ネットワークの薬理学に基づいて、ジオデータベースのマルチチップ分析を組み合わせた砂漠を飲むサイスタンチによる慢性心不全硬化の作用メカニズムの調査

抽象的な

 

客観的の作用の分子メカニズムを分析するデザートライブサイスチェに対して慢性心不全（CHF）バイオインフォマティクスを使用しますネットワーク薬理学.

方法TCMSPのデータベース、スイスのターゲット予測など、Pharmmapper、および文献検索を使用して、砂漠のようなサイスンチの化合物とターゲットをスクリーニングしました。遺伝子発現Omnibus（GEO）データベースを使用して、GSE16499、GSE42955、GSE84796遺伝子チップをダウンロードして、Genecard、Digenet、Digsee、GEO、およびその他のデータベースからのデータセットをスクリーニングして、CHFの潜在的な疾患のジェネーゼの疾患を獲得するために統合されました。 String DatabaseとCytoscape 3.7.2ソフトウェアを使用して、DesertLiving Cistanche -target Visualization Networkの有効成分を構築し、トポロジーパラメーター分析によってコアターゲットを取得しました。 GOおよびKEGG Pathwayの濃縮分析は、DVAIDデータベースを使用して実行され、Desertliving Cistanche -Target -Pathwayネットワークの有効成分を構築しました。最後に、AutoDockソフトウェアを使用して、コアターゲットと化合物の間の分子ドッキングの結果を視覚化しました。結果55の化合物と630の砂漠地帯の潜在的なターゲットがスクリーニングされました。これには、ローディオラロゼア、胃力動態、バトラコトキシン、グリセルアルデヒドなどの主要なコンポーネント-3-ホスホートデヒドロゲンセム（GAPDH）、Interleukin 6（Interleukin 6（Il nec {Il）などのコアターゲットが含まれています。 （TNF）など。重要な経路は、主にホスホイノシチド-3-キナーゼ（PI3K） - タンパク質キナーゼB（AKT）シグナル伝達経路、癌の中心炭素代謝、およびPI3K -AKTシグナル伝達経路および癌の中央炭素代謝に関連していました。重要な経路には、主にPI3K-AKTシグナル伝達経路、癌における中心炭素代謝、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）シグナル伝達経路などが含まれていました。結論マルチコンポーネント、マルチターゲット、マルチパスウェイの研究を実施して、CHFに対する砂漠を飼育するシスタンチの分子メカニズムを調査しました。結果は、の活性成分がデザートライブサイスチェCHFを改善するために、複数のターゲットと経路に作用する可能性があります。

キーワード：デザートライブシスンチェ; 慢性心不全; ネットワーク薬理学;バイオインフォマティクス; GEOデータベース。分子ドッキング;コアターゲット

 

慢性心不全の治療のためのハーブシスンチェ抽出物

 

慢性心不全（CHF）主に引き起こされる複雑な臨床症候群です異常な心臓構造そして、結果として心室充填障害または排出能力[1]。最新の疫学データは、CHFが世界的な公衆衛生問題になり、人口の高齢化と正の相関があることを示しています[{2-4]。現在、既存の内部および外部治療はCHFを治すことができず、この病気には複数の合併症、予後不良、死亡率が高いことがよくあります。現在、CHFの治療のために標準的な治療計画が策定されています。関連する文献の報告[5]によると、従来の抗心臓障害薬には、主にジジタリス心態度剤、利尿薬、ブロッカー、アンジオテンシン変換酵素阻害剤、アンジオテンシン受容体拮抗薬、ミネラルコルチコイド受容体拮抗薬が含まれます。新しい治療薬には、アンジオテンシン受容体、エンケファリナーゼ阻害剤、ナトリウム - グルコースコトランポル剤阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼアゴニスト、心臓ミオシン活性化因子、およびイオンチャネル遮断薬の場合の特異的シノトリアノードが含まれます。これらの薬はCHF患者の臨床症状を改善することができますが、多くの副作用も伴います。 Zhou Jingmin教授の研究は、現在臨床診療で使用されている抗CHF薬が脱水または電解質の不均衡を引き起こす可能性があり、重度の場合には血管浮腫、低血圧、頻脈、不整脈、肝臓および腎機能の損傷を引き起こす可能性があることを指摘しました[6]。したがって、CHFを予防および治療するために、より安全で効果的な薬物または治療を開発する緊急の必要性があります。

