Page 42 - 南京医科大学学报自然科学版
P. 42

第42卷第1期
               · 36  ·                           南 京    医 科 大 学 学         报                        2022年1月


                  骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种以骨量及                 的潜在作用机制。
              骨组织微结构异常为特征的代谢性骨疾病,好发于
              中老年人群以及绝经后妇女,可导致骨脆性增加,                            1 资料和方法
              显著提高骨折的风险          [1-2] 。近年来,随着社会老龄化             1.1  资料
              问题的加重,骨质疏松及其并发症的发病率和死亡                                 通过检索中药系统药理学数据库和分析平台
              率不断提高,进一步加重了社会经济负担,严重影                            (Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology
                        [3]
              响人类健康 。                                           Database and Analysis Platform,TCMSP) ,以口服
                                                                                                    [15]
                  目前针对 OP 的防治药物主要包括骨吸收抑制                        生物利用度(oral bio⁃availability,OB)≥30%、药物相
              剂、骨形成促进剂以及骨矿化物,如双磷酸盐类、降                           似度(drug⁃likeness,DL)≥0.18  [16] 为指标筛选续断活
              钙素、甲状旁腺素等,但这些药物只能改善患者临                            性成分。同时采用 TCMSP 靶点预测模型对相关活
              床症状、延缓病情,并不能从根本上改善骨代谢情                            性成分作用靶点。再将靶点在 Uniprot 数据库                 [17] 中
              况,亦不能恢复成骨与破骨进程的动态平衡,并且                            进行搜索,选择物种设置为人,对搜集筛选得到的
              存在一定的不良反应          [3-5] 。                        靶点蛋白或基因信息进行校正,获得靶点标准的
                  作为我国传统医学的主要治疗方法,中医根据                          Uniprot名称,将续断每种活性成分的靶点集与疾病
              临床症状和体征将骨质疏松归属于“骨痿”“骨枯”                           靶点集进行映射取交集,得到续断抗 OP 的有效成
             “骨痹”等范畴,其病因主要概括为肾精不足、脾胃                            分。
                                      [6]
              虚弱、肝失条达和瘀血阻络 。与西医疗法相比,中                           1.2  方法
              医治疗有单味中药疗法、复方制剂疗法、针灸疗法                            1.2.1  OP相关靶基因的获取以及中药⁃疾病调控网
              等,具有不良反应小,疗效显著的优势,可为 OP 的                         络的构建
              防治提供新的方向         [7-8] 。续断,又名川断、川续断,为                  在疾病相关数据库(GeneCards数据库            [18] 和Dis⁃
                                                                             [19]
              川续断科植物川续断的干燥根,因能“续折接骨”而                           GeNET 数据库 )中分别以“Osteoporosis”为关键词
              得名。性微温,味苦、辛,归肝、肾经。具有补肝肾、                          检索与OP相关的靶基因,获得的基因集作为疾病靶
              强筋骨、续折伤、止崩漏的功效,临床上常用于肝肾                           点,并将其与续断作用靶点在软件(http://bioinfor⁃
              不足、腰膝酸软、风湿痹痛、跌扑损伤、筋伤骨折、崩                          matics.psb.ugent.be/webtools/Venn/)中取交集后获得
              漏、胎漏等疾病 。已有研究证实,续断可通过多种                           续断⁃OP 疾病交集靶点。最后利用 Cytoscape 软件
                           [9]
              信号途径参与骨形成与骨代谢过程                [4,10-11] ,其活性成    构建“续断活性成分⁃靶蛋白⁃疾病”交互网络。选
              分皂苷可诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞                             取节点度(Degree)大于中位数 4 倍的靶蛋白,并进
              方向分化从而能促进成骨细胞分化和矿化,因此有                            行数据可视化处理,得到中药⁃成分⁃疾病⁃靶标调
              望用于OP的治疗。                                         控网络。
                  与化学药物的药理特征通常为单一成分相比,                          1.2.2  GO富集分析与KEGG通路分析
              中药尤其是复方制剂具有多成分、多靶点的特点                      [12] ,      通过 Enrichr 在线工具    [20] 进行交集靶点的基因
              其作用机制也更为复杂。然而近年来生物信息学、                            本体论(GO)分析以及KEGG通路富集分析,并对具
              系统生物学以及多重药理学的发展,使明确中医药                            有统计学意义(P < 0.05)的结果进行可视化处理。
              发挥疗效的分子机制以及基于复杂的生物系统探                             1.2.3 中药⁃疾病靶标蛋白互作用网络的构建与核心
              索中草药配方成为可能            [13] 。网络药理学是融合多                  利用STRING在线软件       [21] 将所得14个基因交集
              学科理论发展形成的一种新方法,它是在现代药理                            靶点输入软件,筛选条件为种属选择人,最小互作
              学研究的基础上提出的一种新的药物设计与开发                             分数值为 0.4,构建续断治疗 OP 的基因 PPI 网络。
              方法和策略。网络药理学促进了医学研究从之前的                            利用Cytoscape软件中的插件 Cytohubba,根据MCC、
             “单一靶点、单一药物”向“多靶点、多药物”这一新模                          Degree、Betweenness等参数进行分析,对得分前3位
              式的转变,为新药开发提供了新途径和新策略                      [14] 。  的基因取交集,确认网络中的核心靶点。
              本研究基于网络药理学的方法,分析续断的有效活                            1.2.4  分子对接实验
              性成分、作用靶点及其可能的作用机制,同时通过                                 根据靶点预测结果,通过PDB数据库                [22] 找到核
              网络分析的方法进一步预测续断抗 OP 的靶点,并                          心靶点蛋白的 PDB⁃ID,使用 PyMOL 软件删除水分

              对相关靶点进行通路富集分析,探讨续断治疗 OP                           子和小分子配体,通过PubChem数据库               [23] 获得调节
   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47