基于网络药理学和分子对接技术的天麻-川芎药对治疗高血压作用机制研究CSCD

借助网络药理学和分子对接探究天麻-川芎药对治疗高血压活性成分的靶点和作用机制。通过中药系统药理学数据库(TCMSP),限制口服生物利用度和类药性范围获取天麻、川芎两味药的活性成分及靶点。通过Drugbank和CTD筛选出疾病高血压靶点,借助韦恩图筛选出药对治疗疾病的共同潜在靶点;通过Cytoscape 3.2.1软件构建药对-疾病-成分-靶点的网络图,进一步用STRING数据库构建蛋白互作图,最后进行基因本体(GO)分析以及京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析;应用Discovery Studio 4.5软件对活性成分与关键靶点进行分子对接验证。天麻-川芎药对共筛选出107个有效成分,对应1010个靶点;高血压对应得到2268个靶点;最终筛选出活性成分70个,共同靶点为83个;药对-疾病-成分-靶点调控网络包含155个节点,1217条边;GO分析,主要途径有血液循环,循环系统过程,核受体活性,转录因子活性等。KEGG分析,主要涉及神经活性配体-受体相互作用、Ca^(2+)信号通路、癌症的途径、cAMP信号通路等。分子对接显示,核心靶点与间羟基苯甲酸、油酸、亚油酸乙酯、反式β-金合欢烯和十四烷有较强的亲和力。天麻-川芎药对治疗高血压可能是通过TNF、PTGS2、EDN1等关键靶点发挥作用,同时通过调控神经活性配体-受体相互作用通路、Ca^(2+)信号通路、癌症的途径等多种通路发挥作用。初步揭示了天麻-川芎药对是通过多成分、多途径和多靶点协同治疗高血压的作用机制,为筛选治疗高血压的药物提供理论依据。     

基于网络药理学和分子对接技术探讨柴胡疏肝散治疗肝血管瘤的作用机制

肝血管瘤是常见的良性肿瘤之一，临床上常采用柴胡疏肝散进行治疗，但其具体的作用机制仍是未知的。本研究利用网络药理学和分子对接方法，通过成分-靶点网络图分析得出关键靶点和成分信息，对关键靶点和成分进行分子对接，获得相应分子对接图谱，并探讨其作用机制。结果显示，共获得柴胡疏肝散活性成分142个，相对应靶点269个，肝血管瘤疾病靶点351个，两者共同交集靶点61个。基因本体（GO）功能富集有184条生物学过程，主要涉及转录因子活性、DNA结合及转录的正向调控。京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析筛选得到138条信号通路，主要涉及PI3K-Akt、乙型肝炎、MAPK、AGE-RAGE等信号通路。分子对接结果显示，AKT1蛋白与活性成分β-谷甾醇结合稳定，VEGFA蛋白与活性成分槲皮素和异鼠李素均结合稳定，ESR1和MAPK3分别与β-谷甾醇和柚皮素结合稳定。柴胡疏肝散可能是通过槲皮素、异鼠李素、β-谷甾醇、山柰酚和柚皮素等活性成分作用于STAT3、AKT1、VEGFA、ESR1、MAPK3等靶点的，通过诱导血管新生、保护血管和肝细胞的活化等发挥治疗肝血管瘤的作用，这为临床上应用柴胡疏...     

严重急性呼吸综合征冠状病毒2膜蛋白对宿主细胞pre-mRNA 3"UTR加工的影响

目的 研究严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）膜蛋白对宿主细胞mRNA前体（pre-mRNA）3"非翻译区（UTR）加工的影响。方法 本研究以人肺上皮细胞系A549为模型，利用瞬时转染在细胞内过表达SARS-CoV-2膜蛋白；利用RNA-Seq测序技术及生物信息学分析方法，系统性描绘宿主细胞选择性多聚腺苷酸化（alternative polyadenylation，APA）事件；Metascape数据库对发生显著APA变化的基因进行功能富集分析；RT-qPCR验证靶基因3"UTR长度变化；蛋白质免疫印迹（Western blot）检测目的蛋白表达水平。结果 SARS-CoV-2膜蛋白外源表达后宿主细胞内共813个基因发生显著APA变化。GO和KEGG分析显示，差异APA基因广泛参与有丝分裂细胞周期、调节细胞应激等生物过程，涉及病毒感染和蛋白质加工等。从中进一步筛选出AKT1基因，在IGV软件中显示3"UTR延长；RT-qPCR验证AKT1基因的3"UTR长度变化趋势；Western blot结果显示AKT1蛋白磷酸化水平增加。结论 SARS-CoV-2膜蛋白潜在影响宿主pre-mRNA的3"UTR加工，其中参与多种病毒性生物过程的AKT1基因 3"UTR延长，且其编码的蛋白质功能在细胞内被激活。     

