基于网络药理学探讨艾叶黄酮...疗类风湿性关节炎的作用机制_石妤.pdf

第 45 卷第 3 期2023 年 5 月 湖北大学学报(自然科学版)Journal of Hubei University(Natural Science)Vol.45No.3May 2023收稿日期:20211220基金项目:国家自然科学基金(81560703),深圳市基础研究计划自由探索项目(JCYJ20170306171157738),甘肃百草中药材种植有限公司重点 研 发 项 目(2019BC430062),药 物 高 通 量 筛 选 技 术 国 家 地 方 联 合 工 程 研 究 中 心 开 放 基 金(M20181007、M20202003)和“荆楚卓越人才”协同育人计划大学生创新训练项目(M20191002)资助作者简介:石妤(1997),女,硕士生;李路军,通信作者,副教授,硕士研究生导师,E-mail:lilujunhuda 文章编号:10002375(2023)03033207基于网络药理学探讨艾叶黄酮治疗类风湿性关节炎的作用机制石妤1,路艳霞1,阳航1,李路军1,刘孜瀚2,吴明霞1,孙可可1(1.药物高通量筛选国家与地方联合工程研究中心,生物催化与酶工程国家重点实验室,中药生物技术湖北省重点实验室,湖北大学,湖北 武汉 430062;2.甘肃百草中药材种植有限公司,甘肃 兰州 730102)摘要:基于网络药理学探究艾叶黄酮治疗类风湿性关节炎(RA)的作用机制.通过 TCMSP 数据库和 STP 数据库并结合文献筛选艾叶活性黄酮成分及其相应靶点,通过 GeneCards、DRUGBANK、OMIM、TTD 数据库预测 RA 相关靶点,得到艾叶黄酮治疗 RA 的交集靶点;采用 DAVID 数据库对交集靶点进行 GO 功能富集分析和 KEGG 通路富集分析;并导入STRING 数据库进行蛋白相互作用(PPI)分析,筛选出关键靶点;使用 Cytoscape3.7.2 软件构建“成分-靶点-通路”网络,分析并筛选出核心活性成分.筛选获得 38 个艾叶活性黄酮成分,主要作用于 129 个 RA 相关靶点;主要通过药物反应、凋亡过程的负调控和炎症应答等生物过程,涉及包括肿瘤坏死因子信号通路、Toll 样受体信号通路、破骨细胞分化等 15 条相关的信号通路,关键靶点有 TNF、JUN、RELA、AKT1、TP53、IL-6、MAPK1、MAPK14;核心成分为槲皮素、芹菜素、山柰酚、木犀草素、柚皮素、异鼠李素、异泽兰黄素.表明艾叶黄酮通过多成分、多靶点、多通路协同治疗 RA,为其进一步实验研究和临床应用提供依据.关键词:艾叶;黄酮:类风湿性关节炎;网络药理学;靶点;通路中图分类号:R285.5文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2022.00.035著录信息:石妤,路艳霞,阳航,等.基于网络药理学探讨艾叶黄酮治疗类风湿性关节炎作用机制 J.湖北大学学报(自然科学版),2023,45(3):332-338.DOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2022.00.035.SHI Y,LU Y X,YANG H,et al.Mechanism of flavonoids from Artemisia argyi in treatment of rheumatoid arthritis based on network pharmacologyJ.Journal of Hubei University(Natural Science),2023,45(3):332-338.DOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2022.00.035.Mechanism of flavonoids from Artemisia argyi in treatment of rheumatoid arthritis based on network pharmacologySHI Yu1,LU Yanxia1,YANG Hang1,LI Lujun1,LIU Zihan2,WU Mingxia1,SUN Keke1(1.National&Local Joint Engineering Research Center of High-throughput Drug Screening Technology,State KeyLaborator of Biocatalysis and Enzyme Engineering,Hubei Key Laboratory of Biotechnology of Chinese TraditionalMedicine,Hubei University,Wuhan 430062,China;2.Gansu Herbal Medicine Planting Co.,Ltd.,Lanzhou,730102,China)Abstract:To explore the mechanism of flavonoids from Artemisia argyi(FAA)in treatment of rheumatoid arthritis(RA)based on network pharmacology.TCMSP database,STP database and literature were used to screen the active ingredients of FAA and corresponding targets.The related targets of RA were predicted by Genecards,Drugbank,OMIM and TTD databases.The targets of FAA for the treatment of RA were obtained by interaction,the DAVID