基于网络药理学和分子对接技术的三七总皂苷治疗糖尿病足作用机制分析

摘要

目的基于网络药理学与分子对接技术探讨三七总皂苷治疗糖尿病足的潜在靶点及作用机制。方法通过本草组鉴数据库、PharmMapper平台收集三七总皂苷主要活性成分及其相关靶点,在GeneCards数据库和比较毒理基因组学数据库收集糖尿病足相关靶点,获得药物与疾病的共同靶点。将共同靶点导入STRING平台,构建蛋白质相互作用(PPI)网络,经拓扑分析确定核心靶点。用R软件对共同靶点进行基因本体论(GO)和京都百科全书基因和基因组(KEGG)富集分析。采用Cytoscape软件绘制成分—靶点—通路网络,拓扑分析筛选PNS治疗糖尿病足的核心成分与核心靶点。采用AutoDock Vina软件对核心靶点和药物进行分子对接模拟,验证网络药理学预测的结果。结果PNS的主要入血活性成分为三七皂苷R1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rd、人参皂苷Re和人参皂苷Rg1。共筛选得到PNS和糖尿病足的共同靶点56个,涉及多个生物过程和多条通路,包括伤口修复、对脂多糖的反应、对氧化应激的反应、平滑肌细胞增殖的调节、细胞间黏附的调节、神经元死亡调节、上皮细胞迁移等过程和糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路、脂质与动脉粥样硬化、Toll样受体信号通路、PI3K-AKT信号通路、HIF-1信号通路等。PPI网络和成分—靶点—通路网络拓扑分析筛选出4个核心靶点丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、表皮生长因子受体(EGFR)和转化蛋白p21(HRAS),分子对接验证显示,4个靶点与PNS活性成分结合能均能稳定结合(结合能<-5 kcal/mol)。结论PNS活性成分通过靶向调控AKT1、MMP9、EGFR、HRAS等关键靶点,发挥促进上皮细胞增殖、调节炎症反应、抗氧化反应、促血管生成、抗神经元细胞死亡等作用,从而达到治疗糖尿病足的效果,其核心通路主要涉及糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路、脂质与动脉粥样硬化通路、PI3K-AKT信号通路、Toll样受体信号通路、MAPK信号通路、HIF-1信号通路、TNF信号通路等。