoHubba插件对PPI网络进行分析,以Degree值前10的靶点为核心靶点;通过R语言插件对核心靶点进行GO分析与KEGG分析。利用“AutoDock Vina1.1.2”软件对核心靶点与核心活性成分进行分子对接。结果筛选出通络解毒汤化学成分127个,靶点442个,AS疾病靶点2475个,交集靶点128个。GO分析结果显示通络解毒汤治疗AS的生物过程主要涉及炎症反应,细胞凋亡与代谢、调节免疫等;KEGG分析结果显示主要通路为AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、HIF-1信号通路等。分子对接进一步证实了核心靶点与核心活性成分的相互作用,其中TNF-α、MAPK1、MAPK3与核心成分槲皮素、木犀草素、柚皮素、山柰酚等具有较强结合能力。结论本研究预测吴门医派通络解毒汤可能是通过槲皮素、木犀草素、柚皮素、山柰酚等有效成分作用于TNF、CTNNB1、ESR1、MAPK3、MAPK1等靶点调节多条信号通路,最终发挥其抗炎及调节免疫功能等作用。为后续进一步研究通络解毒汤治疗AS的分子机制提供依据及思路。

超拉伸聚合物-锂藻土纳米复合水凝胶

将锂藻土(Laponite)纳米粒子分散在水中,加入丙烯酰胺类单体和过氧化物引发剂,不添加化学交联剂,原位自由基聚合可得到聚合物-Laponite纳米复合水凝胶。其透明度高,可以拉伸至1 300%以上,具有优异的力学性能,成为当前智能材料研究的热点之一。本文综述了聚合物-Laponite纳米复合水凝胶所用锂藻土的结构、性质以及复合水凝胶的合成、结构及物理特性,并探讨这一领域可能的发展方向。

环糊精包合作用组装大分子网络

利用环糊精的包合作用可以组装构筑大分子网络体系。这种独特的组装方法交联模式简单、交联度易于调控,得到的网络体系既能为聚合物的缔合理论提供理想的实验模型,又能广泛用于黏度调节和药物控释。环糊精的独特结构及对多种客体分子的包合作用使其近年来成为分子组装研究的热点。本文综述了以环糊精包合作用构筑大分子网络的研究进展,分别介绍了链状大分子组装交联和环糊精分子管道结晶缔合这两种方法。

氨酰tRNA合成酶的分子网络和功能

氨酰tRNA合成酶是生命进化过程中最早出现的一类蛋白质 ,氨酰tRNA合成酶帮助氨基酸转移到相应的tRNA上 ,进而参与蛋白质的合成保证了生命体的严谨性和多样性 .随着后基因组时代的到来 ,氨酰tRNA合成酶的结构和功能成为新的研究热点 .结构生物学和生物信息学的研究结果表明 ,氨酰tRNA合成酶在真核生物体内以多聚复合物的形式行使功能 ,形成复杂的分子网络体系 .最新的实验证据显示 ,氨酰tRNA合成酶不但是蛋白质合成过程中一类最重要的酶 ,而且参与了转录、翻译水平的调控、RNA剪接、信号传导和免疫应答等众多生命活动 .

同步荧光和X射线衍射法分析中国动力煤大分子芳香层片结构

煤中大分子芳香骨架结构决定着煤焦及其气化反应活性。为实现煤的高效转化,对煤大分子骨架结构的认识非常关键,以硅胶为固定相,乙腈、四氢呋喃、吡啶和N-甲基吡咯烷酮为溶剂对来自平朔和黑岱沟两种中国典型动力煤进行分级抽提,经凝胶色谱对所得到的大分子样品的分子量测定、X射线衍射仪对大分子芳香层片结构进行解析,利用同步荧光对芳香结构的缩合程度分析,获得两种煤结构中大分子结构单元、芳香核和芳香层片大小。结果表明,两种煤大分子芳香层片的尺寸为3～3.95nm,堆积高度为0.8～1.2nm。分子量分布范围在400～1 130amu之间,结构单元的缩合芳香环数为3～7个。

