关键词:
扩张型心肌病
苦丁茶
生物信息学
网络药理学
分子对接
作用机制
摘要:
目的基于生物信息学、网络药理学和分子对接方法探讨苦丁茶治疗扩张型心肌病(DCM)的作用机制。方法通过中药系统药理学数据库与分析平台、PubChem、SwissTargetPrediction、UniProt等数据库筛选苦丁茶的活性化学成分及其作用靶点。通过GeneCards®数据库、OMIM®数据库和DisGeNET数据库获取DCM相关靶点。将上述靶点取交集,采用STRING数据库和Cytoscape软件构建交集靶点的蛋白⁃蛋白相互作用(PPI)网络,筛选核心靶点。利用Cytoscape软件构建成分⁃靶点网络图,筛选关键活性成分。通过R语言软件对交集靶点进行基因本体论(GO)功能富集分析及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。利用GEO数据库的在线工具GEO_(2)R分别对3个微阵列数据集GSE1145、GSE42955和GSE5406进行分析,筛选差异表达基因,针对差异表达基因与核心靶点基因中的共有基因,通过R语言软件绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析其预测效能。针对关键活性成分及核心靶点进行分子对接验证。结果共筛选出苦丁茶活性化学成分9个及其作用靶点369个,DCM相关靶点1597个,两者交集靶点105个。苦丁茶治疗DCM的关键活性成分包括槲皮素、山柰酚、β⁃谷甾醇、坡模酸等,核心靶点包括丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1)、原癌基因酪氨酸蛋白激酶(SRC)、肿瘤坏死因子(TNF)、Jun原癌基因,AP⁃1转录因子亚基(JUN)等。交集靶点涉及伤口愈合、上皮细胞增殖、生殖系统发育、对氧化应激的反应等生物过程,膜微域膜筏、膜筏、质膜的外侧、黏着斑等细胞组分,信号受体激活剂活性、受体配体活性、蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性及细胞因子受体结合等分子功能,以及脂质和动脉粥样硬化、PI3K/AKT信号通路、AGE/RAGE信号通路等信号通路。AKT1、SRC、TNF、HSP90AA1和JUN在GSE1145、GSE42955、GSE55406三个GEO数据集中存在差异表达,且诊断DCM的效能较高。分子对接结果显示,苦丁茶的关键主要活性成分与核心靶点有较高的结合活性。结论苦丁茶的主要活性成分槲皮素、山柰酚、β⁃谷甾醇、坡模酸等主要通过作用于AKT1、SRC、TNF、HSP90AA1和JUN等核心靶点,参与调控膜微域膜筏、膜筏、质膜的外侧、黏着斑等细胞组分,信号受体激活剂活性、受体配体活性、细胞因子受体结合、蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性等分子功能,上皮细胞增殖、对氧化应激的反应等生物过程,以及脂质和动脉粥样硬化、PI3K/AKT信号通路、AGE/RAGE信号通路等信号通路,从而发挥治疗DCM的作用。