整合生物信息学探究骨质疏松症和类风湿性关节炎潜在关键共同生物标志物及其靶向治疗中药活性成分筛选

作者：冯艳花; 张竞竞; 王绍辉^*

来源：药学研究, 2023, 42(02): 82-88.

DOI：10.13506/j.cnki.jpr.2023.02.002

• 骨质疏松症
• 类风湿性关节炎
• 生物信息学
• Hub基因
• 中药活性成分

目的 利用生物信息学探讨骨质疏松症(OP)和类风湿性关节炎(RA)的关系并进一步挖掘其潜在靶向治疗中药活性成分。方法 从GEO数据库下载基因芯片GSE56116和GSE93776,利用GEO2R在线分析工具分别筛选骨质疏松症和类风湿性关节炎的差异基因，进一步从GeneCards数据库下载骨质疏松症和类风湿性关节炎相关靶点，将两个数据库获得的结果合并去重后构建PPI互作网络图；用Cytoscape软件(3.7.2版本)中的插件MCODE和Cytohubba识别关键Cluster和Hub基因，然后用R软件(3.6.3版本)进行GO富集和KEGG通路分析，最后利用CTD数据库筛选靶向Hub基因的中药活性成分。结果 通过GEO数据库分别获得骨质疏松症和类风湿性关节炎差异基因815个和22个，从GeneCards数据库分别获得骨质疏松症和类风湿性关节炎相关靶点4 463个和1 135个，合并去重后分别得到骨质疏松症相关靶点4 968个，类风湿性关节炎相关靶点1 144个，两者映射出673交集靶点；以degree≥10为条件筛选获得10个Hub基因STAT3、MAPK1等；GO分析获得骨质疏松症和类风湿性关节炎相关生物学过程(BP)964条，细胞成分(BP)34条，分子功能(MF)50条；KEGG通路富集获得144条；进一步筛选出白藜芦醇、槲皮素、姜黄素等28个可能靶向调控骨质疏松症和类风湿性关节炎的中药活性成分。结论 骨质疏松症和类风湿性关节炎的发生发展涉及众多靶点和通路，其中，STAT3、MAPK1等10个Hub基因与骨质疏松症和类风湿性关节炎有着密切的联系，这些共有靶点可能是通过白细胞介素-17(IL-17)、Toll样受体、Th17细胞分化、T细胞受体、缺氧诱导因子1(HIF-1)、丝裂原活化蛋白酶(MAPK)、破骨细胞分化等通路从而调控骨质疏松症和类风湿性关节炎的发生发展，挖掘出28个潜在中药活性成分，这为进一步深入揭示骨质疏松症和类风湿性关节炎的共同调控机制和靶向调控药物的发现提供依据。

• 单位
  医药学院; 成都中医药大学; 河南省直第三人民医院; 青岛滨海学院