Pharmacy Information 药物资讯, 2021, 10(3), 158-171 Published Online May 2021 in Hans. /journal/pi
视觉定位系统/10.12677/pi.2021.103022
基于网络药理学探讨苓甘五味姜辛汤
分子机制
杨雯钧1*，黄蓉1，王略力1，肖创1，方雁1，李鲜1，王新华2，张荣平3，
武鸿翔1#，杨为民1#
1昆明医科大学药学院暨云南省天然药物药理重点实验室，云南昆明
2广州医科大学，广东广州
3云南中医药大学，云南昆明
收稿日期：2021年4月26日；录用日期：2021年5月21日；发布日期：2021年5月28日
摘要
目的：运用网络药理学方法探讨苓甘五味姜辛汤慢性阻塞性肺疾病的有效成分及潜在分子机制。方法：通过TCMSP检索苓甘五味姜辛汤的活性成分得到各成分的作用靶点；通过OMIM和GeneCards疾病数据库检索慢性阻塞性肺疾病的相关靶点；将上述得到的药物和疾病靶点导入UNIPROT数据库进行基因的标准化处理，以Venn图展示药物与疾病的交集靶点。运用Cytoscape3.7.2软件构建“药物–成分–靶点–疾病”网络图；利用STRING在线平台构建PPI网络图，根据Degree值筛选核心靶点。利用DAVID在线数据库平台进行GO生物过程和KEGG通路富集分析。筛选得到苓甘五味姜辛汤活性成分130个，预测得到靶点143个，慢性阻塞性肺疾病相关靶点4717个，药物与疾病交集靶点122个。其中核心靶点包括VEGFA、CCL2、TP53、MAPK8、PTGS2、IL1B、IL6等。利用DAVID富集分析得到GO生物条目68条，KEGG通路15条(P < 0.05, FDR < 0.05)，其中生物过程(biological process, BP) 4 7条，分子功能(molecular function, MF) 13条，细胞组分(cell composition, CC) 8条，主要涉及对药物的反应、酶结合和药物结合过程等；主要涉及癌症通路、钙离子信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、非小细胞肺癌等信号通路。结论：苓甘五味姜辛汤中的活性成分可以作用于VEGFA、CCL2、TP53、MAPK8、PTGS2、IL1B、IL6等关键靶点，通过调控钙离子信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等参与慢性阻塞性肺疾病。
关键词
网络药理学，苓甘五味姜辛汤，慢性阻塞性肺疾病，分子机制
*第一作者。
#通讯作者。
杨雯钧等
Discussion on Effective Components
and Molecular Mechanism of LingganWuweiJiangxin Decoction in Treating Chronic Obstructive Pulmonary Disease Based on Network Pharmacology
Wenjun Yang1*, Rong Huang1, Lueli Wang1, Chuang Xiao1, Yan Fang1, Xian Li1,
Xinhua Wang2, Rongping Zhang3, Hongxiang Wu1#, Weimin Yang1#
1School of Pharmaceutical Science and Yunnan Key Laboratory of Pharmacology for Natural Products, Kunming Medical University, Kunming Yunnan
2Guangzhou Medical University, Guangzhou Guangdong
3Yunnan University of Traditional Chinese Medicine, Kunming Yunnan
Received: Apr. 26th, 2021; accepted: May 21st, 2021; published: May 28th, 2021
Abstract
Objective: To explore the effective components and potential molecular mechanism of Linggan-WuweiJiangxin Decoction in treating chronic obstructive pulmonary disease by network pharma-cology. Methods: The active components of LingganWuweiJiangxin Decoction were searched by TCMSP and the action targets of each component were searched by this database. Search the re-lated targets of chronic obstructive pulmonary disease through OMIM and GeneCards disease da-tabase; Import the drug and disease targets obtained above into UNIPROT database for gene standardization, and show the intersection target of drug and disease by Venn diagram. The net-work diagram of “drug-component-target-disease” was constructed by using Cytoscape3.7.2 soft-ware. PPI network diagram is constructed by using STRING online platform, and core targets are screened according to Degree value. Enrichment analysis of GO biological process and KEGG pathway using DAVID online database platform. Results: Through TCMSP screening, 130 active ingredients of LingganWuweiJiangxin Decoction and 143 predicted targets, 4717 targets related to chronic obstructive pulmonary disease and 122 targets mapped by drugs and diseases were ob-tained. Among them, vascular endothelial growth factor A (VEGFA), C-C motif chemokine ligand 2 (CCL2), tumor protein P53 (TP53), mitogen-activated protein kinase 8 (MAPK8), prostaglan-din-endoperoxide synthase 2 (PTGS2), interleukin 1 beta (IL1B), interleukin 6 (IL6), tumor necro-sis factoe (TNF), mitogen-activated protein kinase 1 (MAPK1) and other nodes have higher degree valu
es, which may be the core targets of drug treatment. According to DAVID enrichment analysis, there are 68 GO biological items (P < 0.05, FDR < 0.05), including 47 biological processes (BP), 13 molecular functions (MF), and 8 cell compositions (CC), which mainly involve the reaction to drugs, positive regulation of cell proliferation, extracellular space, etc. Fifteen KEGG pathways (P < 0.05, FDR < 0.05) were obtained by the same method, mainly involving cancer pathway, calcium signal-ing pathway, neuroactive ligand-receptor interaction, tumor necrosis factor signaling pathway, hypoxia necrosis factor signaling pathway, non-small cell lung cancer and other signaling path-ways. The active components in LingganWuweiJiangxin decoction can act on key targets such as VEGFA, CCL2, TP53, MAPK8, PTGS2, IL1B, IL6, etc., and participate in the treatment of chronic ob-structive pulmonary disease by regulating calcium signal pathway, tumor necrosis factor signal
杨雯钧等
u型管pathway and hypoxia necrosis factor signal pathway.
