基于网络药理学方法探究水蛭调控足细胞病变的作用机制

目的:通过网络药理学方法和分子对接技术,从细胞及分子层面阐释中药水蛭作用于足细胞病变相关疾病的关键机制,为后续水蛭干预足细胞病变的临床应用与基础研究提供理论参考。方法:检索TCMID、Sym Map数据库以获取中药水蛭的活性化合物成分、随后使用Swiss ADME数据库对水蛭活性成分进行筛选,并搜集相关文献对活性成分进行补充。再使用Pharmmapper数据库预测各活性成分的潜在作用靶点。检索Gene Cadrs、Dis Ge NET疾病数据库以获得足细胞病变及其相关疾病的作用靶点。将药物和疾病靶点的名称一同通过Uniprot数据库进行官方命名后再使用Venny 2.1在线作图工具取两者交集部分,随后使用STRING数据库及Cytoscape 3.7.1软件作PPI(蛋白-蛋白相互作用)网络图并构建“中药-活性化合物-靶点-疾病”网络图,从中筛选关键成分及关键靶点以开展后续分子对接试验。使用DAVID数据库对交集靶点行GO功能注释与KEGG通路分析以预测水蛭干预足细胞病变相关疾病的作用机制。最后运用分子对接平台对关键活性成分与靶点进行分子对接实验以验证结果可靠性。结果:共筛选获得水蛭活性化合物成分44个,活性成分作用靶点164个,足细点击此处胞病变相关疾病靶点1154个,药物与疾病交集靶点60个。其中较活跃的化合物包括水蛭素(Hirudin)、藏红花素(Crocin)、熊果酸(UMRTX849浓度rsolic Acid)等,度值较高的作用靶点有ALB、EGFR、SRC、ESR1、CASP3等。GO分析得到生物学过程(Biological Process)条目219个,主要涉及蛋白质水解、凋亡过程的负向调控、细胞增殖的正向调控等条目,细胞组成(Cellular Component)条目42个,主要富集在细胞外区域、胞质、粘着斑、膜筏等条目上,分子功能(Molecular Function)条目57个,主要包括酶结合、受体结合、跨膜受体蛋白酪氨酸激酶活性、蛋白结合、类固醇结合等条目。KEGG分析共得到101个条目,其中IL-17信号通路、MAPK信号通路、脂质与动脉粥样硬化、流体剪切应力和动脉粥样硬化等信号通路富集程度较高。后续分子对接实验提示:经过分析所得到的3个关键活性成分:水蛭素、藏红花素、熊果酸与5个关键靶点:ALB、EGFRChronic hepatitis、SRC、ESR1、CASP3之间均具有较好的结合活性。结论:本研究结果表明中药水蛭的多种活性成分(如水蛭素、藏红花素、熊果酸)可通过调节多种信号通路(如IL-17信号通路、MAPK信号通路、脂质与动脉粥样硬化、流体剪切应力和动脉粥样硬化等)及参与多种生物学过程(如蛋白质水解、凋亡过程的负调控、细胞增殖的正向调控等)从而影响多个靶点(如ALB、EGFR、SRC、ESR1、CASP3)以发挥其干预足细胞病变相关疾病的作用。这一完整的作用机制是基于中药多途径、多靶点干预疾病的特点,这为研发新型药物提供了理论基础,为治疗疾病提供新导向。