关键词:
生物信息学
网络药理学
薯蓣皂苷
阿尔茨海默病
新型冠状病毒肺炎
摘要:
目的:基于生物信息学、网络药理学及分子对接技术探究薯蓣皂苷治疗阿尔茨海默病(alzheimer disease,AD)和新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)的靶点。方法:利用生物信息学对AD和COVID-19的共有的差异表达基因(differential expression gene,DEGs)进行富集分析。接着,通过转录因子(transcription Factor,TF)调控网络分析,并利用Cytoscape使其网络可视化,进一步通过DGIdb数据库预测能同时治疗AD和COVID-19的药物,与CTD数据库中AD、COVID-19相关治疗药物进行韦恩图分析,确定薯蓣皂苷作为治疗AD、COVID-19的潜在药物。使用SEA、SuperPred、SwissTargetPrediction、TCMSP对薯蓣皂苷进行靶点预测,并将其分别与AD、COVID-19的DEGs进行韦恩图交集分析,确定薯蓣皂苷治疗AD、COVID-19的靶点,对其进行基因本体论(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,并构建这些药物靶点的蛋白相互作用(Protein Protein Interaction,PPI)网络,筛选出关联度最高的核心靶点。利用分子对接分析薯蓣皂苷与这些核心靶点的结合情况。结果:通过富集和聚类分析,发现AD、COVID-19共有DEGs所富集的生物过程、通路、疾病均与炎症和免疫调节相关。利用这些共有DEGs与Trust数据库构建了AD和COVID-19 TFs调控网络。通过网络药理学预测到薯蓣皂苷是治疗AD和COVID-19的潜在药物,并揭示了薯蓣皂苷治疗AD的36个靶点和27个治疗COVID-19的靶点。用CytohHubba计算得分,分别选取各自关联度最高的6个的核心靶点与薯蓣皂苷进行分子对接。结论:本研究首次揭示了AD和COVID-19共有TFs调控网络,预测并验证了薯蓣皂苷是治疗AD和COVID-19的潜在药物。且通过分子对接确定了薯蓣皂苷与治疗AD和COVID-19的核心药理靶点的结合情况,为开辟临床治疗AD和COVID-19新的途径提供了理论依据。