粒子-孔双纳米三维网络结构的氟碳高分子膜

在特定放电条件下利用射频磁控溅射法在聚酯基底上沉积了纳米级氟碳高分子膜,扫描电子显微镜实验显示,这是一种独特的粒子-孔双纳米网状无定型结构沉积膜。已用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和傅立叶变换红外光谱表征了膜的结构,通过与三种其它条件下得到的微米或更大粒子构成的膜进行比较发现,构成双纳米结构膜的大分子的交联-枝化程度最低,分子量最小,其憎水性最强。

基于网络药理学及分子对接探讨当归补血汤治疗动脉粥样硬化潜在作用机制研究

目的通过网络药理学及分子对接探讨当归补血汤治疗动脉粥样硬化的功效物质基础和作用机制。方法依托TCMSP和TCMID数据库筛选出当归补血汤的活性成分和蛋白靶点,通过Gene Cards数据库搜集动脉粥样硬化发病靶点,将成分靶点与疾病靶点取交集筛选出关键靶点;再通过STRING 11.0平台、Omicshare分析平台进行蛋白互作(PPI)网络、GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,找出核心成分及枢纽基因,通过分子对接,进一步明确其发挥治疗效用的分子机制。结果筛选得到当归补血汤治疗动脉粥样硬化14个化合物成分,36个关键靶点,GO功能富集分析和KEGG通路富集分析筛选得到前20条信号通路,主要集中在炎症、心血管疾病、内分泌和代谢疾病等相关信号通路,分子对接结果显示3种度值较高的活性化合物与四类枢纽靶点蛋白均存在较强的结合作用,异鼠李素和AKT1蛋白结合性最强。结论当归补血汤中槲皮素、山奈酚、异鼠李素等核心活性成分可通过作用于TNF、IL1B、IL6、AKT1等相关枢纽靶点,调节与炎症、氧化应激、脂质代谢相关的通路,达到治疗动脉粥样硬化的作用。

电活性交联聚合物的制备及性能

电活性交联聚合物是由一种物理交联或化学交联的网状聚合物与溶剂分子相互作用形成的导电大分子网络。综述了电活性交联聚合物中物理交联物和化学交联物的制备方法以及主要性能。电活性交联聚合物不仅具有凝胶的优良机械性能还具有突出的导电性能,这使得它在传感器、生物材料、涂层、导电隔膜、化学阀、电化促动器等方面具有广阔的应用价值。

大分子网络体系中的反常扩散动力学机制

生物大分子网络是多种生物软质体系共同的结构基础之一.深入理解纳米尺度的粒子在大分子网络中的扩散动力学对于阐明众多生命现象背后的物理机制以及设计和制造具有优异性能的生物医用功能材料有重要意义.纳米粒子在大分子网络中的运动可能会受到其周围网络链的显著影响.从物理角度看,各种生物或合成聚合物链之间的主要区别在于其本征物理性质,这些性质可以显著改变纳米粒子所经历自由能势垒的高低与分布,进而决定纳米粒子的扩散动力学行为.本文从网络链的柔顺性、网格拓扑特征以及网络的动态共价连接三个方面的本征物理性质出发,综述了本课题组近年来针对该问题基于高分子凝聚态物理理论的研究进展,特别是对这些现象背后的熵机制进行了理论解释.最后对大分子网络中粒子扩散的未来发展方向进行了展望.

