基于生物信息学及分子对接技术探究红花化瘀汤治疗骨关节炎的分子作用机制

摘要

目的利用生物信息学及分子对接技术探究红花化瘀汤干预骨关节炎的相关分子机制研究。方法通过NCBI GEO数据库获取骨关节炎相关芯片,利用R语言进行差异基因表达分析。借助GeneCards数据库对骨关节炎靶基因进行检索与筛选,并与差异表达基因合并去重,对骨关节炎疾病靶基因进行预测。运用TCMSP数据库对红花化瘀汤主要有效成分及作用靶基因进行筛选和挖掘,构建药物与疾病映射靶基因的PPI网络,通过David数据库对关键靶基因进行GO生物过程及KEGG通路富集分析。最终将中药中主要有效成分与关联度较高的关键靶基因进行分子对接。结果共筛选出红花化瘀汤药物活性成分110个;与骨关节炎的共同靶点23个,核心靶点为IL-6、PTGS2、IL-1B、MMP2、VEGFA;GO分析结果得出,红花化瘀汤治疗骨关节炎的机制主要和缺氧、炎症反应、骨代谢、微循环等生物过程密切相关;根据KEGG富集分析显示类风湿性关节炎、肿瘤坏死因子信号通路、toll样受体信号通路等是红花化瘀汤治疗骨关节炎的主要信号通路;分子对接结果表明槲皮素、山柰酚、鼠尾草酚酮可靶向调节MMP2、PTGS2、PTGS2。结论研究证实红花化瘀汤通过控制炎症因子水平、促进软骨细胞死亡等多方面对骨关节炎发挥治疗作用,具有多靶点、多通路的特征;为基础研究与相关临床应用提供新的证据和思路。