基于网络药理学和分子对接技术探讨柴胡-黄芩药对治疗癌性发热的作用机制

摘要

目的基于网络药理学和分子对接技术探讨柴胡-黄芩药对治疗癌性发热的作用机制。方法利用中药系统药理学数据库与分析平台搜索柴胡、黄芩的活性化学成分及其作用靶点,并应用GeneCards数据库、OMIM数据库、TTD数据库获得癌性发热相关靶点。对柴胡、黄芩活性化学成分相关靶点与癌性发热相关靶点进行取交集;针对交集靶点,利用STRING 11.0数据库及CytoScape 3.7.2软件建立蛋白质-蛋白质相互作用网络及推测网络中的潜在蛋白质功能模块,并基于Metascape平台进行基因本体论(GO)功能富集分析与京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。利用CytoScape 3.7.2软件建立药物成分-交集靶点-通路网络图,并根据拓扑参数推断柴胡-黄芩药对治疗癌性发热的核心活性化学成分、核心靶点、核心通路;利用AutoDock1.5.6软件对上述核心活性化学成分和核心靶点进行分子对接。结果(1)共得到柴胡-黄芩药对的42个活性化学成分和178个作用靶点,癌性发热相关靶点1562个,交集靶点98个,2个潜在蛋白质功能模块。(2)GO功能富集分析提示交集靶点主要涉及对脂多糖、细菌和脂质的应答,以及对凋亡信号通路、血管形态形成等的调控。KEGG通路富集分析提示交集靶点主要涉及癌症相关通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、白细胞介素(IL)-17信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路和肝炎通路等。(3)柴胡的檞皮素、山奈酚和异鼠李素,以及黄芩的汉黄芩素和黄芩素为柴胡-黄芩治疗癌性发热的核心活性化学成分;前列腺素内过氧化物合成酶(PTGS)2、PTGS1、丝氨酸蛋白酶1(PRSS1)、Caspase-3、蛋白激酶Bα(AKT1)为治疗癌性发热的核心靶点;柴胡-黄芩药对主要通过癌症相关通路治疗癌性发热,同时也涉及肝炎通路、MAPK通路、TNF通路和IL-17通路。(4)分子对接技术结果显示,PRSS1、AKT1与檞皮素,AKT1与山奈酚,PTGS1与黄芩素,Caspase-3、PTGS1与异鼠李素的对接结合能均<-5,提示筛选出的核心活性化学成分与核心靶点具有较好的结合活性。结论柴胡-黄芩药对中的檞皮素、山奈酚、异鼠李素、黄芩素和汉黄芩素能够抑制PTGS2、PTGS1、PRSS1、AKT1、Caspase-3基因的表达从而减少前列腺素合成、抑制肿瘤增殖,并通过抑制癌症相关通路、MAPK通路、TNF通路、IL-17通路的激活,从而减少IL-1、IL-6、TNF-α等致热细胞因子的释放。柴胡-黄芩药对同时发挥抗肿瘤和抗炎解热两方面作用,从而达到治疗癌性发热的目的。