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作者通过网络药理学和体外实验,对青蒿治疗肾阴虚型糖皮质激素性骨质疏松(GIOP)的潜在作用靶点及相关信号通路进行预测和初步验证。研究结果表明, 青蒿治疗肾阴虚型GIOP具有多靶点-多通路的特点,可以通过多条途径促进成骨细胞的增殖、分化,其中PI3K/AKT信号通路是一条重要的通路,青蒿治疗肾阴虚型骨质疏松可能与其能够促进PI3K/AKT信号通路,促进AKT的磷酸化有关。
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通过Genecards数据库共检索到GIOP相关靶点基因1741个,通过OMIM数据库共检索到GIOP相关靶点基因311个,通过Drugbank数据库共检索到GIOP相关靶点基因30个,将3个数据库检索结果合并后去除重复基因后,最终获得2039个。通过Genecards数据库检索获得阴虚靶点基因876个,肾虚靶点基因4603个,交叉分析后获得肾阴虚靶点基因836个。将肾阴虚靶点基因和GIOP靶点基因交叉分析后获得522个肾阴虚型GIOP靶点基因(图1)。
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通过TCMSP平台共检索到青蒿中OB≥30%,DL≥0.18的活性成分22个,见表1。
分子名称 生物利用度(%) 药物相似度(DL) 新西兰牡荆苷_qt 59.85 0.21 醋酸酯 58.02 0.52 脱氧青蒿素 54.47 0.26 青蒿烯 54.36 0.31 万寿菊素 53.11 0.34 牡荆黄素_qt 52.18 0.21 泽兰黄醇素 50.8 0.41 双氢青蒿素 50.75 0.3 青蒿素 49.88 0.31 异鼠李素 49.6 0.31 青蒿亭 49.55 0.48 茵陈黄酮 48.96 0.41 槲皮素 46. 43 0.28 维采宁-2_qt 45.84 0.21 豆甾醇 43.83 0.76 线蓟素 43. 46 0.34 六氟磷酸钠 42.6 0.37 山奈酚 41.88 0.24 谷甾醇 36.91 0.75 木犀草素 36.16 0.25 怪柳黄素 32.86 0.31 玄参黄酮 30.35 0.3 -
通过TCMSP和UniProt数据库获得214个青蒿活性成分靶点基因。将其与肾阴虚型GIOP疾病靶点基因交叉分析(图1),“青蒿-肾阴虚型GIOP”交集靶点基因共有98个。
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运用String在线软件构建出“青蒿-肾阴虚型GIOP”共同靶点PPI网络(图2),共有98个节点,1935条相互关系,见图2。利用CytoNCA插件计算网络节点的DC,BC上四分位数为59、101.49248,故以DC≥59、BC≥101.49248为筛选条件,筛选青蒿治疗肾阴虚型GIOP的核心靶点,共得到17个核心靶点,如表2。
靶点信息 简称 度中心度
(DC)介度中心度
(BC)RAC-α丝氨酸/苏氨酸
蛋白激酶AKT1 84 495.8247 肿瘤坏死因子 TNF 83 336.63745 白细胞介素-6 IL6 81 281.4354 细胞肿瘤抗原p53 TP53 79 273.47903 血管内皮生长因子A VEGFA 78 200.2001 白细胞介素-1β IL1B 76 199.86818 基质金属蛋白酶-9 MMP9 73 146.52397 转录因子AP-1 JUN 71 167.16982 前列腺素G/H合成酶-2 PTGS2 71 140.30101 半胱氨酸蛋白酶-3 CASP3 71 120.33017 表皮生长因子受体 EGFR 68 294.5016 表皮生长因子 EGF 67 107.6285 白细胞介素-8 CXCL8 67 127.67476 雌激素受体 ESR1 65 251.7144 C-C基序趋化因子配体 CCL2 65 101.49248 过氧化物酶体增殖物
激活受体γPPARG 63 118.61439 血红素氧合酶-1 HMOX1 59 156.89531 -
GO富集分析获得5612个细胞生物学过程,其中BP分析获得4649个条目,MF分析获得585个条目,CC分析获得378个条目,根据富集的基因数进行降序排列,分别选取前10个条目建立BP、MF、CC三合一柱状图(图3)。生物学过程(BP)主要涉及激素应答、性腺发育、细胞死亡的正向调节等,细胞成分(CC)包括细胞外基质、转录调节复合物、膜筏等,分子功能(MF)包括信号受体调节活性、蛋白结构域特异性结合、激酶结合等。
KEGG富集分析获得225个信号过程,根据富集的基因数进行降序排列,选取前20个条目建立气泡图(图4),KEGG富集分析主要涉及的信号通路有PI3K/AKT信号通路,IL-17信号通路,AGE/RAGE信号通路,MAPK信号通路等,说明青蒿治疗肾阴虚型GIOP可能是从多条信号通路联合发挥作用的,其中PI3K/AKT信号通路上富集的共同靶点最多。
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DEX损伤成骨细胞后,其增殖能力及ALP活性显著降低。药物治疗后,青蒿提取物可显著促进DEX损伤的成骨细胞的增殖,提高ALP活性,促进DEX损伤的成骨细胞的增殖(图5)。
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药物处理DEX损伤的成骨细胞48 h后,Western blot结果显示,与空白组比较,模型组p-AKT/AKT比值、PI3K蛋白表达水平明显下降,给予青蒿提取物治疗后,p-AKT/AKT比值、PI3K蛋白表达水平明显提高(图6)。
Mechanism of Artemisia annua L. in GIOP with kidney-yin deficiency based on network pharmacology
doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202204115
- Received Date: 2022-04-27
- Rev Recd Date: 2022-11-01
- Available Online: 2023-11-25
- Publish Date: 2023-11-25
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Key words:
- Artemisia annua L. /
- kidney-yin deficiency /
- glucocorticoid-induced osteoporosis /
- dexamethasone /
- osteoblast
Abstract:
Citation: | LAI Liyong, XIA Tianshuang, YUE Xiaoqiang, XIN Hailiang. Mechanism of Artemisia annua L. in GIOP with kidney-yin deficiency based on network pharmacology[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2023, 41(11): 672-679. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202204115 |