有线电视分支分配器Keywords
Network Pharmacology, LingganWuweiJiangxin Decoction, Chronic Obstructive Pulmonary
Disease, Molecular Mechanism Array Copyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).
/licenses/by/4.0/
1. 前言
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是由于呼吸气流不能完全逆转、慢性炎症失调和肺气肿性破坏而导致的一种常见的疾病[1]。COPD是全球发病率、死亡率和医疗保健支出的主要原因[2]，且发病率和死亡率呈逐年上升的趋势。目前临床中多采用气管扩张剂和激素疗法COPD，能在一定程度上缓解患者的临床症状[3]，然而长期使用，也会导致不良反应随之出现。苓甘五味姜辛汤出自《金匾要略》，由茯苓、甘草、干姜、细辛、五味子组成。具有祛痰、止咳、平喘的作用，可以刺激呼吸中枢，扩张支气管，并且可以增强机体免疫力，降低炎症反应[4]。但苓甘五味姜辛汤COPD 的分子机制尚不明确。
网络药理学是基于细胞或表型网络的背景下，有助于我们转变我们传统的“一种药物、一种疾病”
的思维模式[5]，有助于我们了解药物多种作用机制。网络药理学构建了“药物–成分–靶点–通路–疾病”之间相互作用关系，对于更好地理解化合物在分子水平上的作用机制和优化效果至关重要。因
此本研究运用网络药理学方法分析苓甘五味姜辛汤的活性成分及潜在靶点，为临床应用COPD和后续实验验证提供理论支持。
2. 资料与方法
2.1. 中药成分的获取及靶点预测
通过检索中药系统药理学数据库和分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology data-base and analysis platform, TCMSP, tcmspw/tcmsp.php)获取苓甘五味姜辛汤中所有药物的活性成分，在TCMSP数据库中输入苓甘五味姜辛汤的组方药物名称，查询相关药物并在数据库中以口服生物利用度(oral bioavailability, OB) ≥ 30%和药物类似性(drug-likeness, DL) ≥ 0.18为筛选标准，筛选得到苓甘五味姜辛汤的所有活性成分。通过TCMSP预测得到所有活性成分的潜在靶点，将靶点导入Uniport数据库(/)进行基因的标准化处理。
2.2. COPD疾病靶点的获取
以“chronic obstructive pulmonary disease”为关键词在GeneCards (/)和OMIM (/)数据库检索得到COPD相关靶点，对两个数据库合并删除重复值后得到COPD疾病的最终靶点。
2.3. Venn图构建
将苓甘五味姜辛汤的药物靶点映射到COPD疾病靶点中，得到苓甘五味姜辛汤COPD的交集靶
杨雯钧等
点，并以Venn图展示。
2.4. 药物–成分–靶点–疾病网络图构建
将苓甘五味姜辛汤中的活性成分及靶点，以及药物–疾病交集靶点数据导入到Cytoscape3.7.2软件中，构建“药物–成分–靶点–疾病”网络图，利用“Network Analyzer”功能进行分析，其中节点代表苓甘五味姜辛汤中的药物及其活性成分、疾病、靶点，边代表苓甘五味姜辛汤中药物与成分、成分与靶点、疾病与靶点之间的相互作用关系。
2.5. PPI网络图及核心靶点网络图构建
将药物与疾病的交集靶点导入STRING数据库()，选择物种为“Homo sapiens”，得到药物与疾病交集靶点的蛋白互作关系。将在STRING数据库下载的TSV格式数据导入Cytoscape3.7.2软件中，以Degree值大于平均值为筛选条件，筛选苓甘五味姜辛汤COPD的核心靶点，并以核心靶点网络图展示。
2.6. GO功能和KEGG通路富集分析
将药物与疾病的交集靶点导入DAVID数据库(v/)，选择“official gene symbol”，物种选择为“Homo sapiens”，并以P < 0.05和FDR < 0.05为筛选标准，富集得到苓甘五味姜辛汤COPD的生物学过程和通路。其中将GO生物过程数据导入Omicshare在线数据库平台，制成条形图展示；KEGG通路以表格形式展示。
3. 结果
3.1. 苓甘五味姜辛汤成分及靶点获取
通过检索TCMSP得到苓甘五味姜辛汤活性成分785个，以OB ≥ 30%和DL ≥ 0.18为筛选标准，筛选得到130个有效活性成分，其中茯苓15个，甘草93个，干姜5个，细辛8个，五味子9个，预测得到靶点346个，删除重复值后得到143个靶点，见表1。
Table 1. Active ingredients of LingganWuweiJiangxin Decoction
表1.苓甘五味姜辛汤活性成分表
药物名称Mol ID Molecule Name OB (%) DL
茯苓MOL000273 (2R)-2-[(3S,5R,10S,13R,14R,16R,17R)-3,16-dihydroxy-4,4,10,13,14-pentam
ethyl-2,3,5,6,12,15,16,17-octahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl]-6-m
