基于网络药理学及分子对接探讨黄连治疗2型糖尿病的作用机制

摘要

目的:通过网络药理学及分子对接探讨黄连治疗2型糖尿病的作用机制。方法:应用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP),设定药物口服生物利用度(OB)≥30%和药物相似性(DL)≥0.18筛选出黄连的活性化学成分,利用UniProt数据库和CTD数据库,检索出活性成分对应的作用靶点以及2型糖尿病的相关靶点;利用Cytoscape 3.6.1软件制作“黄连-活性成分-潜在靶点”可视化网络图,结合STRING数据库构建交集靶点的PPI网络图,对核心靶点进行GO功能富集和KEGG通路富集分析。另对核心靶基因与黄连的活性成分进行分子对接,验证活性成分与核心靶基因的结合能力。结果:①筛选出黄连的活性成分共有14种,治疗对应的2型糖尿病靶点189个,其中潜在靶点136个,包括核心靶点20个(degree≥12),有显著意义的信号通路137条。②基因本体(GO)功能富集分析显示,黄连在治疗2型糖尿病的预测靶点所参与的生物学过程(BP)方面涉及腺发育、上皮细胞增殖、DNA结合转录因子活性的调节、氧化应激及对脂多糖等多种细胞凋亡反应;在分子功能(MF)方面涉及DNA转录因子结合、酶结合、受体结合等反应;在细胞组成(CC)方面涉及酶调节复合物、囊腔、膜微区、膜区的构成。③“成分-靶点-通路”网络分析发现,黄连治疗2型糖尿病的主要潜在活性成分可能为槲皮素、氢化小檗碱、小檗碱等,其可作用于丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、肿瘤抗原p53(TP53)、转录因子AP-1(JUN)、肿瘤坏死因子(TNF)、白介素-6(IL-6)等核心靶点,从而对MAPK、糖基化终末产物(AGEs)-RAGE、PI3K-Akt、Toll样受体、HIF-1、TNF等信号通路进行调节,起到治疗2型糖尿病的作用。④分子对接结果显示,黄连的活性成分与上述核心靶点的分子对接亲和力均<-7 kcal/mol(1 kca/mol=4.186 kJ/mol),结合活性较好。结论:黄连可能通过调控糖脂代谢、调控炎症反应及细胞增殖与凋亡、促进氧化应激等多方面以发挥治疗2型糖尿病及其并发症的作用。