基于网络药理学方法分析股骨头坏死愈胶囊治疗股骨头坏死的潜在靶点及作用机制

作者：张雪; 徐彬; 刘又文^*; 李无阴; 张虹; 岳辰

来源：中医正骨, 2022, 34(01): 1-7.

• 股骨头坏死
• 股骨头坏死愈胶囊
• 网络药理学
• 靶点
• 药物作用机制

目的:分析股骨头坏死愈胶囊治疗股骨头坏死(osteonecrosis of femoral head, ONFH)的潜在靶点及作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform, TCMSP)和中医药百科全书(encyclopedia of traditional Chinese medicine, ETCM)数据库检索、筛选股骨头坏死愈胶囊的有效成分和靶点。在GeneCards数据库中检索ONFH相关基因,从GEO数据库下载包含ONFH基因数据的GSE74089数据集获取ONFH差异表达基因,并通过与已获取的股骨头坏死愈胶囊药物靶点基因取交集,筛选股骨头坏死愈胶囊治疗ONFH的关键靶点。利用Cytoscape软件、STRING数据库及已筛选出的股骨头坏死愈胶囊有效成分和关键靶点,构建药物-成分-靶点蛋白互作网络。利用R软件对筛选出的关键靶点基因进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,挖掘关键靶点的生物学功能和通路信息。利用Cytoscape软件和STRING数据库构建关键靶点蛋白互作网络,筛选股骨头坏死愈胶囊治疗ONFH的核心靶点。结果:从TCMSP和ETCM数据库中共筛选出股骨头坏死愈胶囊的有效成分203个、靶点592个。在GeneCards数据库中检索到ONFH相关基因2033个,在GEO数据库GSE74089数据集获得ONFH差异表达基因8178个。将ONFH相关基因、ONFH差异表达基因及药物靶点基因取交集后,获得股骨头坏死愈胶囊治疗ONFH的关键靶点57个。构建的药物-成分-靶点蛋白互作网路包含200个节点和500条边,蛋白互作网络显示137个药物有效成分与57个关键靶点有对应关系。GO功能富集分析结果显示,关键靶点的基因功能主要涉及激素反应、氧供反应、免疫系统过程调节、骨细胞调节、骨小梁形成、骨重塑调节、骨化调节、软骨发育及骨合成过程等;KEGG信号通路富集分析结果显示,关键靶点的主要信号通路包括缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)信号通路、核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路、鞘脂信号通路、p53信号通路、钙信号通路、精氨酸和脯氨酸代谢信号通路。构建的关键靶点蛋白互作网络显示,肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)为具有最高度值的关键靶点,即核心靶点。结论:股骨头坏死愈胶囊治疗ONFH的潜在靶点为TNF,其作用机制可能为通过HIF-1、NF-κB、p53等信号通路,参与激素反应、氧供反应、免疫系统过程调节及骨形成调节等生物学过程。

• 单位
  河南省洛阳正骨医院; 浙江省立同德医院; 省骨科医院