基于网络药理学和生物信息学探讨培土生金方对慢性阻塞性肺疾病的作用机制

摘要

目的探讨培土生金方对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的潜在作用机制。方法本文采用网络药理学和生物信息学方法,首先,从TCMSP、TCMID、TCMDatabase@Taiwan、DrugBank等数据库结合文献报道,获取培土生金方的活性成分及对应的靶点信息,从CTD数据库获取COPD的治疗靶点。结果获取培土生金方的活性成分83个、潜在的候选靶点193个;接着,通过Cytoscape 3.7.0软件及其NetworkAnalysis插件和String在线分析平台,分别构建活性成分-作用靶点网络图和蛋白质相互作用网络图,整合两者网络拓扑分析的数据,筛选获得潜在的核心靶点77个,排名前10为AKT1、IL6、TP53、VEGFA、JUN、MAPK1、CASP3、TNF、ESR1、NOS3;然后,使用GO和KEGG对靶点进行基因功能和基因通路的注释,富集的信号通路主要涉及PI3K-Akt、MAPK、TNFα、HIF-1、NF-κB、小细胞肺癌和非小细胞肺癌等,其中富集了最多的靶点是PI3K-Akt和MAPK信号通路,分别是31个和28个;同时,借助生物信息学的方法,使用基因表达数据库(GEO)与COPD相关的基因芯片数据集,获得COPD患者与健康人之间的差异表达基因,与网络药理学预测的靶点信息相互验证和比对,得到COPD的潜在靶标。结论研究表明培土生金方的多个潜在活性成分,可能通过AKT1、IL6、VEGFA、MAPK1、TNF等多个核心靶点在PI3K-Akt、MAPK、TNFα、HIF-1、NF-κB等多个信号通路,起到对COPD的治疗作用,但仍需进一步的动物和细胞实验加以证实。