基于生物信息学及网络药理学...春干预肠化生起效成分及机制_陈琳慧.pdf

广 东 化 工 2023 年 第 4 期 8 第 50 卷 总第 486 期 基于生物信息学及网络药理学基于生物信息学及网络药理学 分析胃复春干预肠化生起效成分及机制分析胃复春干预肠化生起效成分及机制 陈琳慧，丁盛*(杭州胡庆余堂药业有限公司，浙江 杭州 311100)摘 要目的：基于肠化生患者差异表达谱及网络药理学，分析胃复春干预肠化生的潜在药效物质及作用机制。方法：从 GEO 公共数据库获得肠化生患者相关数据集并基于差异基因筛选及疾病靶点库获得作用靶点，结合胃复春入血成分信息，采用生物信息统计分析技术、生物分子网络分析及药效团模型构建筛选潜在核心靶点、通路及起效成分，并通过分子对接验证。结果：获取胃复春入血成分 78 个，入血成分归属分析结果显示入血成分以香茶菜二萜类成分为主。差异表达基因与入血成分靶点交集采用网络药理学分析，结果显示磷脂酰肌醇 3 激酶/蛋白激酶 B、络氨酸激酶-信号转导子与转录激活子、缺氧诱导因子-1、血管内皮生长因子、Wnt、表皮生长因子受体、p53 信号通路为胃复春治疗慢性胃炎进行性肠化生病变的核心起效通路，通路核心靶点药效团筛选及分子对接显示槲皮素、橙桑黄酮 F、蓝萼甲素、香茶菜素 O、香茶菜素 U、蓝萼乙素、5-去甲基川陈皮素、冬凌草素等为潜在起效物质，发挥抗炎和干扰胃黏膜肠化生组织增殖、凋亡等过程。结论：本研究基于公开胃复春入血成分，通过表达谱、分子生物网络分析及药效团模型筛选，初步揭示了其潜在的药效物质基础，为后续机制研究提供了参考。关键词胃复春；GEO；生物信息学；肠化生；网络药理学；作用机制；物质基础 中图分类号R285 文献标识码A 文章编号1007-1865(2023)04-0008-05 Based on Bioinformatics and Network Pharmacology to Analyze the Effective Components and Mechanism of Weifuchun Intervention on Intestinal Metaplasia Chen Linhui,Ding Sheng*(Hangzhou Huqing Yutang Pharmaceutical Co.,Ltd.,Hangzhou 311100,China)Abstract:Objective:To analyze the potential pharmacodynamic substances and mechanisms of action of Gastroflucan in the intervention of intestinal chemosis based on differential expression profiles and pharmacodynamic group model screening techniques in patients with intestinal chemosis.Methods:We obtained the relevant datasets of patients with enterocytosis from GEO public database and obtained the targets based on differential expression screening(logFoldChange=1,adjustP=0.05)and disease target database,combined with the information of the blood components of Gastroflucan,and used bioinformatics analysis,biomolecular network analysis and pharmacophore model construction to screen the potential core targets,pathways and The results were validated by molecular docking.Results:78 blood components were obtained,and the results of the blood component attribution analysis showed that the blood components were mainly from Cyperus rotundus,and the diterpenoids were the main components.The results showed that PI3K-Akt,JAK-STAT,HIF-1,VEGF,Wnt,EGFR and p53 signaling pathways were the core efficacy pathways of Gastrovac in the treatment of progressive intestinal metaplasia in chronic gastritis.Quercetin,Pomiferin F,Sudachinoid A,Glaucocalyxin A,Melissoidesin O,Melissoidesin U,Glaucocalyxin B,5-demethylnobiletin,Isosinensetin、Oridonin、were identified as potential potent substances,which exerted anti-inflammatory effects and interfered with the proliferation and apoptosis of gastric mucosal intestinal lesions.Conclusion:Based on the