基于泛基因组学和消减蛋白质组学挖掘新型抗诺卡氏菌药物靶点

【目的】诺卡氏菌是一种病原体,可引起人体的机会性感染,呈全球性分布。近年来发现诺卡氏菌对常用药物已产生耐药性,因此,挖掘新抗诺卡氏菌药物靶点、开发新药物具有迫切需求。【方法】取GenBank数据库中31株诺卡氏菌的全基因组序列,利用BPGA进行泛基因组学分析,利用消减蛋白组学筛选药物靶点。在此基础上,同源建模预测靶点蛋白的3D结构,采用DrugBank对靶点蛋白进行潜在药物的预测,并使用分子对接技术验证药物与靶点的结合活性。【结果】31株诺卡氏菌的泛基因组中有1421个核心蛋白,消减蛋白组学分析获得15个候选药物靶点蛋白。其中,OG1493蛋白的理化性质(氨基酸数目、分子量、等电点、总平均亲水性、脂肪指数和不稳定性指数Ⅱ等)最符合作为靶点蛋白的理化性质。运用DrugBank数据库筛选出Adenosine-5'-Rp-Alpha-Thio-Triphos⁃phate、alpha,beta-Methyleneadenosine 5'-triphosphate、Phosphoaminophosphonic Acid-Adenylate Ester、Radicicol、2-Hydroxyestradiol、p-Coumaric acid、Ethylmercurithiosalicylic acid等7个化合物可能会针对该靶点蛋白发挥抗诺卡氏菌作用,分子对接结果显示靶点与化合物结合力良好。经实验验证发现根赤壳霉素可能是针对该靶点的抗诺卡氏菌药物。【结论】泛基因组学和消减蛋白质组学可应用于挖掘新型抗诺卡氏菌药物靶点。

基于网络药理学及分子对接技术探讨中药复方射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘的作用机制

目的利用网络药理学和分子对接技术研究射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘药效成分的可能靶点,为其临床应用及科研提供理论依据。方法在TCMSP数据库中查询9味组方药物的有效活性成分靶点;在GeneCards、OMIM、PharmGkb、TTD和DrugBank数据库中查询咳嗽变异性哮喘的疾病相关基因;将药物靶点与疾病相关基因取交集并用Cytoscape构建中药复方调控网络;查找网络核心基因后用R语言进行GO及KEGG富集分析;使用Vina对蛋白受体和小分子配体进行对接。结果本研究共筛选出254个药物靶点;筛选到网络核心基因9个,分别为TNF、MAPK14、AKT1、ESR1、STAT1、MAPK1、EGFR、TP53和MAPK3;GO富集分析氧化应激反应富集最明显;KEGG富集分析主要涉及流体剪切力与动脉粥样硬化通路;分子对接发现槲皮素与TNF和AKT1基因具有较好的结合性。结论本研究体现了中药复方射干麻黄汤多成分、多靶点及多途径的作用特点,为射干麻黄汤治疗咳嗽变异性哮喘作用机制提供新思路和新靶点。

牛膝-杜仲、金银花-连翘和丁香-郁金三种药对配伍差异的网络药理学研究

目的应用网络药理学方法在分子层面探究相须、相使、相畏药对配伍前后变化规律及配伍差异。方法预测和筛选相须药对“牛膝-杜仲”、相使药对“金银花-连翘”与相畏药对“郁金-丁香”及药对中单味药的有效成分和预测靶点。筛选3组药对及单味药与其治疗疾病的预测靶点。构建“药物-有效成分-疾病-核心靶点”网络架构。对核心靶点的基因本体(GO)注释和KEGG通路进行蛋白功能归属和富集分析。根据网络架构中有效成分及GO富集分析与KEGG富集分析结果进行3组药对配伍前后的比对分析。结果相须、相使药对与其单味药比较,有效成分、核心靶点、生物功能及信号通路配伍前后结果基本一致,但相畏药对与单味药比对差异较为明显。结论相须药对、相使药对配伍后有效成分可能产生叠加作用,相畏药对配伍后可能产生抵消作用影响有效成分网络架构中贡献值及信号通路调控能力。

酪氨酸激酶抑制剂在分子靶向治疗中对耐药非小细胞肺癌患者角蛋白、PAX-8及DNA EGFR基因T790M突变的影响

目的探讨表皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)在分子靶向治疗中对耐药非小细胞肺癌(NSCLC)患者角蛋白、配对盒基因8(PAX-8)及对血浆中EGFR基因耐药位点T790M突变的影响。方法回顾性选取2018年1月至2019年1月延安市人民医院收治的52例耐药NSCLC患者作为研究对象,均予以EGFR-TKIs治疗。分析两组患者的近期疗效;分析患者治疗前后临床特征和CK、PAX-8阳性表达的分布;复发转移及CK、PAX-8表达的关系;比较治疗前后的EGFR基因耐药位点T790M突变情况;比较CK、PAX-8表达及T790M突变与术后生存时间。结果NSCLC患者治疗4周时的有效率、稳定率分别为59.62%、88.46%,高于治疗1周时(26.92%、75.00%),差异均有统计学意义(P<0.05)。NSCLC患者治疗4周时的CK、PAX-8阳性表达率分别为17.31%、21.15%,显著低于治疗前(40.38%、63.46%),差异均有统计学意义(P<0.05)。淋巴结上的CK、PAX-8阳性表发复发转移率分别为61.90%、72.73%,较阴性表达(35.48%、36.84%)均显著偏高,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗4周时血浆中的EGFR基因耐药位点T790M突变率为13.46%,显著低于治疗前(69.23%),差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后5年总生存率为65.38%(34/52),CK、PAX-8及T790M阳性表达者的生存率均显著低于阴性者。结论耐药NSCLC患者的CK、PAX-8及DNA EGFR基因耐药位点T790M阳性表达越高预后效果越差,针对这3项指标的具体阳性表达情况科学、合理的予以EGFR-TKIs治疗可有效地降低CK、PAX-8阳性表达及DNA EGFR基因耐药位点T790M变异,有较好的临床应用与推广价值。

