通过网络药理学方法探讨二仙汤治疗多囊卵巢综合征的相关机制

来源 :锦州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangchao1011
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目的采用网络药理学方法对二仙汤(Erxian decoction,EXD)组分进行系统剖究,构建中药化学成分数据库,确认二仙汤中活性化合物及作用靶点,采用生物信息学方法挖掘多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome,PCOS)相关致病基因,构建EXD-PCOS蛋白互作网络,分析EXD治疗PCOS的关键靶标并对其生物功能进行生物信息学分析,探索二仙汤治疗PCOS的潜在机制,并对其进行实验验证,为临床合理用药提供理论支撑。方法1.EXD组方数据库的建立通过TCMID、TCMSP、TCM@taiwan三大中药数据库检索二仙汤中六味中药化学成分,整理去除冗余,构建二仙汤化学成分数据库,根据OB、DL筛选活性化合物。采用随机森林及支持向量进行靶标预测。并利用Pubchem及Uniprot对所有化合物及靶标统一名称,用于后续研究。2.靶点互作网络及PCOS相关基因互作网络基于NCBI-GENE及OMIM数据库检索PCOS相关基因,构建与PCOS相关的疾病数据库。经蛋白互作网站STITCH构建相关基因蛋白互作关系,形成疾病基因互作网络。采用Cytoscape软件对化合物-靶点、靶蛋白互作网络、疾病相关基因互作网络进行可视化。对网络属性及拓扑参数进行分析,从而对EXD成分及疾病进行深入分析。3.关键靶标生物信息学分析将EXD作用靶点互作网络映射到疾病相关基因蛋白质互作网路中,确认药物治疗PCOS的关键靶标,并利用ClueGO插件对这些关键靶标生物功能进行GO和KEGG生物信息学分析,进一步挖掘二仙汤治疗PCOS的生物学机制。4.整体实验21日龄SD大鼠,雌性,60只,适应性喂养1周,随机分为2组:对照组10只,模型组50只,模型组颈背部注射DHEA法诱导PCOS大鼠模型;检测排卵情况及血清FSH、LH检验模型,将造模成功的大鼠随机分为3组:PCOS模型组、二仙汤治疗组、通路抑制剂组,每组12只,模型组予三蒸水灌胃+生理盐水鼠尾静脉注射;治疗组予二仙汤治疗量灌胃+生理盐水鼠尾静脉注射;抑制剂组予二仙汤灌胃+LY294002鼠尾静脉注射,3周后观察大鼠动情周期恢复情况;ELISA检测各组大鼠血清激素水平变化情况(T、E2、FSH、LH、FINS、LH/FSH);HE染色对卵巢形态进行分析;免疫组化、Western Blot检测大鼠卵巢组织p-PI3K、p-AKT、GSK3β蛋白表达情况。结果1.共获得中药数据库中共获得二仙汤化合物981个,根据OB、DL进行筛选,符合OB、DL筛选条件的活性化合物70个,对应靶标247个;由NCBI-GENE及OMIM数据库检索PCOS相关基因262个;分别构建化合物-靶点网络、靶点相互作用网络、相关基因作用网络。2.将药物靶标作用网络映射到疾病基因互作网络可得到共同作用靶标50个,这些共同作用靶标可能为二仙汤治疗PCOS的关键靶标,对50个关键靶标进行GO分析及KEGG生物学通路分析,这些关键靶标主要参与凋亡代谢通路、活性氧代谢调节、蛋白激酶B信号通路、调控序列特异性DNA结合转录因子活性过程;主要参与细胞组分血小板α颗粒、RNA聚合酶II转录因子、质膜筏;主要参与的分子功能包括细胞因子活性、蛋白磷酸酶结合、激活类固醇激素受体等。对关键靶标进行KEGG生物学通路富集发现这些关键靶标参与的生物学通路包括:AGE-RAGE信号通路、流体剪切应力和动脉粥样硬化、PI3K-AKT信号通路、HIF-1信号通路、非酒精脂肪肝(NAFLD)、MAPK信号通路等15条生物学通路。3.与正常对照组比较,PCOS模型组血清LH、FSH水平升高,LH/FSH>2,动情周期紊乱,造模成功。与模型组比,EXD治疗组大鼠部分建立规律动情周期,血清FSH升高而血清T、LH和FINS等代谢指标显著降低,LH/FSH<2,治疗组优于抑制剂组;卵巢组织HE染色显示,模型组卵泡重度扩张,放射冠消失,无优势卵泡,治疗组与抑制剂组成轻、中度扩张,可见黄体及闭锁卵泡,卵母细胞及放射冠,治疗组优于抑制剂组,EXD可有效改善PCOS大鼠血清激素水平,对PCOS有一定的治疗作用,PI3K/AKT通路阻断剂(LY294002)可阻断EXD对PCOS的生殖激素紊乱和IR的改善作用。结论本研究综合多个数据库运用网络药理学方法构建二仙汤中药数据库,通过数据挖掘筛选PCOS的相关基因,采用网络药理学创建化合物-靶点、相关靶标蛋白互作、疾病相关基因蛋白互作网络,对网络基本属性及拓扑参数进行分析,探索二仙汤作用机制,并将药物靶标网络映射到PCOS相关基因蛋白互作网络中,解析二仙汤治疗PCOS的作用机制,并进行实验验证。该方法为临床合理用药和实验研究提供理论依据,为中草药研究提供新思路。
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