基于网络药理学探讨川芎嗪与阿魏酸抗动脉粥样硬化的作用机制

目的采用网络药理学方法预测川芎嗪与阿魏酸抗动脉粥样硬化(AS)的药理作用机制。方法通过TCMSP、BATMAN-TCM、Swisstargettion和STITCH数据库筛选川芎嗪与阿魏酸的靶标基因,利用OMIM、Genecards、Drugbank数据库查找AS的相关靶标蛋白,运用STRING数据库构建蛋白相互作用网络,并通过DAVID数据库对核心靶点基因本体(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,最后使用Autoduck分子对接软件对网络药理学结果进行初步的验证。结果最终筛选出川芎嗪与阿魏酸作用于AS的靶点47个。GO分析得到生物过程(BP)条目170个,细胞组分(CC)条目29个,分子功能(MF)条目47个。KEGG富集分析结果显示有50条通路与AS相关,主要包括低氧诱导因子信号通路、花生四烯酸新陈代谢、脂肪细胞因子信号通路等。VEGFA、TNF、PTGS2、EGFR、MAPK8、TLR4编码的蛋白作为靶点分别与川芎嗪和阿魏酸进行对接,对接结果良好。结论川芎嗪和阿魏酸主要通过多靶点协作调控多种信号通路共同参与到抑制炎症反应的过程,从而达到治疗AS的目的。

基于网络药理学及外周血基因芯片技术探究温阳益气活血方治疗慢性心衰的作用机制

目的基于网络药理学与分子对接技术,预测名中医验方温阳益气活血方治疗慢性心衰的物质基础及作用机制,通过实验探讨温阳益气活血方对慢性心衰患者外周血基因表达谱的影响,为中医药治疗慢性心衰的后续研究提供基础与方向。方法通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)筛选温阳益气活血方中潜在活性成分;GEO数据库获得潜在活性成分的作用靶点;Venny在线平台获得慢性心衰的主要致病靶标。利用STRING数据库和Cytoscape软件构建“方药-成分-靶点-疾病”网络模型及蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图,分析方药中主要活性成分及作用靶点蛋白;使用R语言的Cluster Profiler工具包对方药作用核心靶点进行基因本体论(genetic ontology,GO)及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析。借助Autodock进行分子对接。随机选取30例健康志愿者作为对照组。60例慢性心衰患者入选试验组,按随机分为化学药组和中西药组,各组30例。化学药组采用盐酸贝那普利片(10 mg/d)、氢氯噻嗪片(50 mg/d)、螺内酯片(40 mg/d)、琥珀酸美托洛尔片(23.75 mg/d)及地高辛片(0.125 mg/d)联合用药,1次/d;中西药组在常规化学药物口服治疗的基础上联合温阳益气活血方颗粒剂,6 g/次,2次/d,2组疗程均为15 d。对照组于清晨空腹安静状态下,抗凝管采集前臂静脉血,后随机抽取10例外周血用于基因芯片的差异检测;试验组于入院次日清晨空腹状态下采集,最后随机抽取2组中各5例药物干预前后的外周血用于基因芯片的差异检测。采用Affymetrix公司的PrimeViewTM Human Gene Expression Array基因芯片检测,结合生物信息学的转录组学及RNA技术分析温阳益气活血方的差异表达基因。结果筛选出方药潜在活性成分6个和236个药物靶点;得到方药治疗慢性心衰的潜在作用靶点17个;通过GO分析得出519个生物过程、5个细胞组分、14个分子功能;KEGG通路富集分析得出89条信号通路。2组慢性心衰患者给予不同药物干预后,中西药组外周血基因表达谱中共检测出42640个基因,化学药组为37081个基因,2种干预方法均能影响慢性心衰外周血的基因表达,单纯化学药较中西药联合干预改变慢性心衰的差异基因数目少。相关检测指标血清脑钠肽前体(brain natriuretic peptide,BNP)、中医症状积分及心功能疗效也具有统计学差异(P<0.05)。结论初步揭示了温阳益气活血方干预慢性心衰可能是通过多成分、多靶点、多途径发挥防治作用,其作用机制与ZNF331、TRAPPC10、SMAD7、MYC、RORA、PCNA基因相关,涉及Th17细胞分化、B细胞受体信号通路、腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)通路。