基于网络药理学研究小檗碱对肝细胞癌的作用机制_周汨.pdf

究分析 J.中国保健营养，2014，(6):3502-3503.3 高志江.制粒和压片的工艺参数对片剂质量影响的研究 D.天津:天津大学，2006.4 赖谱富，李怡彬，李君琛，等.玛咖秋葵咀嚼片直接压片工艺的优化 J.热带植物学报，2019，40(7):1346-1353.5 胡英.药物制剂工艺与设备 M.化学工业出版社，2012，9:202.6 王沛.药物制剂设备 M.中国医药科技出版社，2016，1:112.7 施昊韫，陈岚，虞雅萍，等.强迫加料器叶轮转速对压片机充填影响的数值模拟和试验研究J.中国医药工业杂志，2021，42(11):819-822.8 王伟，施卫东，蒋小平，等.基于正交试验及 CFD 的多级离心泵叶轮优化设计 J.排灌机械工程学报，2016，34(3):192-197.药理基于网络药理学研究小檗碱对肝细胞癌的作用机制周汨1，尹松1，陈熙1，尹伟成2*(1.湘潭医卫职业技术学院，湖南湘潭 411104;2.湖南省药品检验检测研究院，湖南长沙 410001)摘要:目的采用网络药理学方法预测小檗碱抗肝细胞癌的相关靶点，并探讨其作用机制。方法利用 TCMSP 数据库与分析平台筛选小檗碱作用靶点，通过 GeneCards、OMIM、PharmGKb、TTD、DrugBank 数据库获得肝细胞癌疾病的相关基因靶点，两者取交集得到小檗碱抗肝细胞癌的作用靶点;运用 Cytoscapea 软件分析小檗碱抗肝细胞癌相关靶点的蛋白互作(PPI)关系图，筛选小檗碱抗肝细胞癌的核心靶点，并对其进行分子对接验证。在 DAVID 数据库对相关靶点进行 GO 生物学过程和 KEGG 信号通路富集分析。结果共获得小檗碱潜在作用靶点 208 个和肝细胞癌相关靶点 13684 个，取交集后，获得小檗碱抗肝细胞癌的潜在作用靶点 201 个，筛选出关键靶点 9 个。分子对接显示，关键靶点 PTK2、SC、AC1、EGF、PTPN11、HSP90AA1、KD、HAS 和 HCK 与小檗碱亲和力均较好。GO 生物学功能富集分析结果表明，与肝细胞癌有关的生物学功能主要富集于对外源刺激的反应、激素水平的调节、对肽的反应和有机酸生物合成过程等。KEGG 信号通路富集分析结果表明，小檗碱抗肝细胞癌的相关通路有化学致癌、PI3K-AKT 信号通路、细胞色素 P450 对外源物质的代谢、药物代谢、PPA 信号通路、癌症中的蛋白多糖、VEGF 信号通路、MAPK 信号通路、甲状腺激素信号通路等。结论小檗碱可以通过多靶点、多通路作用于肝细胞癌。关键词:小檗碱;网络药理学;肝细胞癌;药理机制中图分类号:95文献标识码:A文章编号:1006-3765(2023)-02-0008-07作者简介:周汨，女(1992 )。学历:硕士。职称:讲师。研究方向:药物合成。通讯作者:尹伟成，男(1990 )。学历:硕士。职称:主管药师。研究方向:药物合成。基金项目:湖南省教育厅科学研究项目(21C1478)Prediction of Mechanisms of Berberine Against Hepatocellular CarcinomaBased on Network PharmacologyZHOU Mi1，YIN Song1，CHEN Xi1，YIN Wei-cheng2*(1.College of Xiangtan Medicine and Health Vocation-al，Xiangtan 411104，China;2.Hunan Institute of Drug Inspection and Testing，Changsha 410001，China)ABSTACT:OBJECTIVETo predict the related targets of berberine against hepatocellular carcinomabased onnetwork pharmacology，so as to explore its mechanisms.METHODSBerberine targets was screened by TCMSP da-tabase.GeneCards，OMIM，PharmGKb，TTD，DrugBank databases were used to retrieve the disease targets related tohepatocellular carcinoma.The intersection is the targets of berberine against hepatocellular carcinoma.The target pro-tein-protein interaction network was cconstructed by Cytoscape software.The key targets were screened out and werefurther verified by molecular docking.GO biological process and KEGG signaling pathway enrichment analysis of re-lated targets were carried out by Database for Annotation，Visualization，and Integrated Discovery(DAVID).ESULTSWe obtained 201 targets related to berberine against hepatocellular carcinoma，of which 9 key targetswere screened.Molecular docking showed that the key targets PTK2，SC，AC1，EGF，PTPN11，HSP90AA1，KD，HAS and