Mekanisme av Herba Cistanches-Epimedium Herb-Fortunes Drynaria Rhizom i behandling av osteoporose basert på nettverksfarmakologi og molekylær docking

Abstrakt:

Mål Å studere mekanismen til herba cistanches -epimedium urt -fortune's drynaria rhizom på osteoporoseav nettverksfarmakologi.

Metoder Tradisjonell kinesisk medisinsystemer Farmakologidatabase og analyseplattform (TCMSP) ble brukt for å finne hovedkomponentene og målene tilherba cistanches-epimediumurt-fortunes drynaria rhizom, og Geen Cards database ble brukt til å finne målgenene for osteoporose. Venny2.1.0 ble brukt til å ta genkryss, strengdatabase ble brukt for proteininteraksjonnettverksanalyse, Cytoscape ble brukt til å konstruere aktivitetskomponent-målnettverksdiagram, David-databasen ble brukt til GO-anrikningsanalyse, og KEGG-baneanalyse og molekylær dokking ble utført.

Resultater Det var 46 effektive komponenter i herbaci-stanches-epimediumurt-fortunes Drynaria rhizom og225 vanlige mål medosteoporose. slikesilakton, quercetin, luteolin, kaempferol, eriodictyol, eriodyctiol og naringenin var kjernekomponentene, AKT1, ERS2, MMP-9, AR og mTOR var kjernemålene. GO-anriking viste 489 biologiske prosesser (BP), 53 cellulære komponenter (CC) og 100 molekylære funksjoner (MF). Resultatene av KEGG viste at 149 kreftveier, PI3K-Akt-signalveier, østrogensignalveier og så videre ble oppnådd. Resultatene av molekylær docking viste at MMP -9 godt kunne binde seg til suchilactone, quercetin, luteolin og kaempferol.

 HERBA CISTANCHE-EPIMEDIUM RÅVARER TIL SALG

KonklusjonHerba cistanches-epimedium urte-formue'sdrynaria rhizome har en multi-target effekt påosteoporose. De effektive komponentene i stoffet kan regulereosteoporose-relaterte målfra flere veier for å behandle osteoporose.

Nøkkelord: Herba cistanche; Epimedium urt; Fortunes Drynaria rhizom; Nettverksfarmakologi; Molekylær docking; Virkningsmekanisme

Osteoporose (OP)er enmetabolsk beinsykdompreget av systemisk bentap og ubalanse avosteoblasterog osteoklaster.

De kliniske manifestasjonene erredusert bentetthet,økt benskjørhet, og lette brudd. Forekomsten av OP øker betydelig med alderen. Studier har vist at forekomsten av OP hos personer under 50 år er 15 % til 50 %, mens over 60 år øker forekomsten til mer enn 56 %. Ulike kliniske symptomer forårsaket av OP har alvorlig påvirket eldres sunne liv.

Moderne medisin har fortsatt visse begrensningerbehandle OP, ogsyntetiske stofferhar også vissenefrotoksisitet. Tradisjonell kinesisk medisin spiller en stadig viktigere rolle i behandlingen av sykdommer som OP, inkludert epimedium, cistanche og andre kinesiske urtemedisiner. Blant dem har Rehmannia glutinosa spesifikk cannabinoid type 2 reseptor (CB2R) agonistisk aktivitet og kan reguleres gjennom CB2R. Funksjoner av osteoblaster og osteoklaster [1]. Epimedium og Cistanche deserticola har effekten av å tonifisere nyrene og fylle opp essens og brukes ofte i kombinasjon med andre urtemedisiner for å behandle OP. Denne studien brukernettverksfarmakologimetoder for å utforske potensielle målCistanche deserticola-Epimedium-Drynariaefor behandling av OP, og belyser dens veier, veier, molekyler, etc., som virker på OP, med sikte på å videreutvikle OP-terapeutiske legemidler i klinikken. Gi nye ideer.

1 Materialer og metoder

1.1 Datakilder

Nettverksfarmakologidatabasene og programvaren som er involvert i denne studien inkluderer TCMSP-databasen (https://old.tcmsp-e.com/), Pubchem-databasen (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov), Swiss Target Prediction-databasen (http://swisstarget-prediction.ch/), Venny2 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html), Metascape (https://metascape.org) og Cytoscape v3 .9.0 programvare (https://cytoscape.org/).

