北五味子在胸主动脉瘤发生发展中作用机制的网络药理学和分子对接技术分析

doi:10.13481/j.1671-587X.20220219

摘要/Abstract

摘要： 目的

探讨北五味子（SCF）在胸主动脉瘤（TAA）发生发展过程中的作用，并阐明其可能的机制。

方法

整合中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）、Uniprot、Swiss TargetPrediction、CTD、GeneCards、OpenTargets和OMIM多个数据库获取SCF作用于TAA的潜在靶点；利用String数据库和Cytoscape软件构建靶点蛋白-蛋白互作（PPI）网络，并进行拓扑网络分析得到SCF作用于TAA的核心靶点；借助Omicshare在线分析平台对潜在作用靶点进行潜在靶点的基因本体（GO）和京都基因组与基因百科全书（KEGG）富集分析；通过GEO数据库提取SCF有效成分—五味子酯乙（SchB）刺激大鼠主动脉平滑肌细胞基因表达谱，验证核心靶点表达水平；应用Autodock软件将核心靶点进行分子对接验证。

结果

获得SCF影响TAA的潜在靶点46个，GO富集分析主要涉及细胞增殖、催化活性和蛋白质代谢等生物学过程，KEGG富集分析主要涉及血管内皮生长因子（VEGF）、受体酪氨酸蛋白激酶（ErbB）和缺氧诱导因子1（HIF-1） 3条信号通路，拓扑网络分析得到信号转导与转录激活因子3（STAT3）和基质金属蛋白酶9（MMP9）等10个核心靶点。基因表达谱分析，与转化生长因子β1（TGF-β1）组比较，SchB-TGF-β1组核心靶基因STAT3和MMP9表达水平明显下调（P<0.05）。

结论

SCF的主要活性成分SchB等可能通过靶向STAT3等信号通路，抑制血管平滑肌中MMP9表达水平，进而减轻主动脉中细胞外基质降解，发挥抑制TAA发生发展的作用。

关键词: 网络药理学, 北五味子, 胸主动脉瘤, 分子对接

Abstract: Objective

To investigate the effect of Schisandrae Chinensis Fructus（SCF）in the occurrence and development of thoracic aortic aneurysm（TAA）， and to clarify its possible mechanism. Methords：The informations from multiple databases of Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform（TCMSP），Uniprot， Swiss TargetPrediction，CTD，GeneCards， OpenTargets， and OMIM were integrated to obtain the potential targets for the treatment of TAA by SCF； the protein-protein interaction （PPI） network was constructed by String database and Cytoscape software， and the key targets of SCF acted on TAA were selected by topological analysis； Omicshare online analysis platform was used to conduct GO and KEGG enrichment analysis on the potential targets； the gene expression profile of rat smooth muscle cells stimulated by Schisandra chinese（turcz.） baill （SchB）， the main active ingredients of SCF was obtained from GEO database to verify the expression levels of core targets； Autodock software was used for molecular docking validation of key targets.

Results

A total of 46 potential targets of SCF protected against TAA were obtained； GO enrichment analysis mainly involved biological processes such as cell proliferation， catalytic activity， protein metabolic process and so on； KEGG enrichment analysis mainly involved three signal pathways， including vascular endothelial growth factor （VEGF）， receptor tyrosine-protein kinase （ErbB） and hypoxia-inducible factor 1（HIF-1）.The 10 core targets such as signal transducer and activator of transcription 3 （STAT3） and matrix metalloproteinase 9 （MMP9） were obtained by topological network analysis. The results of gene expression profile showed that compared with TGF-β1 group， the expression levels of core target genes STAT3 and MMP9 in TGF-β1-SchB group were significantly down regulated（P<0.05）.

Conclusion

SchB， the main active component of SCF， may inhibit the expression of MMP9 in vascular smooth muscle by targeting STAT3 and other signal pathways， so as to reduce the degradation of extracellular matrix in aorta and inhibit the occurrence and development of TAA.

Key words: Network pharmacology, Schisandrae Chinensis Fructus, Thoracic aortic aneurysm, Molecular docking

中图分类号:

R543.1

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图/表 14

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参考文献 43

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