ethylhept-5-enoic acid
30.93 0.81
MOL000275 trametenolic acid 38.71 0.8 MOL000276 7,9(11)-dehydropachymic acid 35.11 0.81 MOL000279 Cerevisterol 37.96 0.77
MOL000280 (2R)-2-[(3S,5R,10S,13R,14R,16R,17R)-3,16-dihydroxy-4,4,10,13,14-pentam铭板
ethyl-2,3,5,6,12,15,16,17-octahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl]-5-is智能拼图
opropyl-hex-5-enoic acid
31.07 0.82
MOL000282 ergosta-7,22E-dien-3beta-ol 43.51 0.72 MOL000283 Ergosterol peroxide 40.36 0.81
MOL000285 (2R)-2-[(5R,10S,13R,14R,16R,17R)-16-hydroxy-3-keto-4,4,10,13,14-pentam
ethyl-1,2,5,6,12,15,16,17-octahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl]-5-isopro
pyl-hex-5-enoic acid
38.26 0.82
杨雯钧等
Continued
MOL000287 3beta-Hydroxy-24-methylene-8-lanostene-21-oic acid 38.7 0.81
MOL000289 pachymic acid 33.63 0.81
MOL000290 Poricoic acid A 30.61 0.76
MOL000291 Poricoic acid B 30.52 0.75
MOL000292 poricoic acid C 38.15 0.75
MOL000296 hederagenin 36.91 0.75
MOL000300 dehydroeburicoic acid 44.17 0.83 甘草MOL001484 Inermine 75.18 0.54 MOL001792 DFV 32.76 0.18
MOL000211 Mairin 55.38 0.78
MOL002311 Glycyrol 90.78 0.67
MOL000239 Jaranol 50.83 0.29
MOL002565 Medicarpin 49.22 0.34
MOL002844 Pinocembrin 64.72 0.18
MOL000354 isorhamnetin 49.6 0.31 甘草、干姜MOL000359 sitosterol 36.91 0.75 MOL003656 Lupiwighteone 51.64 0.37
MOL003896 7-Methoxy-2-methyl isoflavone 42.56 0.2
MOL000392 formononetin 69.67 0.21
MOL000417 Calycosin 47.75 0.24 甘草、细辛MOL000422 kaempferol 41.88 0.24 MOL004328 narin
genin 59.29 0.21
MOL004805 (2S)-2-[4-hydroxy-3-(3-methylbut-2-enyl)phenyl]-8,8-dimethyl-2,3-dihydrop
yrano[2,3-f]chromen-4-one 31.79 0.72 MOL004806 euchrenone 30.29 0.57
MOL004808 glyasperin B 65.22 0.44
MOL004810 glyasperin F 75.84 0.54
MOL004811 Glyasperin C 45.56 0.4
MOL004814 Isotrifoliol 31.94 0.42
MOL004815 (E)-1-(2,4-dihydroxyphenyl)-3-(2,2-dimethylchromen-6-yl)prop-2-en-1-one 39.62 0.35
MOL004820 kanzonols W 50.48 0.52
MOL004824 (2S)-6-(2,4-dihydroxyphenyl)-2-(2-hydroxypropan-2-yl)-4-methoxy-2,3-dihy
碳素消字灵drofuro[3,2-g]chromen-7-one 60.25 0.63 MOL004827 Semilicoisoflavone B 48.78 0.55
MOL004828 Glepidotin A 44.72 0.35
MOL004829 Glepidotin B 64.46 0.34
MOL004833 Phaseolinisoflavan 32.01 0.45
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议