椎间盘丸治疗腰椎间盘退变的网络药理学和生物信息学研究

目的探讨椎间盘丸(zhuijianpan pill,ZJPW)治疗腰椎间盘退变的主要活性成分和分子机制。方法从TCMSP数据库获得ZJPW的主要活性成分及作用靶点,从GeneCards数据库、TTD数据库、OMIM数据库及GEO数据库筛选腰椎间盘退变的靶点。使用Cytoscape 3.9.1软件构建“药物-成分-靶点”网络,并对疾病靶点基因进行基因本体论(gene ontology,GO)功能和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopediaof genesand genome,KEGG)富集分析。通过构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络筛选出腰椎间盘退变的主要致病基因,并使用分子对接技术模拟药物活性成分与疾病靶点的相互作用。最后使用CIBERSORT工具进行免疫浸润分析。结果共得到ZJPW的活性成分233个,主要的活性成分包括槲皮素、山奈酚、汉黄芩素等。ZJPW的作用靶点共1283个,其中与腰椎间盘退变密切相关的靶点23个,这些靶点基因主要富集在PI3K-Akt信号通路及人乳头瘤病毒感染相关信号通路。通过PPI网络筛选出腰椎间盘退变的主要致病靶点为PTGS2、HIF1A、VEGFA、FN1和CAV1。分子对接模拟发现ZJPW的主要活性成分可以与这些腰椎间盘退变的主要致病靶点以较低的结合能结合。免疫浸润分析发现,HIF1A与NK细胞激活显著正相关。结论ZJPW的活性成分可能是通过PTGS2、HIF1A、VEGFA、FN1和CAV1调控PI3K-Akt信号通路,在腰椎间盘退变的不同阶段发挥作用,其中HIF1A/NK细胞轴可能是ZJPW抑制椎间盘退变的重要环节之一。