目的:基于加权基因共表达网络分析和分子对接探讨青娥丸治疗腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)的作用机制。方法:通过GEO数据库获取LDH相关数据集GSE124272,采用R软件构建加权基因共表达网络;通过模块基因与性状的关联分析筛...目的:基于加权基因共表达网络分析和分子对接探讨青娥丸治疗腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)的作用机制。方法:通过GEO数据库获取LDH相关数据集GSE124272,采用R软件构建加权基因共表达网络;通过模块基因与性状的关联分析筛选关键模块,以及模块基因与表型数据的关联分析筛选重要基因。利用中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、中药分子机制生物信息学分析工具(Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine,BATMAN-TCM)数据库检索青娥丸的活性成分,基于Uniprot数据库筛选活性成分的作用靶点,采用Cytoscape软件构建“药物-活性成分-靶点”网络。通过DisGeNET、GeneCards数据库获取LDH疾病靶点,将其与模块基因、青娥丸靶点取交集,作为青娥丸治疗LDH的关键靶点;采用R软件进行基因本体(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析;采用AutoDockTools软件进行分子对接验证。结果:GSE124272数据集共涉及5495个基因,blue模块(R=0.63,P=0.008)可能是LDH的关键模块,筛选得到310个重要基因。青娥丸活性成分65个,排名前5的活性成分是补骨脂素、鞣花酸、原人参二醇、异补骨脂素、槲皮素。青娥丸作用靶点997个,LDH疾病靶点1127个,与关键模块基因取交集得到5个关键靶点,包括丝裂原活化蛋白激酶14(mitogen activated protein kinase 14,MAPK14)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)等。KEGG富集分析筛选得到125条通路,包括MAPK信号通路、破骨细胞分化、细胞凋亡等。分子对接显示,青娥丸关键成分与关键基因有较强的结合活性。结论:青娥丸可能通过补骨脂素、鞣花酸、原人参二醇等活性成分作用于MAPK14、MMP-9、IL-1β等关键靶点,调控MAPK信号通路、破骨细胞分化等通路从而发挥治疗LDH的作用。展开更多
文摘目的:基于加权基因共表达网络分析和分子对接探讨青娥丸治疗腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)的作用机制。方法:通过GEO数据库获取LDH相关数据集GSE124272,采用R软件构建加权基因共表达网络;通过模块基因与性状的关联分析筛选关键模块,以及模块基因与表型数据的关联分析筛选重要基因。利用中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、中药分子机制生物信息学分析工具(Bioinformatics Analysis Tool for Molecular Mechanism of Traditional Chinese Medicine,BATMAN-TCM)数据库检索青娥丸的活性成分,基于Uniprot数据库筛选活性成分的作用靶点,采用Cytoscape软件构建“药物-活性成分-靶点”网络。通过DisGeNET、GeneCards数据库获取LDH疾病靶点,将其与模块基因、青娥丸靶点取交集,作为青娥丸治疗LDH的关键靶点;采用R软件进行基因本体(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析;采用AutoDockTools软件进行分子对接验证。结果:GSE124272数据集共涉及5495个基因,blue模块(R=0.63,P=0.008)可能是LDH的关键模块,筛选得到310个重要基因。青娥丸活性成分65个,排名前5的活性成分是补骨脂素、鞣花酸、原人参二醇、异补骨脂素、槲皮素。青娥丸作用靶点997个,LDH疾病靶点1127个,与关键模块基因取交集得到5个关键靶点,包括丝裂原活化蛋白激酶14(mitogen activated protein kinase 14,MAPK14)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)等。KEGG富集分析筛选得到125条通路,包括MAPK信号通路、破骨细胞分化、细胞凋亡等。分子对接显示,青娥丸关键成分与关键基因有较强的结合活性。结论:青娥丸可能通过补骨脂素、鞣花酸、原人参二醇等活性成分作用于MAPK14、MMP-9、IL-1β等关键靶点,调控MAPK信号通路、破骨细胞分化等通路从而发挥治疗LDH的作用。