整合受体调控基因表达信息构建细胞通信网络

目的 构建细胞通信网络有助于揭示细胞间协同工作机制、生物学过程和疾病发病机理。目前基于配体-受体相互作用构建细胞通信网络的方法大多只考虑配体和受体的表达信息，忽略了受体对其调控基因的信号传递影响，导致构建的细胞通信网络可靠性较低。鉴于此，本文提出IRRG算法，旨在构建更为准确的细胞通信网络，并挖掘具有生物学意义的细胞通信模式。方法 本文提出了一种整合受体调控基因表达信息构建细胞通信网络的方法（命名为IRRG）。该方法通过随机游走方式计算受体对下游基因的影响得分，进而与配体-受体共表达量结合构建细胞通信网络。结果 使用IRRG构建了小鼠滤泡间表皮（IFE）细胞通信网络并分析了配体-受体对的生物学意义，验证了IRRG计算受体影响得分的稳定性和细胞通信网络构建的可靠性。此外，使用IRRG构建了透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的细胞通信网络，挖掘并分析其肿瘤微环境细胞通信模式。结论 IRRG可以构建富有生物学意义并且可靠的细胞通信网络，帮助人们从细胞通信的角度更深入地了解多种生物过程。IRRG算法代码可从GitHub获取：https://github.com/NWPU-903PR/IRRG。     

hsa_circ_0076931可能通过hsa-miR-181a-5p影响胶质瘤发生发展

摘要 目的：探讨hsa_circ_0076931在胶质瘤中的表达及其潜在分子机制。方法：通过生物信息学分析,筛选出目的基因hsa_circ_0076931,在H4细胞系中过表达hsa_circ_0076931后进行转录组测序、生物信息学分析和验证。结果：基因本体（GO）和基因组百科全书（KEGG）结果显示：差异环状RNA（circRNAs）母基因及差异信使核糖核酸（mRNA）主要参与细胞周期、细胞分裂等生物学功能以及代谢、癌症相关和MAPK等信号通路。此外,与hsa_circ_0076931互相作用的基因主要参与细胞增殖、细胞凋亡和细胞迁移等生物功能以及MAPK、PI3K-Akt、Rap1等信号通路。hsa_circ_0076931可以下调靶基因hsa-miR-26a-5p、hsa-miR-181a-5p和hsa-miR-34a-5p表达,上调双特异性磷酸酶 5（DUSP5）、血小板衍生生长因子受体（PDGFRB）和钙通道β3亚基（CACNB3）的表达,并抑制磷酸化ERK（p-ERK）蛋白的表达。结论：hsa_circ_0076931可能通过吸附hsa-miR-181a-5p结合上调DUSP5的表达,从而抑制MAPK信号通路参与胶质瘤的发生发展过程。     

