基于网络药理学探讨黄芪-熟地黄药对治疗骨质疏松症的作用机制

摘要

目的:基于网络药理学方法,探讨黄芪-熟地黄药对治疗骨质疏松症(osteoporosis,OP)的作用机制.方法:首先,借助中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)及UniProt数据库筛选黄芪-熟地黄药对的活性成分及作用靶点,利用Cytoscape 3.7.0软件构建并分析中药-活性成分-作用靶点网络.然后,通过GeneCards、OMIM和DisGeNET数据库筛选OP相关靶点,将两者相互映射后获得黄芪-熟地黄药对治疗OP的作用靶点,运用STRING数据库及Cytoscape 3.7.0软件建立并分析交集靶点蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,筛选核心靶点.最后,分别利用Funrich 3.1.3软件和David 6.8数据库对核心靶点进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析.结果:经筛选共得到黄芪-熟地黄药对活性成分19个,作用靶点117个,OP相关靶点3630个,中药-疾病交集靶点83个.经网络拓扑学分析后筛选出25个核心靶点,主要包括IL-6、JUN、VEGFA、TNF、TP53、MAPK1、MAPK8、IL-1β、EGF和PTGS2等.GO功能富集分析结果显示,核心靶点涉及到的生物过程主要包括影响类固醇受体通路、免疫反应和信号转导等;分子功能层面表明黄芪-熟地黄药对可能通过影响细胞因子、配体依赖性核受体和蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶等活性等分子途径发挥抗OP作用.细胞成分层面表明细胞外、核质等细胞组分可能与黄芪-熟地黄药对抗OP的机制有关.KEGG通路富集分析结果显示,核心靶点基因涉及到的信号通路主要与细胞增殖、分化,炎症和代谢相关通路有关.结论:黄芪-熟地黄药对治疗OP的作用机制呈多成分、多靶点和多通路的特性;可能通过影响机体成骨细胞和破骨细胞的增殖、分化,炎症反应和代谢等途径维持机体骨形成-骨吸收动态平衡,发挥抗OP的作用.