Cistanche DeserticolaキスタンチのデザイトリコラYcmaまたはCistanche Tubulosa（Schenk）Wightのうろこ状の葉がある乾燥した肉質の茎であり、オロバンチェ科科の植物です。それは薬と食物の両方であるという特徴を持ち、2年以上000年にわたって臨床的に使用されてきました。 「Shennong Bencao Jing」によれば、Cistanche Destericicolaは甘く、塩辛い、暖かい味がし、腎臓の陽の効果を持ち、エッセンスと血液に利益をもたらし、腸を湿らせ、便秘を和らげます[7-8]。伝統的な漢方薬の観点から見ると、CHFの治療は、主に視野を爽快にし、陽を温めることに焦点を当て、血液循環を促進し、血液の染色を除去し、被質を促進し、湿気を除去します[9-12]。ヤンを温めるための良い薬、血液の栄養、血液馬圧の除去として、シスチャンチェ砂子室は、抗環状アテローム性動脈硬化、虚血性再灌流障害、抗酸化、抗酸化、抗炎症、細胞オートファジーの調節、ガストレントモタニリティの促進などの複数の薬理学的効果を示しています。臨床試験と薬理学的研究により、サリドロシド、フェルル酸、レオンリン、胆嚢、コハシ酸、カフェ酸、モティリンなどのサイスチャン脱edatericolaの主な有効成分が、CHF関連動物および細胞実験モデルの有意な改善を示し、筋質細胞の構造変化を遅らせるのに役立つことが示されています。しかし、CHFの治療におけるCistanche Destericolaの作用メカニズムに関する研究はまだ比較的少ない。これに基づいて、このペーパーでは、GEOデータベースマルチチップジョイント分析、ネットワーク薬理学、分子ドッキングテクノロジーを使用して、薬物ターゲット、疾患標的、シグナル経路などの複数の観点から薬物と疾患の関係を分析し、CHFの症状を改善し、次の基礎を改善する際のCISTANCHE DESTARICOLAの作用の潜在的なメカニズムを調査します。

 

1つの材料と方法

1.1 Cistanche Destericolaの有効成分のスクリーニングと潜在的なターゲットの収集

キーワードとして「Cistanche Deserticola」を使用して、関連する化学成分をTCMSPデータベースで検索し、Cistanche Destericolaの有効成分を3 0}}}}}}}}}}}}}}}}}}以上の標準に従って、0.18以上に等しいと等しい。 Cistanche Deserticolaの有効成分は、公開された関連文献を検索することにより、さらに補足されました。 Pubchemプラットフォーム（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）を使用して、スクリーニングされたすべての主要な有効成分のCAS番号を取得し、その後、笑顔の化学式が得られました。潜在的な有効成分の2DStructureのSDFファイルをダウンロードし、すべての成分のSmiles化学式をバッチでSwissAdme分析プラットフォーム（http://www.swissadme.ch/）にインポートします。 Lipinskiの5つの原則に基づいてスクリーニングが行われました（少なくとも2つの「はい」条件が満たされ、GL吸収は「高」でした）、合計49の有効成分がスクリーニングされました。スイスターゲット予測（http://www.swisstargetprediction.ch/）、pharmmapper（http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/）、ステッチhttp://stitch.embl.de/）、Super-pred（htp：//////////
ction.charite.de/) and SEA Search Server https://sea.docking.org/search), set the species to "human" and add "Probability">0 Cistanche Destericolaの潜在的なターゲットを収集および整理するためのスクリーニング条件として。最後に、各アクティブ化合物成分に対応するターゲットは、Uniprotデータベース（https://www.uniprot.org/）から入力され、種は「Homo sapiens」として選択されました。すべてのターゲット名は、遺伝子の略語を取得するために重複排除および標準化されていました。

 

1.2 CHF遺伝子チップと差次的に発現した遺伝子スクリーニング

「慢性心不全」を重要な検索用語として使用して、GEOデータベース（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）を検索し、「生物」を「Homo sapiens」に設定して、GSE42955、GSE16499、およびGSE84796 GENE CHIP DASE SEESIVED DASE SEPTESのGSE84796 GENE CHIPデータセットを抽出しました。 CHF患者と健康なコントロールの組織。 R言語のLimmaパッケージは、ペアの微分分析に使用されました。スクリーニング基準は[log2（fc）]＞ 0。火山のプロットと遺伝子熱マップを作成して、マルチチップでスクリーニングされたCHF疾患関連の差次的に発現した遺伝子を取得しました。

 

1.3潜在的な疾患標的とシスタンケデザイトコラコンポーネント-CHF共通ターゲットのスクリーニング

Disgenet（https://www.disgenet.org/）、Drugbank（https://www.drugbank.com/datasets）、digseehttp：//210.107.182.61/genesearch/）、genecardsの疾患データベースに基づいています。
（https://www.genecards.org/）およびGeo（https://www.aclbi.com/）、「慢性心不全」を検索キーワードとして使用して、CHFに関連する遺伝子をスクリーニングしました。その後、これらの遺伝子をUniprotデータベースにインポートして遺伝子記号を取得し、結合を採取した後、CHF疾患の遺伝子標的を取得するために複製遺伝子標的を除去しました。適用する
Venny 2.1オンラインマッピングソフトウェア（https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/）は、Cistanche Deserticolaの成分と薬物標的遺伝子の交差点を描き、共通の標的を取得し、Venny Diagramを生成します。

 

1.4 CHFの潜在的な治療標的のためのCistanche Destericola有効成分のタンパク質間相互作用ネットワーク（PPI）を構築する

Venny Diagramで得られた共通のターゲット標準名を文字列データベースにインポートし、「複数のタンパク質」モードを選択し、「最小インタラクションスコア」を中程度の信頼性（中の信頼性）0。