基于处方挖掘与分子动力学模拟筛选严重急性呼吸综合征冠状病毒2潜在抑制剂分子的研究

目的 从中药筛选具有潜在抑制严重急性呼吸综合征冠状病毒2 （SARS-CoV-2） 活性的成分，进一步从原子水平揭 示其抑制SARS-CoV-2 表面刺突蛋白（S 蛋白） 受体结合域（RBD） 与血管紧张素转化酶2 （ACE2） 结合的内在机制。 方法 检索新型冠状病毒（简称“新冠肺炎”） 治疗中药处方，构建“新冠肺炎中药候选活性成分数据库”。用具有ACE2 抑制活性的小分子化合物构建HipHop药效团模型，并对“新冠肺炎中药候选活性成分数据库”中活性成分筛选。采用分子 对接和分子动力学模拟方法研究候选活性成分与ACE2 的结合方式及其对SARS-CoV-2 S 蛋白与ACE2 识别的影响。 结果 本文通过中药处方挖掘和分子动力学模拟，从143 个新冠肺炎治疗中药处方中筛选出10 种可与SARS-CoV-2 S 蛋白/ 人源ACE2 识别位点结合的中药成分。其中，枇杷叶主要活性成分23-trans-p-coumaryhormentic acid 与ACE2 具有最高的亲和 力，且23-trans-p-coumaryhormentic acid 的结合可有效阻断SARS-CoV-2 S蛋白与宿主细胞ACE2 的结合。结论 本文通过虚 拟筛选发现了SARS-CoV-2 潜在抑制剂分子23-trans-p-coumaryhormentic acid，同时从原子水平预测了其抑制SARS-CoV-2 S 蛋白与ACE2 结合的内在机制，这将为SARS-CoV-2 特异性抗病毒药物的研发提供理论依据。     

基于网络药理学和分子对接探索桑白皮治疗糖尿病周围神经病变的潜在机制

本研究运用网络药理学和分子对接方法对中药桑白皮治疗糖尿病周围神经病变(DPN)的活性成分、潜在作用靶点和信号通路进行研究,探索桑白皮治疗DPN的可能作用机制。首先从中药系统药理学数据库(TCMSP)筛选出桑白皮的活性成分及靶点基因。通过GeneCards数据库及OMIM数据库筛选出DPN的疾病靶点基因,并用Cytoscape软件构建“药物-有效成分-靶基因-疾病”中药调控网络图。将有效成分靶标与疾病靶标上传到STRING数据库,构建蛋白互作网络图(PPI),并使用R语言对得到的PPI进行核心基因的筛选。运用R语言对关键靶点进行GO富集分析和KEGG通路富集分析。其次从活性成分及靶点基因中根据degree值筛选出前3个关键成分,并将该网络中的基因靶点以degree值高低进行排序,选择前3个核心靶点,然后从RCSB数据库下载相关蛋白的结构,使用Pymol软件去除溶剂分子与配体,使用AutoDock软件进行分子对接。最后通过酶联免疫吸附实验和荧光光谱实验验证网络药理学富集分析的结果。最终预测到31个桑白皮活性成分,312个活性成分相关靶点,120个桑白皮-糖尿病周围神经病变共同有效靶点。活性成分中度值最高的为槲皮素,其次为山柰酚。PPI网络核心基因为转录因子AP-1(JUN)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、转录因子p65(RELA)、丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、白介素6(IL-6)等;GO富集分析显示会影响基因的转录、细胞因子表达和蛋白激酶活性等;KEGG通路富集分析显示AGE-RAGE信号通路、流体剪切力和动脉粥样硬化为显著性最高的通路,其次为卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染、MAPK信号通路、人巨细胞病毒感染、TNF信号通路。分子对接结果显示关键成分中槲皮素与对应靶点具有较好的结合活性。酶联免疫吸附实验提示桑白皮能够降低IL-6和TNF-α的表达,荧光光谱实验证实桑白皮能够减少AGEs。可见中药桑白皮治疗糖尿病周围神经病变具有多成分、多靶点、多功能、多通路的作用特点,其潜在的作用机制可能与AGE-RAGE信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等有关。     