接受中药治疗的慢性痛风性关节炎患者用药规律探讨、核心药物疾病共同靶基因分析

目的探讨接受中药治疗的慢性痛风性关节炎患者用药规律,筛选核心药物、慢性痛风性关节炎共同作用靶基因,并分析共同靶基因的生物学作用及信号通路。方法以2020版《中国药典》和《中药学》为基础,针对138首慢性痛风性关节炎的临床有效处方,运用中医传承辅助平台(V2.5)对药物的使用频率,四气、五味、归经、功效分类和处方模式的关联规则、聚类分析等进行分析,并据高频药物及关联规则的最终结果综合分析筛选出核心药对,通过TCMSP检索核心药对的化学成分及其治疗靶点,与Genecards和OMIM等4个数据库共同筛选出的慢性痛风性关节炎靶点相交集,获得共同靶基因,经STRING11.0数据库构建共同靶基因的PPI网络。用R语言对共同靶基因进行生物学功能分析。结果治疗慢性痛风性关节炎的中医药物共涉及中药237味,频次≥20次药物25味;牛膝、薏苡仁、苍术为最高频药物;四气以温、平、寒为主;五味以甘、苦、辛为主;多归肝、脾、肾经;功效分类以补虚药为主,利水渗湿药、活血化瘀药次之;获得高频药组16组,新方2首。“黄柏-牛膝-苍术”与慢性痛风性关节炎共同靶基因38个,据PPI网络关联度截取关键靶基因20个,前10位分别为IL-6、TNF、IL1B、CXCL8、PPARG、CCL2、IL10、MMP9、PTGS2、VCAM1。共同靶基因的基因本体功能主要有对脂多糖的反应,对细菌源性分子的反应以及抗氧化反应等,参与的信号通路有20条,主要参与脂质与动脉粥样硬化、AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路。结论慢性痛风性关节炎临床用药常寒温并用,补泻兼施,治疗以“泄浊利湿,化瘀通络,补益肝脾肾”为主;“黄柏-牛膝-苍术”的作用靶基因主要有IL-6、TNF、IL1B、CXCL8(IL8)、PPARG、CCL2,基因本体功能有对脂多糖的反应等生物,主要参与脂质与动脉粥样硬化、AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路等。

基于生物信息学的十二指肠腺瘤核心致病基因及其靶向治疗中药活性成分筛选

目的:利用生物信息学方法对十二指肠腺瘤(duodenal adenoma,DA)的核心致病基因进行筛选和分析,挖掘潜在的可用于靶向治疗DA的中药活性成分。方法:从GEO数据库下载DA数据集(Accession No.GSE102208),运用GEO2R筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),应用DAVID数据库对DEGs进行GO及KEGG富集分析,采用STRING数据库对DEGs进行蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)分析,利用Cytoscape获取DA核心致病基因,通过CTD数据库挖掘靶向作用于核心致病基因的中药活性成分。结果:筛选获得DA患者与健康者十二指肠组织显著性DEGs共373个,其中270个上调,103个下调。主要涉及胆固醇稳态、胆固醇流出、脂蛋白合成、三酰甘油稳态等生物学过程,富集于PI3k-Akt、PPAR、碳水化合物消化吸收、蛋白质消化吸收、脂肪消化吸收、胆汁分泌等信号通路。筛选出载脂蛋白B(ApoB)、表皮细胞生长因子(EGF)、载脂蛋白A1(ApoA1)、葡萄糖转运蛋白2(SLC2A2)、麦芽糖酶糖化酶(MGAM)等10个关键基因;进一步分析获得可能用于治疗DA的潜在靶向中药活性成分,包括白藜芦醇、槲皮素、人参皂苷、姜黄素、雷公藤甲素等。结论:基于公共数据库可以筛选与DA发生发展密切相关的基因靶点,并挖掘到潜在的可用于DA靶向治疗的中药活性成分。

基于网络药理学探析大黄-附子药对治疗慢性肾衰竭的作用机制

目的:运用网络药理学并结合分子对接技术研究大黄-附子药对(DF)治疗慢性肾衰竭(CRF)的作用机制,旨在为其作用机制研究及临床应用提供依据。方法:利用TCMSP检索大黄、附子活性成分,多个数据库预测并筛选成分靶点和疾病靶点;利用二者交集靶点输入STRING、Cytoscape v3.7.1中处理获得核心靶点及其蛋白互作网络;在Metascape、KOBAS、David中获取GO和富集通路;运用Autodock4.2.6将预测成分及大黄附子中已知活性成分与Degree值排名前4核心靶点(PIK3CA、TP53、PIK3R1、MAPK)进行分子对接。结果:经筛选后,得到9个预测成分、27个核心靶点,20条GO富集条目和1条富集通路。核心靶点主要富集在与Hepatits B相关的PI3K-AKT、MAPK、P53等信号通路上。与其他3组数据相比,靶点TP53与有效成分结合均较良好。结论:有效成分与核心靶点结合均较为良好,体现了中药多成分、共作用的特性。DF可能通过抑制P53、MAPKs、活化PI3K-AKT,参与NF-κB等多条信号通路共同发挥药效,主要与抗氧化应激、抗炎及减少肾小管细胞凋亡有关。