基于锦灯笼对白血病作用机制的网络药理学和分子对接技术的生物信息学分析

摘要

目的:基于网络药理学探讨锦灯笼(PCF)在白血病发生发展过程的作用,阐明其生物活性成分主要作用靶点和信号通路相关机制。方法:利用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库以“锦灯笼”为关键词检索其生物活性成分及对应的潜在靶点,并采用蛋白质数据库(PDB)和小分子药物靶点预测在线平台(Swiss Target Prediction)网站对其潜在靶点进行评估预测。采用GeneCards、OMIM和DrugBank数据库以“Leukemia”为关键词对相关靶点进行检索。利用Draw Veen Diagram在线软件将PCF生物活性成分靶点与白血病靶点交集,得到的交集靶点即为PCF作用于白血病的靶点;利用基因/蛋白相互作用检索搜查工具(STRING)数据库获取交集靶点蛋白的蛋白-蛋白互作(PPI)网络信息并进行可视化处理;采用注释可视化和集成发现数据库(DAVID)对交集基因进行基因本体(GO)生物功能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,并利用Cytoscape 3.7.2软件对PPI网络进行拓扑分析筛选核心靶点和核心活性成分,采用AutoDock和PyMol软件进行分子对接验证。结果:对TCMSP数据库检索结果进行筛选后得到6个PCF活性成分,收集PCF与白血病的共同靶点29个。GO富集分析主要涉及造血或淋巴器官的发育、蛋白代谢调控和细胞凋亡等生物进程;KEGG信号通路富集分析主要包括癌症通路、肿瘤坏死因子(TNF)和T细胞受体(TCR)等信号通路。拓扑网络分析得到蛋白激酶B1(AKT1)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(Caspase-3)等10个核心靶点,结合KEGG信号通路筛选出核心活性成分谷甾醇和禾本甾醇。分子对接,PCF活性成分谷甾醇与原癌基因JUN及禾本甾醇与AKT1和Caspase-3对接能均<-6.0 kcal·mol-1,表明对接较好。结论:PCF的主要活性成分谷甾醇和禾本甾醇可能通过调控JUN、AKT1和Caspase-3等基因参与癌症通路和TCR等信号通路,进而影响白血病的发生发展。