基于生物数据挖掘分析PTX3在非小细胞肺癌中的表达及其与预后的关系

摘要 目的：探讨正五聚素蛋白 3（PTX3）在非小细胞肺癌（NSCLC）中的表达及预后意义。方法：运用 Oncomine、GEPIA分析PTX3在NSCLC组织中的表达情况，通过GEPIA分析PTX3表达与NSCLC患者生存期的相关性，利用CCLE分析 PTX3在 NSCLC细胞系中的表达水平，从CCLE下载NSCLC相关基因芯片并用 R语言筛选 PTX3共表达基因，利用基因本体（GO）和KEGG信号通路分析对 PTX3 相关共表达基因进行功能注释。结果：Oncomine和GEPIA 数据库中分析显示 PTX3 基因在NSCLC组织中显著低表达（P＜0.05）；利用GEPIA数据库生存分析功能发现，PTX3高表达与NSCLC预后呈负相关（P＜0.05）；在CCLE数据库里利用 R 软件共筛选出 105个NSCLC中与PTX3共表达的基因，GO功能富集分析表明，PTX3相关性蛋白主要定位于黏着斑、细胞-基质黏着连接及细胞间连接等，主要参与细胞外基质、细胞外结缔组织、细胞-基质粘附及上皮细胞发育等生物过程。KEGG分析显示PTX3共表达基因主要参与紧密连接、调节肌动蛋白骨架及JAK-STAT信号通路等。结论：PTX3基因在NSCLC组织中低表达，PTX3表达与NSCLC患者预后相关，可能作为NSCLC患者预后评估的分子标志物之一。     

基于网络药理学、分子对接及大鼠实验的黄芪-冬虫夏草药对治疗IgA肾病作用机制研究CSCD

通过网络药理学筛选黄芪-冬虫夏草治疗IgA肾病(IgA nephropathy,IgAN)的作用靶点和相关信号通路,明确其作用机制,并进行实验验证。应用TCMSP、BATMAN-TCM数据库结合文献挖掘获取黄芪-冬虫夏草的活性成分和作用靶点;通过GeneCards、OMIM数据库获取慢性IgAN的疾病靶点;筛选出与黄芪-冬虫夏草共同的靶点,进而利用Venny 2.1绘制共同靶点韦恩图;利用STRING构建共同靶点互作网络(PPI);应用Cytoscape 3.7.1软件构建成黄芪-冬虫夏草丸活性成分-靶点交集的网络;通过R语言软件对共同靶点进行GO分析和慢性IgA肾病作用靶点的KEGG分析,筛选出潜在通路并分析其作用机制。运用分子对接技术验证黄芪-冬虫夏草活性成分与关键靶点的结合效能。取IgA肾病造模大鼠(分空白组、模型组和黄芪-冬虫夏草中剂量组)分别治疗21天。取肾脏组织,采用酶联免疫法检测各组大鼠肾组织中VEGFA含量。筛选出黄芪-冬虫夏草中生物活性成分5个,作用于37个IgAN的共同靶点,核心靶点为VEGFA、HIF1A、NOS3、CASP3,主要涉及类固醇结合、细胞凋亡过程的半胱氨酸型内肽酶活性、雌激素受体结合、胆固醇结合等生物过程,主要富集在Lipid and atherosclerosis信号通路、AGE-RAGE信号通路、Fluid shear stress and atherosclerosis通路、PI3K-Akt信号通路等信号通路。分子显示主要成分和关键靶点之间具有较好的结合效能。相对于模型组,黄芪-冬虫夏草中剂量组VEGFA含量显著降低(P<0.05)。黄芪-冬虫夏草药对可能作用于VEGFA、HIF1A、NOS3、CASP3等关键靶点,通过抑制纤维化等与IgA肾病疾病相关的信号通路实现对IgA肾病的治疗作用。     

