基于网络药理学分析仙茅苷治疗骨质疏松症的潜在靶点
发布时间：2021-09-02 14:54
目的:借助网络药理学手段分析仙茅苷治疗骨质疏松症（OP）的潜在靶点及相关作用机制。方法:从基因表达数据库（GEO）下载GSE85871的微阵列数据集,预测仙茅苷的治疗靶点,同时从疾病相关基因公共数据库检索已知OP的致病基因,利用STRING及Cytoscape软件构建了映射关键靶点的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络,利用DAVID进行KEGG通路和GO富集分析以阐明其可能的作用机制。结果:本研究利用R语言筛选出107个仙茅苷潜在治疗靶点,通过疾病相关基因数据库检索出691个OP致病靶点,借助Cytoscape构建PPI网络,筛选出仙茅苷治疗OP的26个关键靶点。KEGG通路和GO富集分析结果显示,仙茅苷治疗OP的关键靶点主要富集的生物学进程为肾脏发育、单核细胞分化和上皮细胞增殖;信号通路主要富集在MAPK信号通路、TGF-β信号通路等。结论:基于网络药理学方法分析,仙茅苷可能通过MAPK信号通路和TGF-β信号通路治疗OP。
【文章来源】：山东中医杂志. 2020,39(08)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
基于GSE85871芯片仙茅苷作用靶点的聚类图和火山图
通过6个国际公认的检索疾病相关基因数据库，获得已知的OP相关致病基因。其中，GAD、TTD、OMIM、DrugBank、PharmGKB和DisGeNET分别检索到275个、27个、94个、48个、5个和426个靶点，去除重复项，共纳入691个与OP发生发展相关的已知靶点。2.3 PPI网络构建
在本研究中，仙茅苷的潜在靶点与OP、糖尿病、中风、胰腺炎、心肌梗死、前列腺癌和乳腺癌共7种疾病有关[19]。骨髓间充质干细胞产生成骨细胞和脂肪细胞，脂肪因子控制能量稳态，但对骨骼也有作用[19]。慢性胰腺炎患者可能因维生素D和钙吸收不良、饮食不良、疼痛、酗酒和吸烟而增加低骨密度的风险[20]，在一定程度上印证了“异病同治”的中医理论。通过对仙茅苷治疗OP的关键靶点进行富集分析，KEGG结果显示，MAPK和TGF-β可能为其重要通路。众多研究结果显示，MAPK通路与OP的发生发展关系密切。p38 MAPKs可被生长因子和细胞因子激活，其中骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMPs）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL）等在骨发育和重建中起重要作用[21-24]。p38MAPKs在MSC成骨细胞的承诺和成熟以及增殖过程中起着重要的作用[25-26]，在成骨细胞系中，p38MAPKs通过抑制NF-κB通路和磷酸化Runx2[25,27]促进MSC的成骨分化和成骨细胞的成熟。此外，在PRX1标记的间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）中，p38 MAPKs可能调节骨保护素（osteopro鄄tegerin,OPG）的表达，而OPG能够在生理和病理条件下调节骨量的积累[28]。此外，雌激素还可激活p38MAPKs，调控OPG的表达，调节破骨细胞的分化和骨吸收。RANKL通过Rack1、Tak1和MKK 3/6激活p38 MAPK[29-30]。TK1和MKK 3/6在破骨细胞的增殖、分化和存活中起着积极的作用[31-34]。基于siRNA或抑制剂的研究表明，p38 MAPKs在RANKL诱导的破骨细胞分化过程中也起着积极作用。以高表达肿瘤坏死因子α的转基因小鼠细胞系为实验对象，多项研究表明p38 MAPKs通过控制IL-1的表达和破骨细胞的分化而参与炎症所致的骨丢失[35-37]。另外，许多研究发现，转化生长因子超家族催化的酶与OP的发生关系密切。TGF-β是转化生长因子超家族成员之一，富含于骨，被认为是骨形成和骨吸收的重要调节因子[38],TGF-β受体是丝氨酸/苏氨酸激酶受体，其信号传递可能通过Smad信号通路进行。TGF-β主要通过促进细胞分裂、成骨细胞和基质的产生以及Ⅰ型胶原合成[39]来增强骨损伤后的修复能力。TGF-β的增殖作用通过BMP的表达，增加间充质细胞、软骨细胞和成骨细胞的数量，为骨组织再生和修复提供更多的靶细胞[39]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]原发性骨质疏松症诊治指南（2011年）[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志. 2011(01)
