基于网络药理学及实验验证探讨甘草苷治疗帕金森病的作用机制

作者：曲欣妮; 李文标; 王利; 沈隽吉; 殷宇晴; 徐缘博; 何建成^*; 许言午^*

来源：世界科学技术-中医药现代化, 2023, 25(05): 1689-1701.

• 网络药理学
• 甘草苷
• 帕金森病
• 机制
• 凋亡

目的 应用网络药理学方法预测和分析甘草苷治疗帕金森病的作用机制，并选取凋亡信号通路进行细胞水平实验验证。方法 从BATMAN-TCM、PharmMapper、SEA、SuperPred、SwissTargetPrediction等数据库获取甘草苷的作用靶点，从OMIM、GeneCards、CTD等数据库获取帕金森病相关基因。将甘草苷的预测靶点和帕金森病相关基因取交集，通过Cytoscape软件利用交集靶点构建“药物-靶点-疾病”网络并进行可视化；运用Cytoscape软件的BisoGenet插件对交集靶点构建PPI网络，通过CytoNCA插件进行拓扑学计算并经度中心性（Degree centrality,DC）和中介中心性（Between centrality,BC）两步筛选获得核心PPI网络；采用R软件运行Bioconductor程序包进行GO和KEGG富集分析；运用Cytoscape软件构建“基因-通路”网络，筛选出网络的关键靶点，并将其与甘草苷进行分子对接；采用Western blot方法验证甘草苷对6-羟基多巴胺（6-hydroxydopamine,6-OHDA）诱导的SH-SY5Y细胞Caspase-3、Bax、Bcl-2、p-PI3K和p-AKT等凋亡通路关键蛋白表达与活化的调控作用。结果 共获得甘草苷靶点343个，帕金森病相关基因1328个，二者交集靶点为46个；经拓扑学分析获得核心PPI网络，包含108个节点和2298条边；GO功能分析得到的1543个条目主要与凋亡调控、细胞周期与节律、DNA合成及分解代谢有关；凋亡、PI3K-AKT、NF-κB、TGF-β、HIF-1、FoxO等97条KEGG信号通路被显著富集；“基因-通路”中筛选的关键蛋白及分子对接结果显示TP53、AKT1及RELA可能是甘草苷治疗帕金森病的关键靶点；Western blot结果显示，与6-OHDA组相比，给与甘草苷处理后Bax和Cleaved-Caspase-3的表达水平明显减少（P<0.05）,Bcl-2的表达水平显著增加（P<0.01）;p-PI3K和p-AKT磷酸化水平明显增多（P<0.01）。结论 网络药理学分析提示甘草苷可通过调控多种生物学过程和相关信号途径治疗帕金森病；细胞水平实验证明了甘草苷对6-OHDA损伤神经细胞的保护作用，并初步证实了其对凋亡信号通路的调控作用，为进一步阐明甘草苷治疗帕金森病的分子机制奠定了基础。

• 单位
  生物化学教研室; 上海中医药大学; 基础医学院