芪苈强心胶囊联合沙库巴曲缬沙坦钠对老年慢性心力衰竭患者血清Gal-3、Copeptin水平及TLR4/NF-κB信号通路的影响

摘要 目的：观察芪苈强心胶囊联合沙库巴曲缬沙坦钠对老年慢性心力衰竭（CHF）患者血清半乳糖凝集素-3（Gal-3）、和肽素（Copeptin）水平及外周血单核细胞Toll样受体4（TLR4）/核转录因子-κB（NF-κB）信号通路的影响。方法：研究对象为我院2019年8月~2021年3月期间收治的97例老年CHF患者,根据随机数字表法分为对照组和研究组,分别为48例和49例,对照组接受沙库巴曲缬沙坦钠治疗,研究组接受芪苈强心胶囊联合沙库巴曲缬沙坦钠治疗,两组均治疗3个月。对比两组疗效、血清Gal-3及Copeptin水平、外周血单核细胞TLR4/NF-κB信号通路相关指标、心功能指标及6 min 步行实验（6MWT）距离。记录两组用药安全性。结果：研究组（93.88%）的临床总有效率明显高于对照组（72.92%）（P<0.05）。研究组治疗3个月后左心室射血分数（LVEF）、每搏输出量（SV）、心输出量（CO）高于对照组,6MWT距离长于对照组（P<0.05）。研究组治疗3个月后血清Gal-3、Copeptin水平低于对照组（P<0.05）。研究组治疗3个月后TLR4 mRNA、NF-κB mRNA、白介素-6（IL-6）mRNA、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）mRNA均低于对照组（P<0.05）。两组不良反应发生率对比无差异（P>0.05）。结论：老年CHF患者采用沙库巴曲缬沙坦钠联合芪苈强心胶囊治疗,可调节血清Gal-3、Copeptin水平,改善患者心功能和运动耐力,可能通过抑制患者外周血单核细胞TLR4/NF-κB信号通路发挥作用。     

基于网络药理学、分子对接和实验验证探讨朱茯苓用于失眠的作用机制

为探讨朱茯苓治疗失眠的可能作用机制,通过TCMSP、BAT-MAN、TCMID和STITCH数据库以及文献挖掘筛选朱茯苓的活性成分及潜在靶点,利用TTD、OMIM、GeneCards和CTD数据库获取失眠类疾病的相关靶点,采用Cytoscape软件和String数据库构建活性成分-靶点网络和靶点蛋白相互作用网络,通过BioGPS数据库进行靶点的器官定位,基于David数据库进行GO功能和KEGG通路的富集分析,利用Autodock_vina软件进行活性成分和核心靶点的分子对接验证,最后通过免疫印迹法(Western blot)验证朱茯苓对γ-氨基丁酸(GABA)的两种受体蛋白α1亚基基因GABRA1和γ2亚基基因GABRG2的影响。最终筛选得到朱茯苓活性成分33种,潜在靶点267个,与失眠的交集靶点36个,多作用于脑、心脏等器官;分子对接结果显示GABRA1、GABRG2两个靶点能够与活性成分自发结合并借助氢键等分子间作用力形成较为稳定的构象;富集分析共获得189个GO条目和24条KEGG通路,主要涉及GABA信号通路、5-羟色胺(5-HT)信号通路等;Western blot实验证明朱茯苓能够增强小鼠脑内GABRA1和GABRG2蛋白的表达。通过网络药理学、分子对接和Western blot实验验证,发现朱茯苓可能通过多成分、多靶点、多途径的协同作用发挥镇静安神的作用,为深入进行朱茯苓治疗失眠的作用机制研究提供新思路和新方法。     

基于网络药理学和分子对接探讨银杏叶治疗高血压病潜在作用机制

通过网络药理学和分子对接技术探讨银杏叶治疗高血压的潜在作用机制。首先,通过TCMSP、Swiss Target Prediction、Uniprot等数据库获取银杏叶的化学成分与对应靶点;运用OMIM、DrugBank及Gencards疾病数据库搜索高血压相关靶点。然后,取银杏叶对应靶点与高血压相关靶点的交集即可得到银杏叶治疗高血压病的有效靶点,使用STRING数据库对交集靶点进行蛋白相互作用(PPI)网络预测,筛选发挥治疗作用的关键成分与关键靶点。最后利用DAVID数据库对关键靶点进行GO和KEGG富集分析,揭示银杏叶治疗高血压病的作用机制。对筛选出的关键成分与治疗高血压关键靶点进行分子对接验证。共筛选出银杏叶治疗高血压病的活性成分21个,靶点190个。PPI网络分析结果显示,银杏叶治疗高血压关键成分有槲皮素、山柰酚、木犀草素、异鼠李素、金圣草黄素5个,关键靶点有PTGS2、AKTI、EGFR、TNF等20个。GO和KEGG分析结果显示,银杏叶治疗高血压病的靶点显著富集于乙型肝炎、TNF信号通路、Toll样受体信号通路、HIF-1通路、MAPK信号通路等通路。分子作用结果显示,木犀草素、金圣草黄素、异鼠李素等与PTGS2、AKTI、EFGR具有较强的亲和力。该研究初步揭示了银杏叶具有多成分、多靶点、多通路治疗高血压的潜在作用机制,为银杏叶治疗高血压物质基础及作用机制的进一步研究奠定基础。     

