基于网络药理学、分子对接及分子动力学模拟探讨黄连治疗溃疡性结肠炎的作用机制
小檗,1材料和方法,1黄连化学成分筛选及靶点预测,2溃疡性结肠炎相关靶点筛选,3构建蛋白质相互作用(PPI)网络图及筛选关键靶点,4基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KE
陈琴,张志云,朱云婴,娄龙,李玲华,张凤琼,徐瑞,邓婷婷,高爽昆明市中医医院 肛肠科,云南 昆明 650011
溃疡性结肠炎是局限于结肠黏膜层的复发和缓解的慢性炎症状态,发病机制包括遗传和环境因素等[1]。临床上,常表现为腹痛、腹泻、粪便中带有脓血等。该病病程长,易复发且难以治愈。该病的主要治疗目的是在于控制急性发作、维持缓解以及防止病情复发等。现有的西医治疗主要有氨基水杨酸制剂、糖皮质激素、免疫抑制剂、微生物制剂以及生物制剂等,但诸如柳氮磺吡啶、5-氨基水杨酸、激素类制剂等部分西药因存在肝肾损伤、价格较高、患者依从性等问题,使得临床运用受限[2-3]。因此,寻找更安全有效的药物治疗溃疡性结肠炎至关重要。
现代药理研究表明,黄连具有很高的药用价值,保护心脑血管、降糖、抗炎、抗肿瘤等药理作用[4]。黄连有效成分小檗碱通过调节肠道菌群结构、保护肠道屏障、调节肠道免疫和影响氧化应激来治疗溃疡性结肠炎[5-6]。尽管黄连及其有效成分治疗溃疡性结肠炎有效,但主要药理机制尚未得到充分而全面的解释。因此,在本研究中使用网络药理学[7]、分子对接和分子动力学模拟(MD)来识别黄连的主要有效成分和核心靶点,并进一步探索其治疗溃疡性结肠炎的潜在机制。
1 材料和方法
1.1 黄连化学成分筛选及靶点预测
在TCMSP 数据库检索黄连的全部化学成分,以口服生物利用度(OB)≥30%,类药性(DL)≥0.18 作为阈值,筛选活性较高的化学成分及其潜在靶点,通过Uniprot 数据库进行靶点信息比对和基因名校正。
1.2 溃疡性结肠炎相关靶点筛选
通过GeneCards、OMIM、Drugbank、TTD、DisGeNET 数据库,以“ulcerative colitis”为关键词,搜索溃疡性结肠炎的相关靶点,合并5 个数据库的所有靶点,去重后得到最终靶点。
1.3 构建蛋白质相互作用(PPI)网络图及筛选关键靶点
将黄连有效活性成分与溃疡性结肠炎的交集靶点上传至String 11.0 数据库中构建PPI 网络,参数设置为:设定生物种类为“Homo sapiens”,最小互作阈值“highest confidence”>0.7,删除游离节点。下载tsv 格式的文件导入CytoScape 3.9.0,利用Cyto Hubb 插件以MCC、Degree、MNC、EPC 4 种算法分别筛选在整个网络节点中位于前10 位的Hub 基因 ......
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