HCK had a good affinity to berberine.The results of GO functional enrichment analysis on the bio-8海峡药学2023 年第 35 卷 第 2 期logical process showed that berberine against hepatocellular carcinoma were involved in biological processes，inclu-ding response to xenobiotic stimulus，regulation of hormone levels，response to peptide and organic acid biosyntheticprocess.KEGG enrichment analysis demonstrated that the signaling pathways related to berberine against hepatocellu-lar carcinoma included Chemical carcinogenesis，PI3K-Akt signaling pathway，Metabolism of xenobiotics by cyto-chrome P450，Drug metabolism，PPA signaling pathway，Proteoglycans in cance，VEGF signaling pathway，MAPKsignaling pathway and Thyroid hormone signaling Pathway.CONCLUSIONBerberine plays an important role intreating hepatocellular carcinoma from multiple targets and pathways.KEY WODS:Berberine;Network pharmacology;Hepatocellular carcinoma;Pharmacological mechanism肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是全球最常见的癌症之一，与其他常见癌症(如乳腺癌、肺癌和前列腺癌)的死亡率下降相反，肝癌的死亡率以每年约 23%的速度增长1，是癌症相关死亡人数的第二大常见原因2。目前治疗HCC 的方法有手术切除、肝移植术、消融，而这些治疗方法仅对早期肝细胞癌阶段有效。由于肝细胞癌诊断较晚，初次诊断时低于 30%的肝细胞癌患者适合接受根治性治疗，全身治疗在中晚期肝细胞癌的治疗过程中发挥重要的作用，索拉非尼是最早用于肝癌系统抗肿瘤治疗的分子靶向药物，根据目前数据表明，索拉菲尼对于不同国家地区、不同肝病背景的晚期肝癌患者都具有一定的生存获，但是其有各种副作用，如腹泻、高血压、和皮肤毒性3，4。因此了解肝细胞癌发展的分子机制对于发现先靶向治疗的新药物至关重要。中医药治疗肝细胞癌在我国已有几百年历史，中药及其活性成分能通过参与多种机制而发挥治疗肝细胞癌的作用。小檗碱(Berberine，BB，C20H19NO5)是一种异喹啉生物碱，从许多常见药用植物中分离得到，如黄柏、黄连和阔叶十大功劳。此外小檗碱也是一种主要的活性成分，具有多种药理作用，包括抗氧化作用、降血脂、降糖、抗菌、抗炎、抗肿瘤等5-11。研究表明，小檗碱通过多种机制对许多类型的肿瘤细胞具有显著的抗癌作用，包括抑制肿瘤新生血管，抑制肿瘤增殖和侵袭，调节各种与癌症相关的基因等12，13，然而小檗碱抗肝细胞癌的作用机制还不甚明确。网络药理学是基于系统生物学理论，对生物系统的网络分析，选取特定信号节点进行多靶点药物分子设计的新学科，可以将药物和相关疾病联系起来，建立“药物-靶点-疾病”多层次的网络结构14，对于了解药物的作用机制具有重要的意义。故本研究基于现有文献总结和网络药理学对小檗碱进行系统具体的分析，构建小檗碱与肝细胞癌相互作用的药物与生物分子的关系网络，发现药物作用靶点及药物与内源性蛋白及生物通路的作用关系，推断小檗碱的作用靶点，探讨小檗碱抗 HCC 的作用机制，为肝细胞癌的相关研究提供参考依据。1网络药理学研究方法1.1小檗碱的药动学(PK)性质评价利用中药系统药理学数据库 TCMSP(https:/old.tcmsp- 是一种独特的中草药系统药理学平台，它能捕捉药物、靶标和疾病之间的关系。搜索关键词“小檗碱”，得到其 PK 参数。1.2小檗碱靶点的获取利用 PharmMapper 和 TCMP 数据库检索小檗碱的靶点。通过有机小分子生物活性数据库PumChem(https:/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)搜索关键词“berberine”获取小檗碱的化学结构式，见图 1，将其保存为SDF 格 式。PharmMapper(http:/www.lilab- SDF 导入导 PharmMapper(ht-tp:/www.lilab- Protein Targets Only)，继而获得小檗碱相关的靶点。利用 TCMSP 数据库检索关键词“berberine”，获取小檗碱相关靶点。最后将 2 个数据库所获得的靶点进行合并去除重复项，筛选出小檗碱潜在的作用靶点，并利用 Uni-Prot 数据库(https:/www.uniprot.org/)，选择 UniProtKB 功能，物种限定为“Homo sapiens”，将筛选出的蛋白质名称改为基因名称。图 1小檗碱分子结构式1.3肝细胞癌疾病靶点的获取在 GeneCards 数据库(ht-tps:/www.genecards.org/)、OMIM 数据库(https:/omim.org/)、TTD 数据库(http:/ 数据库(ht-tps:/www.pharmgkb.org/)和 DrugBank