基于网络药理学的益母草治疗产后腹痛的潜在分子机制研究

本文通过网络药理学方法探讨益母草治疗产后腹痛的潜在分子机制。首先根据TCMSP数据库和文献挖掘益母草的活性成分,在TCMSP、Swiss Target Prediction、Similarity ensemble approach平台上检索活性成分靶点,在OMIM、GeneCards上检索产后腹痛靶点,得到益母草-产后腹痛交集靶点。利用STRING数据库构建蛋白互作(PPI)网络,接着利用Cytoscape软件对PPI网络进行拓扑分析,并对拓扑分析筛选出的核心靶点进行基因本体论(Gene Ontology,GO)分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析。最后利用免疫组化实验验证益母草对流产大鼠模型子宫组织中PGF2αR、MMP9、TIMP1、VEGFA、VEGFR2蛋白表达水平的影响。最终得到益母草活性成分10种,与产后腹痛相关靶点144个;通过PPI网络分析筛选出118个靶点,进一步拓扑分析后得到98个节点;然后对这98个节点进行GO和KEGG注释。GO分析得到1151个生物过程(BP)条目,97个细胞组成(CC)条目,122个分子功能(MF)条目;KEGG分析得到41条通路,主要涉及雌激素、PI3K-Akt、MAPK、HIF-1信号通路等。最后免疫组化实验证明益母草可显著抑制流产模型大鼠子宫组织中PGF2αR、MMP9蛋白上调和TIMP1、VEGFR2蛋白下调。本研究通过网络药理学和免疫组化实验验证,显示益母草治疗产后腹痛是多成分、多靶点、多途径相互作用的结果,为益母草的临床应用提供了一定的理论依据。     

Network pharmacology,molecular docking integrated surface plasmon resonance technology reveals the mechanism of Toujie Quwen Granules against coronavirus disease 2019 pneumonia

BackgroundThe Coronavirus disease 2019 pneumonia broke out in 2019 (COVID-19) and spread rapidly, which causes serious harm to the health of people and a huge economic burden around the world.PurposeIn this study, the network pharmacology, molecular docking and surface plasmon resonance technology (SPR) were used to explore the potential compounds and interaction mechanism in the Toujie Quwen Granules (TQG) for the treatment of coronavirus pneumonia 2019.Study designThe chemical constituents and compound targets of Lonicerae Japonicae Flos, Pseudostellariae Radix, Artemisia Annua L, Peucedani Radix, Forsythiae Fructus, Scutellariae Radix, Hedysarum Multijugum Maxim, Isatidis Folium, Radix Bupleuri, Fritiliariae Irrhosae Bulbus, Cicadae Periostracum, Poria Cocos Wolf, Pseudobulbus Cremastrae Seu Pleiones, Mume Fructus, Figwort Root and Fritillariae Thunbrgii Bulbus in TQG were searched. The target name was translated to gene name using the UniProt database and then the Chinese medicine-compound-target network was constructed. Protein-protein interaction network (PPI), Gene ontology (GO) function enrichment and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway enrichment analysis of the core targets were performed in the Metascape to predict its mechanism. The top 34 compounds in the Chinese medicine-compound-target network were docked with SARS-CoV-2 3CL enzyme and SARS-­CoV­-2 RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) and then the 13 compounds with lowest affinity score were docked with angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), SARS-CoV-2 Spike protein and interleukin 6 to explore its interaction mechanism. Lastly, SPR experiments were done using the quercetin, astragaloside IV, rutin and isoquercitrin, which were screened from the Chinese medicine-compound-target network and molecular docking.ResultsThe Chinese medicine-compound-target network includes 16 medicinal materials, 111 compounds and 298 targets, in which the degree of PTGS2, TNF and IL­6 is higher compared with other targets and which are the disease target exactly. The result of GO function enrichment analysis included the response to the molecule of bacterial origin, positive regulation of cell death, apoptotic signaling pathway, cytokine-mediated signaling pathway, cytokine receptor binding and so on. KEGG pathway analysis enrichment revealed two pathways: signaling pathway­ IL-17 and signaling pathway­ TNF. The result of molecular docking showed that the affinity score of compounds including quercetin, isoquercitrin, astragaloside IV and rutin is higher than other compounds. In addition, the SPR experiments revealed that the quercetin and isoquercitrin were combined with SARS-CoV-2 Spike protein rather than Angiotensin-converting enzyme 2, while astragaloside IV and rutin were combined with ACE2 rather than SARS-CoV-2 Spike protein.ConclusionTQG may have therapeutic effects on COVID-19 by regulating viral infection, immune and inflammation related targets and pathways, in the way of multi-component, multi-target and multi-pathway.     