 

1.5 CISTANCHE DESTANTICOLAコンポーネントのコアターゲットのスクリーニング-CHF疾患交差点ターゲット

TSV形式のデータは、上記の潜在的なターゲットインタラクションネットワーク図を介して取得され、エクスポートされたTSV形式データを分析し、Cytoscape 3.7.2ソフトウェアを使用して視覚化しました。ターゲット接続（程度）値は小から大幅に調整されて、各ノードの色とサイズ（対応するノードの色が明るいものに変化したときに変化し、程度が小さいように変更されると暗くなります）、およびターゲット間の接続係数（組み合わせたスコア）は、品質コントロール条件として、接続ラインの厚さと色の厚さと色の厚さを変化させました。ノードに対応するには、小から大幅に変更されます）。中間中心性（BC）、近さの中心性（CC）、および程度値などのトポロジーパラメーターをスクリーニング条件として使用し、次に、インタラクションネットワーク図の各ノードのネットワークトポロジーパラメーターを分析し、Cytoscape 3.7.2ソフトウェアの組み込みツールネットワーク分析器を使用して計算しました。同時に、BC、CC、および程度の値を持つターゲットが選択されました。中央値ターゲットは、Cistanche DeserticolaによるCHFの規制の中核ターゲットとして使用されました。画像は、Cytoscape 3.7.2ソフトウェアを使用して描画および視覚化されました。

1.6 GO Biological Function and Kegg Pathway濃縮分析

Venny図から得られたCistanche Deserticola-CHF共通のターゲットは、David Online Analysis Platform（https://david.ncifcrf.gov/）にアップロードされました。 「Homo Sapiens」は、「入力種」および「分析種」オプションで選択されました。設定後（p <0。01）、GOおよびKEGG濃縮分析が実行されました。上位10の生物学的プロセス（BP）、細胞成分および分子機能（MF）、および上位20の重要な経路は、P値に従ってスクリーニングされました。次に、視覚化分析のために、GOおよびKEGG機能濃縮マップを微生物情報マッピングプラットフォーム（https://www.bioinformatics.com.cn/）から描画しました。

 

1.7有効成分の署名経路コアターゲットのネットワーク構築

KEGG経路分析の結果に基づいて、研究チームはこれらの経路で濃縮された潜在的なターゲットを抽出し、それらを対応する有効成分と一致させ、視覚化のためにCytoscape 3.7.2ソフトウェアにインポートし、有効な成分署名経路コアターゲットのネットワーク図を作成しました。

 

1.8分子ドッキング検証

薬物の有効成分の化合物構造は、Pubchemデータベースを介して取得され、SDFファイルはOpenBabel {-3。1.1ソフトウェアを使用してPDB形式に変換されました。次に、主要なターゲット受容体タンパク質の構造をPDBデータベース（http://www.rcsb.org）から取得し、脱水と剥離をPymolソフトウェアで実行しました。次に、AutoDock Toolsソフトウェア（AutoDock Tools.Exe）を水素化と電荷バランスに使用し、受容体タンパク質とリガンドの小分子を最終的にPDBQT形式に変換しました。最後に、Autodock Vinaバージョン1.1.2が分子ドッキングと結合自由エネルギーの予測に使用され、Pymolソフトウェア（Pymol.exe）を使用して、3次元グラフを視覚化して、ターゲット間に高分子結合エネルギーを持つ重要な成分を表示します。

 

2つの結果

2.1 Cistanche Deserticolaの主要な有効成分

TCMSPデータベースは、75の化学成分を取得するために、キーワード「Cistanche Deserticola」で検索されました。 3 0％以上のOBがスクリーニング条件として3 0％とDLが等しく、0.18以上が設定され、Cistanche Destericolaの6つの主要な有効成分が最終的にスクリーニングされました。さらに、サリドロシド、フェネチルカフェア酸、レオンリン、オノニン、シスタニン、ダウリシン、およびモティリンなどの49の有効成分を文献検索を通じて添加し、合計55の有効成分を最終的に獲得しました。詳細については、表1を参照してください。

 

表1 Cistanche Destericolaの主な有効成分

いいえ。	物質カテゴリ	名前	CAS No.
R1	赤い顔料	アリザリン	103-58-8
R2	フェノール化合物	フロレチン	104-57-4
R3		カフェ酸	331-39-5
R4	フレーバーコンパウンド	ケヌイン	92432-60-5
R5		エノン	101-62-6
R6		フェルル酸	1135-24-6
R7		サリチル酸	69-72-7
R8		クマリン	91-64-5
R9		Kava Lactone H1	68434-40-4
R10		Kava Lactone H2	17193-39-6
R11		Kava Lactone H3	17193-40-9
R12		Kava Lactone H4	17193-41-0
R13		3、4-ジヒドロキシフェニルアラニン	1194-00-1
R14		4-ヒドロキシベンジルアルコール	623-05-2