基于网络药理学和分子对接技术探讨复方一枝蒿颗粒治疗新型冠状病毒感染的作用机制

摘要

目的:探究复方一枝蒿颗粒治疗新型冠状病毒感染(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)的分子生物学机制。方法:利用中药系统药理学数据库与分析平台、中医药百科全书数据库及Pub Chem Compound数据库对复方一枝蒿颗粒的有效活性成分进行筛选,通过基因组注释数据库平台、Drugbank、Therapeutic Target Database数据库预测COVID-19相关疾病靶点,同时应用GEO数据库鉴定与COVID-19相关的差异表达基因。取药物活性成分靶点、疾病靶点和差异表达基因的交集,利用R语言进行基因本体论(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析,采用String数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用调控网络,使用Cytoscape软件构建药物-活性成分-关键靶点调控网络。此外,基于上述研究结果进行分子对接分析。结果:复方一枝蒿颗粒作用于COVID-19的有效活性成分有52个,靶标基因585个,涉及1090个疾病靶点和5882个差异表达基因,其中交集靶点基因有30个。GO和KEGG分析结果显示,关键靶点基因主要集中在膜筏、膜微区、细胞质囊泡腔等细胞成分中,通过正调节细胞因子产生、正调控白细胞介素-8(Interleukin-8,IL-8)生成、正调控单核细胞迁移等生物过程发挥蛋白酶结合、细胞因子受体结合、泛素蛋白连接酶结合等分子功能;其主要富集于缺氧诱导因子(Hypoxia Inducible Factor,HIF)-1信号通路、核因子-κB(NF-κB)信号通路及爱泼期坦-巴尔病毒感染等多重信号通路。分子对接显示,活性成分钩大青酮、甜橙黄酮与重要基因布鲁顿酪氨酸激酶(Bruton Tyrosine Kinase,BTK)、多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1[Poly(ADP-Ribose)Polymerase 1,PARP1]结合较好。结论:复方一枝蒿颗粒通过多成分、多通路、多靶点发挥抗COVID-19的作用,为进一步深入研究该复方治疗COVID-19的药效基础和分子机制提供了理论依据。