基于网络药理学-分子对接研究桑不同入药部位防治糖尿病的作用机制

采用网络药理学-分子对接研究桑不同入药部位防治糖尿病的作用机制,从TCMSP、TCMID等多个中药数据库获得桑不同部位桑叶、桑椹、桑枝中的成分信息,结合OMIM、TTD等疾病数据库获得糖尿病靶点信息,利用Cytoscape 3.7.2软件分别构建不同部位的“活性成分-疾病靶点”的复杂网络及拓扑分析,应用WebGestalt工具进行通路富集分析。使用Autodock vina软件对桑各入药部位主要活性成分与作用靶点进行分子对接。结果得到桑的不同入药部位主要有11个差异活性成分,调控MAPK8、AKT1、VEGFA、IL6、PPARG等32个核心靶点。靶点主要涉及急性炎症反应、有机氮化合物的反应、细胞增殖调控、对胰岛素刺激反应等生物过程。通过介素-17信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、PI3K-AKT信号通路和MAPK信号通路等来发挥治疗糖尿病的作用。本研究通过网络药理学分析桑不同入药部位防治糖尿病的活性成分群及作用机制,为桑的不同入药部位防治糖尿病的作用关系给出了参考依据。     

Virtual screening of active compounds from Artemisia argyi and potential targets against gastric ulcer based on Network pharmacology

Artemisia argyi (AA) is one of the renowned herbs in China often used in the treatment of gastric ulcer (GU). Aiming to predict the active compounds and systematically investigate the mechanisms of Artemisia argyi for GU treatment, the approach of network pharmacology, molecular docking, gene ontology (GO) analysis, and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) pathway enrichment analysis were adopted, respectively, in present study. A total of 13 predicted targets of the 103 compounds in Artemisia argyi were obtained. Sorted by pathogenic mechanisms of targets and structure types of compounds, it was revealed that flavonoids and sesquiterpenes had better performance than monoterpenes. The network analysis showed that Phospholipase a2 (PA21B), Sulfotransferase family cytosolic 2b member 1 (ST2B1), Nitric-oxide synthase, endothelial (NOS3), Gastrin (GAST), neutrophil collagenase (MMP-8), Leukotriene A-4 hydrolase (LKHA4), Urease maturation factor HypB (HYPB), and Periplasmic serine endoprotease DegP (HtrA) were the key targets with intensely interaction. The functional enrichment analysis indicated that AA probably produced the gastric mucosa protection effects by synergistically regulating many biological pathways, such as NF-κB signaling pathway, HIF-1 signaling pathway, TNF signaling pathway, VEGF signaling pathway, and Toll-like receptor signaling pathway, etc. In addition, C73 and C15 might be promising leading compounds with good molecular docking score. As a consequence, this study holistically illuminates the active constituents and mechanisms based on data analysis, which contributes to searching for leading compounds and the development of new drugs for gastric ulcer.     