 HERBA CISTANCHE-EPIMEDIUM RÅVARER TIL SALG

1.2 Metoder

1.2.1 Screening av virkestoffer og mål for legemidler

TCMSP-databasen til det kinesiske medisinsystemets farmakologidatabase og analyseplattform ble brukt til å søke etter legemiddelingredienser med søkeordene Drynaria, Epimedium og Cistanche deserticola. Hovedingrediensene i legemidler ble screenet med betingelsene for oral biotilgjengelighet (OB) større enn eller lik 30% og verdi for forbindelseslignende legemiddelegenskaper (DL) større enn eller lik 0,18. Målene som tilsvarer hver ingrediens ble funnet basert på PubChem-databasen og Swiss Target Prediction-databasen. Sykdomsmål ble hentet ut basert på Geen Cards-databasen med osteoporose som emneord.

1.2.2 PPI-nettverkskonstruksjon og kjernemålscreening

Skjæringsgenene til sykdomsmål og medikamentmål ble oppnådd ved bruk av Venny2.1.0, og PPI-nettverksdiagrammet ble konstruert ved hjelp av String-programvare. PPI-nettverksdiagrammet ble importert til Cytoscapev3.9.0 for å screene kjernemål og konstruere et nettverk for stoffingrediens-mål-sykdom. 1.2.3 GO-anriking og KEGG-baneanalyse For å utforske rollen til Cistanche deserticola, Epimedium og Drynariae i behandlingen av OP, ble kjernemålene lagt inn i David-databasen, og arten ble begrenset til "Homo sapiens" for genet GO berikelse og KEGG-veianalyse. De mest betydelig berikede elementene som cellesammensetning (CC), biologisk prosess (BP), molekylær funksjon (MF) og KEGG ble screenet og importert til mikrobiologisk informasjon for visuell analyse.

1.2.4 Molekylær dokking Den kjemiske strukturen til kjernemålet ble lastet ned basert på PDB-databasen og lagret i PDB-format. 3D-strukturen til kjernekomponenten ble lastet ned ved hjelp av PubChem-databasen. Pymol-programvare ble brukt til å fjerne vann og små molekylligander. Autodock-programvare ble brukt for molekylær dokking og bindingsenergi ble beregnet.

2 resultater

2.1 Legemiddelaktive ingredienser-mål og sykdomsmål

Totalt 46 aktive ingredienser ble oppnådd gjennom TCMSP-databasen, inkludert 22 hovedingredienser av Epimedium, 18 aktive ingredienser av Drynaria fortunei og 6 aktive ingredienser av Cistanche deserticola, som vist i tabell 1.

2.2 Skjæringspunktet mellom medisinmål og sykdomsmål Skjæringspunktet mellom gener oppnådd ved bruk av Venny-programvare

Det er totalt 225 gener, som vist i figur 1. Blant dem er det 274 medikamentmål og 3093 sykdomsmål.

2.3 PPI-nettverkskonstruksjon og analyse

Proteinnettverket ble etablert gjennom String-databasen, og kjernemålnettverket ble oppnådd ved kjernemålscreening.

Som vist i figur 2 ble 51 noder og 704 interaksjoner oppnådd. De 5 beste målene rangert etter gradverdi er MAPK3, AKT1, TNF, EGFR og SRC.

2.4 Nettverksbygging av narkotika-ingrediens-mål-sykdom

Mål-sykdomsmålet for legemiddelingrediensen ble importert til Cytoscape-programvaren, og dataene ble analysert for å konstruere et nettverksdiagram (se figur 3). Blant dem var antall noder av hovedingrediensene som MOL005384 (suchilacton), MOL000098 (quercetin), MOL000006 (luteolin), MOL000422 (kaempferol), MOL005190 (eriodictyol), MOL00291443E, MOL00291414 og MOL00291414 og MOL0029141414 (betydende) høyere enn for andre ingredienser. Hovedmålene er AKT1, ERS2, MMP-9, AR, mTOR osv.

2.5 GO-anrikningsanalyse og KEGG-baneanalyse

GO-anrikningsanalyse ble utført på 51 kjernemål, og analyseresultatene oppnådde 489 BPer, 53 CCer og 100 MFer. De første 15 elementene i hver sammenligning ble brukt til å lage et GO-anrikingskart, som involverte den positive reguleringsbiologiske prosessen av RNA-polymerase II-promotertranskripsjon, negativ regulering av apoptose, makromolekylære komplekse cellekomponenter, mitokondrielle cellekomponenter, proteinkinasebindende molekylære funksjoner, og RNA-polymerase II kjernepromoter proksimal region sekvensspesifikke DNA-bindende molekylære funksjoner, som vist i figur 4.

KEGG-resultatene viste at 149 signalveier ble oppnådd, inkludert kreftveien, PI3K-Akt-signalveien, østrogensignalveien, HIF-1-signalveien osv. De 20 beste veiene ble brukt til å lage en KEGG-analyse (se Figur 5).