基于网络药理学探讨三七——莪术药对缓解肺纤维化的作用机制(2)

2019-10-18 14:28 来源：国医在线发布人：高燕仙浏览:次

　　2.2活性成分靶点筛选及活性成分－靶点网络构建

　　将11种活性化合物输入PubChem数据库获取候选化合物的Canonical SMILES格式，将该格式的化合物导入到 SwissTargetPrediction 数据库，检索得到11个活性化合物的共有作用靶点蛋白1114个，其中三七来源714个，莪术来源300个，剔除重复靶蛋白后得到477个，通过UniProt 数据库将所得到的靶蛋白名转换成基因名。将活性成分与基因靶点导入Cytoscape 3.7.1 构建网络图（图1）。图1 中包含490个节点（2个来源、11个活性成分和477个相关靶点）和1050条线。图中绿色菱形为三七活性成分节点，紫色菱形为莪术有效成分节点，蓝色为靶点节点。结果显示双脱甲氧基姜黄素、wenjine、常春藤皂甙元、槲皮素、甘草素、豆甾醇、β－谷甾醇、亚油酸乙酯、人参皂苷F2和人参皂苷Rh2等化合物和丝氨酸苏氨酸蛋白激酶、血管内皮生长因子α、白细胞介素6、原癌基因酪氨酸蛋白激酶Src、基质金属蛋白酶－9、表皮生长因子受体等靶点蛋白在网络图中具有枢纽作用，可能是关键的靶点蛋白。这也充分说明了三七－莪术药对多成分、多靶点协同作用的特点。

图1 活性成分－靶点网络

　　2.3疾病靶点PPI网络图构建

　　通过DisGeNET数据库（http://www.disgenet.org/）检索与肺纤维化相关的靶点有431个，将其输入STRING 在线分析平台，为保证信息的高置信度、预测效果最佳，本试验将置信度评分设置最高（大于0.9），同时剔除独立于网络之外的靶蛋白，从而构建肺纤维化相关靶点的PPI 网络（图2）。图2中共有节点392个，连接线8242条。

图2 疾病靶点的PPI 网络

　　2.4网络合并及交集靶点PPI网络构建与分析

　　运用Cytoscape 3.7.1 软件中的Merge工具将药对活性成分靶点PPI 网络图和疾病靶点PPI 网络图合并，获得交集的靶点53个，将其输入STRING在线分析平台构建PPI网络图（图3）。共有53个节点，489条线。再将图3导入Cytoscape 3.7.1 软件中，并运用该软件的Centiscape2.2插件进行网络拓扑分析，获得核心靶点8个（表2），表明这8个靶点很可能就是三七－莪术药对发挥疗效的核心靶点，将此8个核心靶点输入STRING在线分析平台获取PPI网络，再导入Cytoscape 3.7.1 软件中构建PPI网络图（图4）。

图3 交集靶点PPI网络图

图4 核心靶点PPI网络图

　　表2核心靶点

uniprot ID	基因	靶点名称	度	介度中心性	接近中心性
P31749	AKT1	丝氨酸苏氨酸蛋白激酶	45	0.1004848	0.89473684
P15692	VEGFA	血管内皮生长因子α	41	0.06472548	0.83606557
P05231	IL6	白细胞介素6	40	0.05985307	0.82258065
P12931	SRC	原癌基因酪氨酸蛋白激酶Src	39	0.05088352	0.80952381
P14780	MMP9	基质金属蛋白酶－9	38	0.05784441	0.796875
P00533	EGFR	表皮生长因子受体	34	0.03296395	0.75
P40763	STAT3	信号传导与转录激活因子3	34	0.03151605	0.75
P27361	MAPK3	丝裂原活化蛋白激酶3	33	0.02246963	0.73913043

　　2.5KEGG 通路富集分析

　　运用Cytoscape 3.7. 1中的ClueGO工具对8个核心靶点进行KEGG 通路富集分析，以错误发现率( false discovery rate，FDR) ＜0.05为筛选标准，得到17条代谢通路（表3），为便于进一步分析，分别构建通路富集分析网络图（图5）和通路富集分析柱状图（图6）。为将核心靶点参与的代谢通路可视化，进一步构建核心靶点－代谢通路网络图（图7）。代谢通路涉及膀胱癌途径、缺氧诱导因子1信号通路、松弛素信号通路、胰腺癌途径、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、血管内皮生长因子信号通路、非小细胞肺癌等。

　　表3 核心靶点相关的代谢通路

英文名称	中文名称	基因数	FDR
Bladder cancer	膀胱癌	5	8.35159×10^-10
HIF-1 signaling pathway	缺氧诱导因子1信号通路	6	1.05294×10^-9
Relaxin signaling pathway	松弛素信号通路	6	1.74573×10^-9
Pancreatic cancer	胰腺癌	5	9.53011×10^-9
AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications	糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路	5	3.30347×10^-8
VEGF signaling pathway	血管内皮生长因子信号通路	4	3.14809×10^-7
Non-small cell lung cancer	非小细胞肺癌	4	4.26342×10^-7
Prolactin signaling pathway	催乳素信号通路	4	4.7398×10^-7
ErbB signaling pathway	ErbB信号通路	4	9.25911×10^-7
Prostate cancer	前列腺癌	4	1.42048×10^-6
Endometrial cancer	子宫内膜癌	3	1.74704×10^-5
Acute myeloid leukemia	急性髓性白血病	3	2.18642×10^-5
Central carbon metabolism in cancer	癌症中的中枢碳代谢	3	2.26172×10^-5
Renal cell carcinoma	肾细胞癌	3	2.32224×10^-5
Melanoma	黑色素瘤	3	2.46469×10^-5
Adherens junction	黏着连接	3	2.46469×10^-5
Glioma	胶质瘤	3	2.61351×10^-5