《网络药理学对萱草根治疗肺癌作用机制研究》-哲学论文-论文范文参考-科学狗论文网

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网络药理学对萱草根治疗肺癌作用机制研究

范文

陈周秀吴启康罗影高丹

摘要：采用网络药理学方法研究萱草根活性成分治疗肺癌的细胞信号通路机制。从TCMSP数据库中获得萱草根活性成分及其靶点信息，Cytoscape建立成分一靶点网络;从Genecards中获得肺癌靶点信息;筛选萱草根成分与肺癌共同的靶点靶点信息;采用STRING进行PPI网络分析;Metascape进行KEGG信号通路分析。分析结果表明，度值最高的靶点为核受体共激活剂2（NCOA2），度值最高的活性成分为山奈酚（MOL000422）。TP53、JUN、TNF、MAPKl4、MYC、PTGS2、CASP3、AKTl、ESRl、MAPK8是萱草根活性物质与肺癌共同靶点中靶点互作评分较高的蛋白，其中TP53评分最高。萱草根治疗肺癌的主要作用机制可能有癌症的途径，TNF信号通路、神经营养蛋白信号通路、IL-17信号通路、鞘脂信号通路和MAPK信号通路，这为萱草根治疗癌症的实验研究指引方向。

关键词：网络药理学;萱草根;成分;肝癌

中图分类号：R285 文献标志码：A

萱草（Hemerocallis fulva）是百合目（TJil讯orae）百合科（Liliaeeae）萱草属（Hemerocallis）植物，又名忘萱草，别名有鹿葱、川草花、忘郁、丹棘等。属多年生宿根草本。萱草作用广泛，可用作园林绿化美化，是重要的经济植物;萱草也可食用和药用，其入药的部位可以分为萱草根和萱草花。《中华本草》载：“萱草功能：清热利湿、宽胸解郁、凉血解毒”。现代科学研究表明萱草提取物中主要成分包括蒽醌类化合物、黄酮类化合物、萘酚、甾体、皂苷、酰胺衍生物、类胡萝卜素等。具有抗菌作用、抗吸血虫作用与抗癌作用。中药药理学数据库与分析平台（TcMsP，Traditional chinese Medicinesystems Pharmacology Database and Analysis P1afform）作为中草药系统药理平台，可捕获药物，靶标和疾病之间的关系。本研究即基于网络TcMsP检索萱草根活性成分及其相关靶点，结合Genecards中检索到的肺癌相关靶点，查找出共有的靶点信息，采用sTRING分析蛋白与蛋白质之间相互作用关系，Metascape进行KEGG信号通路，为中药萱草根的药用进行前期的数据分析和潜在价值的挖掘和探索，为萱草根治疗肺癌药物的开发研究指引方向。

1方法

1.1数据库网址与相关平台

TCMSP数据库（http：//temspw.com/tcmsp.php）;uni-ProtKB数据库（https：//www.uniprot.org/uniprot，？query=reviewed：yes）;cytoscape（3.7.2版本）;Genecards数据库（https：//www.genecards.org/）;STRING数据库（htcps：//string-db.org/cgi，input.p1）;Metascape平台（htcps：//metaseape.org/gp/index.html#/main，stepl）;微生信（http：//www.bioinformaties.com.en/plot_basic-opathway_enrich-ment_bubbleplot_081）。

1.2萱草根活性成分、靶点和肺癌靶的获取

登陆TcMsP数据库，检索萱草根成分物质，生物利用度（OB>30%）和类药性（DL>0.18）筛选活性成分。同时根据活性成分TcMsP ID检索相关靶点。uni-ProtKB数据库标注Gene symbol信息，cytoscape软件建立萱草根活性成分一靶点网络图。登陆Genecards数据库，输入“Lung Cancer”检索肺癌相关靶点，对靶点数据进行初步的筛选。

1.3PPl網络分析与KEGG信号通路分析

在微生信平台制作Venn图分析肺癌靶点与萱草根活性物质靶点的交集。将萱草根活性成分与肺癌共有的靶点信息输入到STRING系统进行蛋白质互作分析，下载数据，采用Cytoscape软件建立PPI网络。Metascape平台进行KEGG信号通路分析。