本文编号：3379213
【文章来源】：山东中医杂志. 2020,39(08)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
基于GSE85871芯片仙茅苷作用靶点的聚类图和火山图
通过6个国际公认的检索疾病相关基因数据库，获得已知的OP相关致病基因。其中，GAD、TTD、OMIM、DrugBank、PharmGKB和DisGeNET分别检索到275个、27个、94个、48个、5个和426个靶点，去除重复项，共纳入691个与OP发生发展相关的已知靶点。2.3 PPI网络构建
在本研究中，仙茅苷的潜在靶点与OP、糖尿病、中风、胰腺炎、心肌梗死、前列腺癌和乳腺癌共7种疾病有关[19]。骨髓间充质干细胞产生成骨细胞和脂肪细胞，脂肪因子控制能量稳态，但对骨骼也有作用[19]。慢性胰腺炎患者可能因维生素D和钙吸收不良、饮食不良、疼痛、酗酒和吸烟而增加低骨密度的风险[20]，在一定程度上印证了“异病同治”的中医理论。通过对仙茅苷治疗OP的关键靶点进行富集分析，KEGG结果显示，MAPK和TGF-β可能为其重要通路。众多研究结果显示，MAPK通路与OP的发生发展关系密切。p38 MAPKs可被生长因子和细胞因子激活，其中骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMPs）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL）等在骨发育和重建中起重要作用[21-24]。p38MAPKs在MSC成骨细胞的承诺和成熟以及增殖过程中起着重要的作用[25-26]，在成骨细胞系中，p38MAPKs通过抑制NF-κB通路和磷酸化Runx2[25,27]促进MSC的成骨分化和成骨细胞的成熟。此外，在PRX1标记的间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）中，p38 MAPKs可能调节骨保护素（osteopro鄄tegerin,OPG）的表达，而OPG能够在生理和病理条件下调节骨量的积累[28]。此外，雌激素还可激活p38MAPKs，调控OPG的表达，调节破骨细胞的分化和骨吸收。RANKL通过Rack1、Tak1和MKK 3/6激活p38 MAPK[29-30]。TK1和MKK 3/6在破骨细胞的增殖、分化和存活中起着积极的作用[31-34]。基于siRNA或抑制剂的研究表明，p38 MAPKs在RANKL诱导的破骨细胞分化过程中也起着积极作用。以高表达肿瘤坏死因子α的转基因小鼠细胞系为实验对象，多项研究表明p38 MAPKs通过控制IL-1的表达和破骨细胞的分化而参与炎症所致的骨丢失[35-37]。另外，许多研究发现，转化生长因子超家族催化的酶与OP的发生关系密切。TGF-β是转化生长因子超家族成员之一，富含于骨，被认为是骨形成和骨吸收的重要调节因子[38],TGF-β受体是丝氨酸/苏氨酸激酶受体，其信号传递可能通过Smad信号通路进行。TGF-β主要通过促进细胞分裂、成骨细胞和基质的产生以及Ⅰ型胶原合成[39]来增强骨损伤后的修复能力。TGF-β的增殖作用通过BMP的表达，增加间充质细胞、软骨细胞和成骨细胞的数量，为骨组织再生和修复提供更多的靶细胞[39]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]原发性骨质疏松症诊治指南（2011年）[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志. 2011(01)
本文编号：3379213
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zhongyaolw/3379213.html
