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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