2结果

2.1活性成分及靶点检索

从TCMSP数据库共检索到萱草根26种成分，经过条件筛选后获得8个活性成分，基本信息见表1。萱草素（MOL013343）的成分系统中未给出CAS编号，苦瓜甙c（MOL013345）的成分并未检索到相关靶点信息，芦荟大黄素（MOL000471）的成分OB值最高（83.38%）。根据活性成分ID在TCMSP中共检索到134个靶点，其中山奈酚（MOL000422）的成分靶点数最多。所有成分靶点进行去重后获得93个有效靶点。经过筛选，选取7种成分及93个相关靶点进行后续研究。

2.2成分一靶点网络

从UniProtKB网站下载已审查的人源蛋白质数据及其Gene svmbol数据。对萱草根活性成分添加Genesvmbol。有6个靶点未找到对应基因信息，其余128个靶点获得Gene Symbol添加。采用Cytoscape软件制作成分一靶点Network网络图（如图1-a），其中椭圆为萱草根活性成分，四边形为具有两个或两个以上节点的靶点，六边形为某活性成分的独有靶点。MOL001255、MOL002268、MOL001771三种成分无独有靶点。度值最高的靶点为核受体共激活剂2（NCOA2），度值最高的活性成分为山奈酚（MOL000422）。在今后的研究中可对其进行更深入的研究。

2.3肺癌靶点的检索

从Genecards数据库中检索到肺癌相关靶点共22399个。根据评分选项筛选大于等于10分的数据，共获得2747个靶点。根据Category（类别）筛选GeneticLocus、Protein Coding数据，获得2398个靶点。Venn数据分析萱草根靶点与肺癌靶点的交集。分析结果显示萱草根靶点与肺癌靶点共有68个交集。选取这68个交集靶点进行PPI网络分析。将68个靶点输入到STRING系统中进行互作分析，物种选择为“Homo sapi-ens”，获得PPI网络图，（如图1-b）。TP53、JUN、TNF、MAPKl4、MYC、PTGS2、CASP3、AKTl、ESR1、MAPK8是萱草根活性物质与肺癌共有靶点中靶点互作评分较高的蛋白，其中TP53评分最高。

2.4KEGG信号通路分析

萱草根治疗肺癌靶点通过Metascape平台进行分析之后，根据P值，进行筛选，获得P值最小的20个信号通路，分别为糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化、癌症的途径、乙型肝炎、TNF信号通路、神经营养蛋白信号通路、IL-17信号通路、弓形虫病、HTLV-I感染、甲型流感、胰岛素抵抗、非酒精性脂肪肝病、EB病毒感染、鞘脂信号通路、前列腺癌、大肠癌、结核、内分泌抵抗、MAPK信号通路和百日咳。

3讨论

本研究基于TCMSP数据进行。从TCMSP数据库检索到萱草根7个具有靶点的活性成分，同时在TC-MSP数据库中检索出对应的134个有效靶点，采用cy-toscape软件进行活性成分一靶点分析，度值最高的靶点为核受体共激活剂2（NCOA2）。度值最高的活性成分为山奈酚（MOL000422）。随后于Genecards数据库检索肺癌靶点，筛选获得2398个靶点。其中萱草根活性成分与肺癌交集靶点共有68个，着重对这68个靶点进行PPI蛋白质互作分析和KEGG通路分析。结果显示，TP53、JUN、TNF、MAPK14、MYC、PTGS2、CASP3、AKTl、ESRl、MAPK8是萱草根活性物质与肺癌共同靶点中靶点互作评分较高的蛋白，其中TP53评分最高;KEGG选取P值最小的20个进行分析，萱草根治疗癌症的主要作用机制可能为：癌症的途径、TNF信号通路、神经营养蛋白信号通路、IL-17信号通路、鞘脂信号通路和MAPK信号通路，在今后的实验研究中可做相应的分析。

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