open gastric fuchsin into the blood components,this study initially revealed its potential pharmacodynamic substance basis through expression profiling,molecular biological network analysis and pharmacodynamic group model screening,which provides a reference for the subsequent mechanism research.Keywords:Weifuchun；GEO；bioinformatics；intestinal metaplasia；network pharmacology；material basis 胃肠上皮化生(Intestinal Metaplasia，IM)是指伴随幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，HP)感染所致慢性胃炎见到黏膜萎缩区域为中心的灰白色黏膜，内镜下典型表现为位于幽门胃窦部的灰白色扁平隆起1。研究显示与幽门螺杆菌感染、胆汁逆流、免疫紊乱、饮食因素及年龄等因素相关2。Correa 等3-4提出肠型胃癌的过程为“正常胃黏膜慢性炎症萎缩性胃炎IM上皮内瘤变胃癌”，中国胃黏膜癌前状态和癌前病变的处理策略专家共识(2020 年)指出 IM 为有癌化风险2。胃复春胶囊5由红参、香茶菜、枳壳组成，有健脾益气、活血解毒之功，临床广泛应用于慢性浅表性胃炎、胃癌癌前病变以及胃癌术后辅助治疗。章红玲6、张广林等7、张运贵等8、骆永文等9在临床实验后指出胃复春对胃黏膜中、重度异型增生有良好作用，调节患者 p21ras、p53 水平，降低癌变风险。胃复春临床效果理想，然其作用机制却尚未明确。生物信息学10-11是指以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学，分析疾病发展过程中基因表达及验证发现疾病诊断的标志物或治疗靶点，如将尾型同源盒转录因子 2(CDX2)12-13作为胃癌诊断标志物及药物作用靶标。本研究将生物信息学与网络药理学14-15相结合，从微观角度来解释中药复方“多成分、多靶点”，分析胃复春作用机制以及物质基础。1 材料与方法材料与方法 1.1 入血成分信息收集 胃复春入血成分信息参考目前已发表文献5,16。1.2 数据库及分析软件 R 3.6.3、ClusterProfiler 3.14.317、ggplot 2.3.3.0、DOSE 3.12.018、enrichplot 1.6.1、Cytoscape 3.7.2、Discovery studio 2019、中 药 系 统 药 理 学 数 据 库 与 分 析 平 台(TCMSP，http:/ Target Prediction(http:/www.swisstargetprediction.ch/)；OMIM数据库(https:/omim.org/)；Genecards数据库(http:/www.genecards.org)；UniProt 数据库(https:/www.uniprot.org)；STRING 数据库(https:/string-db.org)等。1.3 靶点收集和网络构建 基于已公开胃复春入血成分信息分别于 TCMSP、SwissTargetPrediction 检索及预测靶点，基于 UniProt 数据库标准化靶点名称。登录 GEO 数据库下载 IM 患者表达谱(GSE106656，GSE2699)，以 logFoldChange=1，adjustP=0.05采用 limma 3.42.2 进行差异表达基因统计分析，差异表达基因作为 IM 靶点 A。以“Intestinal Metaplasia”为检索关键词在收稿日期 2022-08-19 基金项目 上海市科委专项“上海医药战略大品种二次开发”(15DZ1900104)作者简介 陈琳慧(1978-)，女，浙江衢州人，本科，主管药师、总经理助理，主要研究方向为中药产品研发及大产品二次开发。*为通讯作者：丁盛(1981-)，男，浙江杭州人，本科，工程师，质量管理部副经理，主要研究方向为中药产品研发及大品种二次开发。2023 年 第 4 期 广 东 化 工 第 50 卷 总第 486 期 9 GeneCards、OMIM 数据库检索，获得 IM 疾病靶点 B，将药物靶点与疾病靶点(A+B)整合绘制韦恩图，得到交集靶点和复方药物-活性成分-靶标蛋白网络。1.4 蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)及拓扑网络分析 将筛选所得潜在靶点导入 STRING 数据库，设置物种为“Homo sapiens”进行检索，分析靶点蛋白之间的相互作用，结果导出用 Cytoscape 可视化。整合药材-化合物、化合物-靶点信息，得药材-化合物-靶点关联网络图，根据节点获得每个靶点与其它靶点互相作用，以大于 2 倍中心度值中位数为筛选条件筛选核心化合物。1.5 基因功能、京都基因与基因组数据库富集分析 将筛选的潜在靶点采用 ClusterProfiler 包进行基因功能(Gene ontology，GO)、京都基因与基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)富集分析，采用enrichplot、ggplot2 包对富集结果进行可视化，从生物过程(biological process，BP)、分子功能(molecular function，MF)、细胞组分(cellular component，CC)、作用通路分析胃复春治疗IM 起效机制。1.6 药效团模型构建及分子对接 基于 KEGG 通路富集结果，通过查阅文献以及 P.adjust选取与 IM 相关且排名靠前的通路作为核心起效