基于网络药理学探讨鸡血藤抗肝癌作用机制.pdf
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1、中文科技期刊数据库(全文版)医药卫生 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:莫小妙(2002),女,壮族,广西河池人,药学本科在读,主要研究方向为网络药理学。罗家惠(1986),女,通讯作者,汉族,广西北流人,医学硕士/主管药师,研究方向为生理学、病理生理学、肿瘤药理学。-75-基于网络药理学探讨鸡血藤抗肝癌作用机制 莫小妙 唐文怡 梁伊诺 邹嘉维 罗家惠(通讯作者)广西医科大学玉林校区,广西 玉林 537000 摘要:摘要:本篇的研究旨在探讨以网络药理学的视角来理解鸡血藤中关键化学物质针对肝脏癌症的关键分子及其生物效应的过程。首先从 TCMSP 数据集中提取有关该植物的重要活
2、性和目标蛋白质的信息,再使用 UniPort 库收集特定蛋白质所关联的目标基因。在 Gene cards 数据库、Drug bank 数据库和 OMIM 数据库获取肝癌的对应靶点;根据 String 平台上的“中药-疾病”确定重要相互连接节点(PPI)后用 CytoScape 软件创建“中药-化合物-靶基因-疾病”可视化的多层次模型。再结合 Metascape data base 对所有已识别出的“医药-病人联合体”的核心位置做 GO function annotation and KEGG enrichment analysis 工作。共获得鸡血藤 24 个活性化合物及 134 个潜在靶点,
3、获得肝癌相关度靶点 1614 个,得到中药-疾病共同靶点 70 个,其中主要作用于 TP53、STAT3、AKT1、TNF、JUN 等多个靶标。药物疾病共同靶点分别富集在 24 个 GO 基因功能与前 20 条 KEGG 信号通路。鸡血藤可能通过调糖尿病并发症中的 AGE-RAGE、PI3K-AKT、HIF-1、Fox0、NF-kB 等信号通路对肝癌发挥作用。关键词:关键词:肝癌;癌症;鸡血藤;网络药理学 中图分类号:中图分类号:R285 肝癌是全球第六大常见癌症和第四大致死原因1。在中国,肝癌的病例数正在逐年增加,是生命安全的严重威胁。中医药在治疗肝癌上具有独特优势,能够阻止肿瘤扩散,降低手
4、术副作用,增强身体免疫力,从而改善病人的症状2。中医将肝癌划分为“黄痘”、“肝积”、“肋痛”等范畴,辨证分为肝郁脾虚、肝胆湿热、肝热血瘀和肝肾阴虚等证候,不同证候选取药 物 不 同。鸡 血 藤 是 豆 科 水 生 植 物 密 花 豆(spatholobus suberectus dunn)的干燥茎部3,主要分布在广东、广西等地,具有苦涩且甘甜的味道,温性,功效有活化血液、调节月经以及止痛、舒缓筋骨。网络药理学是一种跨领域的研究方式,结合多种科学手段,如利用大量的信息来揭示新颖的药物目标及分子机理,其中包含了计算机算法(例如图形理论、统计学、数据挖掘、模型建立与信息视觉)和实验室试验(诸如高通量
5、组学技术、生物学和药理学的实验操作等)。在中医现代化的过程中,部分学者运用网络药物学的方法探究中药的基本特性,并展示出其具有多路径、多目标和众多成分的多维度综合效果4。此项研究利用网络药物学的技巧和策略,深入探讨鸡血藤对肝脏癌症的影响因素、关键靶标及可能的作用原理,从而为其作为治疗癌症的补充药物的研究提供了理论支持。1 材料与方法 1.1 鸡血藤有效活性化合物及靶点筛选 使用 Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology(TCMSP)进行关于鸡血藤中草药的研究,设定 OB30%和 DL0.18 为筛选标准,从中提取具有活性的药物成分及其对应
6、的目标蛋白质。使用 Uniport数据库,按照 reviewed 和 human 标准获取人类蛋白质基因数据库信息,借助 Excel 中的 VLOOKUP 功能完成目标蛋白质与目标基因之间的配对。1.2 鸡血藤“有效活性化合物-靶基因”网络的构建 将鸡血藤有效活性化合物及其对应的靶基因导入 Cytoscape 3.9.0 软件,构建“中药-化合物-靶基因”可视化网络图,利用“Network Analyzer”功能进行拓扑分析,筛选鸡血藤的关键活性化合物。1.3 肝癌疾病靶点的筛选及药物-疾病共同靶点 PPI 网络构建 在 Genecards、OMIM 和 Drugbank 以肝癌作为关键词搜索
7、“liver cancer”,收集关于肝癌的病理学相关目标,筛选,找出和肝癌有高度联系的目标。运用 R中文科技期刊数据库(全文版)医药卫生-76-语言中的 Venn Diagram 工具确定药物和疾病的相同靶点,将中草药及其对应疾病共通靶点放入 STRING 进行蛋白质相互作用(PPI)的研究,从而构建出 PPI 网络结构。1.4 中草药成分与目标基因和病症之间的关联图谱的创建 将鸡 血 藤有 效 活性 以 及 疾病 共 同靶 点 导入 Cytoscape 3.9.0 软件,构建“中药-化合物-靶基因-疾病”可视化网络图,利用软件“Network Analyzer”功能对网络进行拓扑分析,筛选
8、鸡血藤治疗肝癌的药物疾病共同靶点。1.5 go 基因功能的阐释以及 KEGG 通路的集聚分析 利用 Metascape 数据库对药物与疾病的共同靶点基因进行基因功能解释及 KEGG 富集分析,并使用 R 语言对其数据进行可视化呈现。2 结果 2.1 鸡血藤有效活性化合物及靶点 经过对鸡血藤的有效成分的筛查,总共找到24个。在匹配目标基因并重复后,共确定 134 个可能具备鸡血藤功效的靶点。代表性活性化合物见图 1。图 1 鸡血藤有效活性成分 2.2 鸡血藤“有效活性化合物-靶基因”网络图 将筛选出的 24 种有活性的化学物质以及 134 种目标基因输入到 Cytoscape 软件,构建鸡血藤“
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