基于网络药理学和生物信息学探究黄芪抗非小细胞肺癌的关键靶点和分子机制

摘要

目的 应用网络药理学和生物信息学方法预测和探讨黄芪抗非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer,NSCLC)的关键靶点和作用机制.方法 通过TCMSP数据库检索黄芪活性成分和靶点,利用GeneCards、DisGeNET和DigSee数据库获得NSCLC相关靶点并与药物作用靶点映射,使用Cytoscape软件构建"黄芪—活性成分—靶点—NSCLC"网络;采用String数据库和Cytoscape构建靶标蛋白互作网络,采用MCODE插件筛选功能聚类模块和关键基因,运用DAVID数据库和R软件将核心模块中基因进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,通过UALCAN和KM plotter数据库分析关键基因在NSCLC中的表达和对患者总生存率的影响.结果 从"黄芪—活性成分—靶点—NSCLC"网络中得到9个活性成分,44个靶标,3个功能聚类模块和关键基因.GO富集到涉及转录和凋亡调控、细胞对刺激的反应、一氧化氮生物合成、细胞增殖和蛋白质修饰等生物过程104个,11个细胞组分主要定位在细胞核、脂筏、胞浆、细胞外间隙、线粒体、染色体端粒区等,19个分子功能主要参与蛋白和酶结合、转录因子结合、增殖和凋亡相关激酶活性等;KEGG富集到癌症通路、P53信号通路、细胞周期、FoxO信号通路、黏着斑、PI3K-Akt信号通路、癌症中心碳代谢等48个通路.关键基因PARP1、GSTP1和ESR2在NSCLC中表达量均高于正常组织(P<0.05),相比低表达者,高表达者总体生存率较低,差异有统计学意义(P<0.05).结论 本研究初步揭示了黄芪抗NSCLC的分子机制,发现PARP1、GSTP1和ESR2有望作为关键靶点,体现了中药多成分、多靶点、多途径协同作用的特点,为黄芪抗肿瘤研究及临床应用提供理论依据.