基于网络药理学和分子对接探讨香加皮防治牙周炎的作用机制

摘要

目的 运用网络药理学方法及分子对接技术探究香加皮治疗牙周炎的有效成分和作用靶点及其作用机制。方法 采用中药系统药理学数据库(TCMSP)、中医药百科全书(ETCM)和中药分子机制的生物信息学分析工具(BATMAN-TCM)检索筛选香加皮有效作用成分及靶点,并通过Swiss Target Prediction数据库检索预测成分的作用靶点。应用人类基因信息数据库(GeneCards)和DisGeNET数据库获取牙周炎相关靶点,将药物与疾病靶点进行韦恩分析获得共同靶点。利用Cytoscape 3.8.2软件构建“成分-靶点”网络,基因相互作用数据库(STRING)构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并进行关键基因筛选以及MCODE聚类分析,利用DAVID数据库进行基因本体(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)富集分析,通过Cytoscape 3.8.2软件构建香加皮“药物-成分-靶点-通路”网络,利用分子对接技术验证药物成分与靶点蛋白对接情况。结果 筛选得到香加皮有效成分17个,药物成分靶点440个,牙周炎疾病相关靶点2700个,韦恩分析得到175个香加皮治疗牙周炎的潜在靶点。PPI网络分析得到肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素6(IL6)、丝裂原活化蛋白激酶3(MAPK3)、信号转导与转录激活因子3(STAT3)、转录因子Ap-1(JUN)、胱天蛋白酶3(CASP3)、低氧诱导因子1α(HIF1A)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、前列腺素内过氧化物合成酶2(PTGS2)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(MTOR)等核心靶点以及3个核心网络,富集分析得到的主要通路为TNF、凋亡以及白细胞介素-17(IL-17)信号通路等。分子对接结果表明筛选得到的十个核心靶点与对应的药物有效成分均有较好的结合能力。结论本研究通过网络药理学分析初步探究了香加皮治疗牙周炎的有效成分、相关靶点以及作用机制,表明香加皮在治疗牙周炎中具有多成分、多靶点、多通路的协同作用,为后续药物开发研究提供一定的理论依据。