基于网络药理学探讨丹参-丹皮配伍抗脑缺血损伤的作用机制

本文旨在通过网络药理学和分子对接方法探讨丹参-丹皮活性成分治疗脑卒中的潜在分子机制。首先基于中药系统药理学分析平台筛选丹参、丹皮的活性成分及其作用靶点,利用CTD、TTD和GeneCards数据库收集脑卒中相关靶点。然后将药物和疾病靶点取交集,借助STRING数据库获取靶点间相互作用关系,利用R语言的ClusterProfiler包对其进行生物功能和通路富集分析。最后,通过Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用和成分-靶点-通路网络图,并利用AutoDock Vina软件对网络中的关键靶点及对应成分进行分子对接验证。结果显示丹参-丹皮成分作用于脑卒中的靶点67个,GO分析显示其主要参与脂多糖应答,细菌来源的分子反应,氧化应激等生物学过程。KEGG通路富集共得到149条通路(P<0.05),主要涉及AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路等。分子对接结果显示,筛选的主要活性成分与其对应靶蛋白均具有较好的结合活性。综上,本研究通过网络药理学预测了丹参-丹皮治疗脑卒中可能的药效物质基础及其作用机制,为进一步挖掘其药效成分和临床扩大使用范围提供科学依据。     

Bioactive constituents and the molecular mechanism of Curcumae Rhizoma in the treatment of primary dysmenorrhea based on network pharmacology and molecular docking

BackgroundCurcumae Rhizoma (CR) has a clinical efficacy in activating blood circulation to dissipate blood stasis and has been used for the clinical treatment of qi stagnation and blood stasis (QSBS) primary dysmenorrhea for many years. However, its molecular mechanism is unknown.ObjectiveThe present study aimed to demonstrate the multicomponent, multitarget and multipathway regulatory molecular mechanisms of CR in the treatment of QSBS primary dysmenorrhea.MethodsObservations of pathological changes in uterine tissues and biochemical assays were used to confirm that a rat model was successfully established and that CR was effective in the treatment of QSBS primary dysmenorrhea. The main active components of CR in rat plasma were identified and screened by ultra-performance liquid chromatography-quadrupole/time-of-flight mass spectrometry (UPLC-Q/TOF-MS). The component-target-disease network and protein-protein interaction (PPI) network of CR were constructed by a network pharmacology approach. Then, we performed Gene Ontology (GO) functional enrichment analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway enrichment analysis. Molecular docking was adopted to verify the interactions between the core components and targets of CR to confirm the accuracy of the network pharmacology prediction results. Furthermore, we evaluated the bioactive constituents of CR and molecular mechanism of by which CR promote blood circulation and remove blood stasis via platelet tests in vivo and in vitro and Western blot analysis.ResultsThe results of HE staining and biochemical assays of PGF2α, TXB2 and Ca²⁺ showed that CR was effective in the treatment of QSBS primary dysmenorrhea. A total of 36 active components were identified in CR, and 329 common targets were obtained and used to construct the networks. Of these, 14 core components and 10 core targets of CR in the treatment of primary dysmenorrhea were identified. The GO and KEGG enrichment analyses revealed that the common targets were involved in multiple signaling pathways, including the calcium, cAMP, MAPK, and PI3K-Akt signaling pathways, as well as platelet activation, which is closely related to platelet aggregation. The molecular docking results showed that the 14 core components and 10 core targets could bind spontaneously. Two core targets (MAPK1 and CCR5) and 7 core components (Isoprocurcumenol, Curcumadione, Epiprocurcumenol, (+)-Curdione, Neocurdione, Procurcumenol, and 13-Hydroxygermacrone) were closely related to CR in the treatment of primary dysmenorrhea. Furthermore, the in vivo platelet test showed that CR clearly inhibited platelet aggregation. Five core components ((+)-Curdione, Neocurdione, Isoprocurcumenol, Curcumadione and Procurcumenol) obviously inhibited platelet aggregation in vitro. In addition, based on the relationships among the signaling pathways, we confirmed that CR can effectively inhibit the expression of MAPK and PI3K-Akt signaling pathway-related proteins and decrease the protein expression levels of ERK, JNK, MAPK, PI3K, AKT and CCR5, thereby inhibiting platelet aggregation.ConclusionThis study demonstrated the bioactive constituents and mechanisms of CR in promoting blood circulation and removing blood stasis and its multicomponent, multitarget and multipathway treatment characteristics in primary dysmenorrhea. The results provide theoretical evidence for the development and utilization of CR.