基于网络药理学探讨太子参、赤芍治疗糖尿病合并冠心病的作用机制

发布时间：2020-10-23 21:25

　　 目的应用网络药理学的研究方法挖掘太子参、赤芍治疗糖尿病合并冠心病的物质基础及其作用机制。方法通过中药系统药理学技术平台(TCMSP)数据库检索太子参、赤芍两味中药的化学活性成分,并进行靶点预测。通过TTD、DisGeNET、OMIM数据库分别检索糖尿病和冠心病的相关疾病靶点,将中药靶点与疾病靶点进行交集,筛选得到共同作用靶点。应用STRING平台构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络模型。使用Cytoscape软件对该网络进行拓扑学分析得到核心靶点,并对核心靶点进行GO-BP生物功能富集分析,应用DAVID平台对其进行KEGG通路分析。结果经数据库分析共筛选出6个太子参有效活性成分、25个赤芍有效活性成分和451个潜在作用靶点,与糖尿病合并冠心病共同作用靶点173个。通过对共有靶点的拓扑分析,筛选出49个核心靶点。GO-BP生物功能富集分析发现,太子参、赤芍可通过脂多糖的调节、活性氧物质的代谢过程、血液循环的调节、血管收缩的调节等过程,从而共同发挥治疗糖尿病合并冠心病的作用。KEGG通路富集分析发现,其可通过脂肪细胞因子信号通路、ErbB信号通路、间隙连接通路、焦点黏附通路、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路、血管内皮生长因子(VEGF)信号通路、促黄体生成素释放激素(GnRH)信号通路等代谢通路起到治疗作用。结论太子参与赤芍可通过多靶点、多通路治疗糖尿病合并冠心病。
【部分图文】：

将上述共同作用靶点导入String数据库得到PPI互作网络图,详见图2。图中共有173个相互作用节点、694条边。利用Cytoscape软件对网络中所有点的拓扑参数(度和介度中心度)进行分析,拓扑参数值大于中位数,即度≥6、介数中心度≥1.83×10-2,作为筛选核心关键靶点的条件,共筛选出49个核心靶点。包括血管内皮生长因子A(VEGFA)、转录激活因子-3 (STAT3)、过氧化物酶体增殖激活受体-γ(PPARG)、丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1)、类固醇受体辅激活因子(SRC)、维甲酸类受体α(RXRA)、1-磷酸鞘氨醇受体1(S1PR1)等。图2 共同作用靶点的PPI网络

共同作用靶点的PPI网络

利用Cytoscape软件的ClueGO插件对筛选出的49个核心靶点进行GO-BP生物学功能富集分析,可见多个生物学功能与糖尿病合并冠心病的发生发展关系密切,其主要富集于对脂多糖的反应(response to lipopolysaccharide)、活性氧物质代谢过程(reactive oxygen species metabolic process)、循环系统中的血管过程(vascular process in circulatory system)、肌肉细胞增殖(muscle cell proliferation)、血液循环调节(regulation of blood circulation)、ERK1和ERK2级联调节(regulation of ERK1 and ERK2 cascade)、血管收缩(vasoconstriction)、蛋白偶联受体信号通路、偶联环核苷酸第二信使(G-protein coupled receptor signaling pathway,coupled to cyclic nucleotide second messengerg)、平滑肌细胞增殖的调节(regulation of smooth muscle cell proliferation)以及血压调节(regulation of blood pressure)。详见图3。利用DAVID平台对筛选出的49个核心靶点进行KEGG通路分析,获得与核心靶点相关代谢通路38条,筛选出与糖尿病合并冠心病有关通路,结果表明太子参、赤芍可能主要通过脂肪细胞因子信号通路(adipocytokine signaling pathway)、ErbB 信号通路(ErbB signaling pathway)、间隙连接通路(gap junction)、焦点黏附通路(focal adhesion)、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路(PPAR signaling pathway)、血管内皮生长因子(VEGF)信号通路(VEGF signaling pathway)、促黄体生成素释放激素(GnRH)信号通路(GnRH signaling pathway)等发挥治疗作用,详见图4。并利用Cytoscape软件构建太子参与赤芍核心靶点-生物功能-信号通路网络,详见图5。
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