database was used to perform GO enrichment analysis and KEGG pathway 第 3 期石妤,等:基于网络药理学探讨艾叶黄酮治疗类风湿性关节炎的作用机制333 enrichment analysis.The intersection targets were imported into the STRING database for protein-protein interaction analysis,and the core targets were screened.Then,Cytoscape 3.7.2 software was used to construct and analyze the“component-target-pathway”network to screen out core active components.The 38 active ingredients of FAA and 129 targets of FAA in treatment of RA were obtained.GO enrichment analysis showed that FAA treated RA mainly through biological processes such as response to drug,negative regulation of apoptotic process,and inflammatory response,etc.15 pathways related to RA were obtained by KEGG enrichment analysis,including TNF signaling pathway,Toll-like receptor signaling pathway,and Osteoclast differentiation,etc.The key targets included TNF,JUN,RELA,AKT1,TP53,IL-6,MAPK1 and MAPK14.The core ingredients were quercetin,apigenin,kaempferol,luteolin,naringenin,isorhamnetin and eupatilin.FAA plays a synergistic role in the treatment of RA through multi-component,multi-target and multi-pathway,which provides the basis for further experimental research and clinical application.Key words:Artemisia argyi;flavonoids;rheumatoid arthritis;network pharmacology;target;pathway 0引言类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种慢性、全身性自身免疫系统疾病,临床表现为对称性关节肿痛、侵蚀性滑膜炎,久之会导致关节损伤、畸形、严重会致残1.流行病学研究发现,该病发病率高,全球的发病率为 0.5%1%,中国的发病率为 0.42%2.目前治疗 RA 的药物主要为抗风湿药(DMARD)、非甾体抗炎药(NSAIDs)和糖皮质激素,虽有一定疗效,但是长期服用都伴有严重的副作用3.RA 属中医“痹证”范畴,治当祛风、散寒、祛湿以及舒经通络,中医药在治疗 RA 方面具有疗效好、毒副作用小、标本兼治的优势,备受临床医师及患者的青睐4.艾叶(Artemisia argyi Levl.et Vant.)为菊科植物艾的干燥叶,其性味辛、苦,温,归肝、脾、肾经,具有温经止血,散寒止痛功效5.作为传统药食两用植物,自古人们在清明节前后采集艾的嫩芽和叶泡茶,艾叶在我国也常被用作传统美食“青团”的调味剂和着色剂6.艾叶尚具有广泛的药理作用,通过艾灸7、外用8或是内服9等方式用于治疗 RA,疗效确切,历史悠久.艾叶化学成分丰富,除含有挥发油、萜类等挥发性成分外,还含有丰富的黄酮类等非挥发性成分,艾叶黄酮类化合物具有抗炎、抗氧化、抑菌、抗肿瘤等多种药理作用10.本研究采用网络药理学的方法,探究艾叶黄酮治疗 RA 的药效物质基础和分子作用机制,为艾叶黄酮的深入研究和临床应用提供指导.1方法1.1数据库和软件 TCMSP 数据库(https:/ 数据库(https:/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)、STP 数据库(http:/www.swisstarget prediction.ch/)、Uniprot(https:/www.uniprot.org/)、GeneCards 数据库(https:/www.genecards.org)、OMIM 数据库(http:/www.omim.org)、TTD 数据库(http:/bidd.nus.edu.sg/group/cjttd)、DrugBank 数据库(https:/www.drugbank.ca)、DAVID(https:/david.ncifcrf.gov/)、String 数据库(https:/string-db.org/)、微生信平台(http:/)、ChemDraw、Chem 3D、Cytoscape 3.7.2、Discovery Studio 2020(DS).1.2活性成分的筛选和靶点预测搜索 TCMSP 数据库中艾叶黄酮成分,为了保证检索的科学性和完整性,同时进行了文献11-12挖掘和补充,得到艾叶所有黄酮类成分列表.使用 ChemDraw 软件绘制所有艾叶黄酮类成分结构式,均保存为.mol 格式文件.将所有艾叶黄酮成分的.mol 文件导入 DS 软件中,利用里宾斯基(Lipinski)类药性五原则13筛选建立