基于生物信息学探究青娥丸治疗骨质疏松症的作用机制

作者：王浩; 谭国庆; 薛海鹏; 徐展望^*

来源：河北中医, 2022, 44(09): 1543-1584.

• 青娥丸
• 骨质疏松症
• 生物信息学
• 差异基因
• 机制

目的 利用生物信息学探究青娥丸治疗骨质疏松症(OP)的作用机制。方法 通过高通量基因表达数据库(CEO)检索OP相关芯片，利用R语言分析技术得到差异表达基因。借助GeneCards、DisGeNET、OMIM、MalaCards、PharmGKB数据库对OP已知靶基因进行检索与筛选，与差异表达基因去重取并集，对OP的疾病靶基因预测。运用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)及中药分子机制的生物信息学数据库(BATMAN-TCM)搜索青娥丸4味中药的有效成分并筛选和挖掘青娥丸有效成分的作用靶点，进一步构建药物与疾病映射靶基因，借助Cytoscape3.7.2软件构建“青娥丸药物-有效成分-靶点”网络图和蛋白质-蛋白质相互作用网络图(PPI网络图),得到青娥丸治疗OP的主要有效成分及关键靶基因。通过DAVID数据库对映射靶基因进行基因本体(GO)生物过程及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果 检索GEO获得差异表达基因542个；检索疾病数据库获得与OP发生发展相关的已知疾病靶基因3576个，合并去重后共获得3811个已知疾病靶基因。在TCMSP和BATMAN-TCM中检索杜仲、补骨脂、核桃仁、大蒜4味中药的化学成分并通过蛋白质数据库(Unitprot)进行转换处理，得到青娥丸有效成分48个、作用靶点1757个，去重后为973个。将青娥丸有效成分对应的973个靶基因与3811个OP疾病靶基因交叉映射生成Venny图，获得映射靶基因433个。将433个映射靶基因导入Cytoscape3.7.2软件构建“青娥丸药物-有效成分-靶点”网络图和PPI网络图，分别得到β-谷甾醇、豆甾醇、异补骨脂素、槲皮素4种活性成分自由度较高的主要有效成分和27个关键靶基因。对433个映射靶基因采用DAVID数据库进行GO生物过程和KEGG信号通路分析，分别筛选出符合条件的20个生物过程和20条信号通路：青娥丸主要通过胰岛素(INS)、蛋白激敏B1(Akt1)、白细胞介素6(IL-6)、TP53、血管内皮生长因子(VEGF)等多个靶基因作用于癌症、缺氧诱导因子-1(HIF-1)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及各促炎因子相关信号通路等多个信号通路来参与治疗OP。结论 应用生物信息学方法可揭示青娥丸治疗OP的潜在作用机制，具有较高的置信度和参考价值，提供了探索中药组方在治疗OP的新方向与新思路。

• 单位
  山东中医药大学附属医院; 山东中医药大学