基于网络药理学的牛膝防治骨质疏松潜在分子机制研究

摘要

目的通过网络药理学方法探讨牛膝防治骨质疏松(Osteoporosis)潜在的分子生物学机制。方法从文献资料及中药系统药理学分析平台(TCMSP)获取牛膝相关活性成分及靶点;通过Therapeutic Target Database、DrugBank以及DisGeNET数据库查找与Osteoporosis相关的靶点,并将牛膝及Osteoporosis靶点通过基因标准化后进行映射;利用STRING数据库筛选核心靶点,通过Cytoscape软件进行靶蛋白之间可视化分析;利用DAVID数据库对核心靶点蛋白进行GO及KEGG通路富集分析,并构建牛膝-成分-靶点-信号通路多维网络。结果共得到牛膝21个活性成分,主要成分有β-蜕皮甾酮、黄连碱、小檗碱、β-谷甾醇、黄连素、黄芩苷等;211个牛膝相关靶点,主要包括SELE、VCAM1、ICAM1、ESR1、AR、IL6、IL1B、MYC等;485个Osteoporosis相关靶点,主要包括VDR、ESR1、AR、PGR、CALCR、SOST、SHBG等。映射结果通过STRING筛选出TNF、ESR1、AR、IL6、IL1B等共35个核心靶点。GO注释分析筛选出280个生物学过程,包括对雌二醇的反应、血管内皮生长因子产生的正调控、细胞增殖的正调控、一氧化氮生物合成过程的正调控、血管生成等过程;20个细胞组分主要涉及线粒体、细胞器膜、蛋白质复合物等;50个分子功能主要包括蛋白质结合、维生素D24羟化酶活性、雌激素受体活性、血红素结合、铁离子结合等。KEGG富集分析结果有87条信号通路,主要涉及破骨细胞分化、NF-κB信号通路、MAPK信号通路、雌激素信号通路、肌萎缩侧索硬化(ALS)、造血细胞系等。结论牛膝是通过多成分、多靶点、多途径相互作用,从而达到防治骨质疏松的目的。