ネットワーク薬理学と分子ドッキングに基づく骨粗鬆症治療におけるHerba Cistanches-イカリソウハーブ-フォーチュンのドリナリア根茎のメカニズム

抽象的な：

目的 ハーブ c のメカニズムを研究することistanches -イカリソウハーブ -骨粗鬆症に対するフォーチュンのドライナリア根茎ネットワーク薬理学によって。

方法 伝統的な中国医学システム薬理学データベースおよび分析プラットフォーム (TCMSP) を使用して、主成分とターゲットを見つけました。ハーブ・キスタンチェス・イカリソウハーブフォーチュンのドライナリア根茎、Geen Cards データベースを使用して、骨粗鬆症の標的遺伝子を見つけました。 Venny2.1.0 は遺伝子交差の取得に使用され、文字列データベースはタンパク質相互作用に使用されましたネットワーク分析活性成分-標的ネットワーク図の構築にはCytoscapeを、GOエンリッチメント解析にはDavidデータベースを、KEGGパスウェイ解析には分子ドッキングを行った。

結果 ハーブには46種類の有効成分が含まれていましたci-スタンシェス-イカリソウherb-fortune の Drynaria 根茎と 225 の共通ターゲット骨粗鬆症. スチラクトン, ケルセチン、ルテオリン、ケンフェロール、エリオディクチオール、エリオディクチオール、ナリンゲニンがコア成分であり、AKT1、ERS2、MMP-9、AR、mTORがコアターゲットでした。 GO 濃縮により、489 の生物学的プロセス (BP)、53 の細胞成分 (CC)、および 100 の分子機能 (MF) が示されました。 KEGGの結果、149個のがん経路、PI3K-Aktシグナル伝達経路、エストロゲンシグナル伝達経路などが得られた。分子ドッキングの結果、MMP -9 はスチラクトン、ケルセチン、ルテオリン、ケンフェロールによく結合できることが示されました。

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結論Herba cistanches-イカリソウ ハーブ-フォーチュンドライナリア根茎は以下に多標的効果をもたらします。骨粗鬆症。薬の有効成分が調節できる骨粗鬆症関連のターゲット複数の経路から骨粗鬆症を治療します。

キーワード: ヘルバ・シスタンケ; イカリソウのハーブ;フォーチュンのドリナリア根茎。ネットワーク薬理学;分子ドッキング;作用機序

骨粗鬆症（OP）です代謝性骨疾患全身性の骨量減少と不均衡を特徴とする骨芽細胞そして破骨細胞。

臨床症状は次のとおりです。骨密度の低下,骨の脆弱性の増加、骨折しやすい。 OPの発生率は年齢とともに大幅に増加します。研究によると、50歳未満の人のOPの発生率は15～50％ですが、60歳を超えると発生率は56％以上に増加します。 OP によって引き起こされるさまざまな臨床症状は、高齢者の健康的な生活に深刻な影響を与えています。

現代医学にはまだ一定の限界がありますOPの治療、 そして合成麻薬特定のものもあります腎毒性。 OP などの病気の治療において、イカリソウ、カンカンケ、その他の漢方薬を含む伝統的な中国医学の役割がますます重要になっています。その中でも、リョウマニア・グルチノーザは、特異的なカンナビノイド２型受容体（ＣＢ２Ｒ）アゴニスト活性を有しており、ＣＢ２Ｒを介して制御することができる。骨芽細胞と破骨細胞の機能 [1]。イカリソウとカンクサは腎臓を強化し、本質を補充する効果があり、OPの治療に他の漢方薬と組み合わせてよく使用されます。この研究では、ネットワーク薬理学潜在的なターゲットを探索する方法キスタンケ デザートティコラ-イカリソウ-ドリナリアエOP治療薬の開発を目指し、OPに作用する経路、経路、分子等を解明し、臨床におけるOP治療薬のさらなる開発を目指します。新しいアイデアを提供します。

1 材料と方法

1.1 データソース

この研究に関与するネットワーク薬理学データベースおよびソフトウェアには、TCMSP データベース (https://old.tcmsp-e.com/)、Pubchem データベース (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)、Swiss Target Prediction データベースが含まれます。 (http://swisstarget-prediction.ch/)、Venny2 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html)、Metascape (https://metascape.org)、および Cytoscape v3 .9.0 ソフトウェア (https://cytoscape.org/)。

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1.2 方法

1.2.1 医薬品の有効成分と標的のスクリーニング

中国医学システム薬理学データベースおよび分析プラットフォームの TCMSP データベースを使用して、キーワード Drynaria、Epimedium、Cistanche desserticola で薬剤成分を検索しました。医薬品の主成分は、経口バイオアベイラビリティー（OB）が 30% 以上、化合物様薬物特性（DL）値が 0.18 以上の条件でスクリーニングされました。各成分に対応するターゲットは、PubChem データベースと Swiss Target Prediction データベースに基づいて見つかりました。疾患ターゲットは、Geen Cards データベースに基づいて、骨粗鬆症を主題語として検索されました。

1.2.2 PPIネットワーク構築とコアターゲットのスクリーニング

疾患標的と薬物標的の交差遺伝子は Venny2.1.0 を使用して取得され、PPI ネットワーク図は String ソフトウェアを使用して構築されました。 PPI ネットワーク図は、コアターゲットをスクリーニングし、医薬品成分-ターゲット-疾患ネットワークを構築するために Cytoscapev3.9.0 にインポートされました。 1.2.3 GO 濃縮と KEGG 経路分析 OP の治療における Cistanche desserticola、Epimedium、および Drynariae の役割を調査するために、コアターゲットを David データベースに入力し、遺伝子 GO について種を「ホモサピエンス」に限定しました。エンリッチメントと KEGG 経路解析。細胞組成 (CC)、生物学的プロセス (BP)、分子機能 (MF)、KEGG などの最も顕著に濃縮された項目がスクリーニングされ、視覚的分析のために微生物情報にインポートされました。

1.2.4 分子ドッキング コアターゲットの化学構造は PDB データベースに基づいてダウンロードされ、PDB 形式で保存されました。コア コンポーネントの 3D 構造は、PubChem データベースを使用してダウンロードされました。 Pymol ソフトウェアを使用して、水と低分子リガンドを除去しました。 Autodock ソフトウェアを分子ドッキングに使用し、結合エネルギーを計算しました。

2 件の結果

2.1 医薬品有効成分 - 標的と疾患標的

表 1 に示すように、イカリソウの 22 種類の主要成分、ドリナリア フォーチュニの 18 種類の有効成分、およびカンクサの 6 種類の有効成分を含む合計 46 種類の有効成分が TCMSP データベースから取得されました。

2.2 薬剤ターゲットと疾患ターゲットの交差 Venny ソフトウェアを使用して取得された遺伝子の交差

図 1 に示すように、遺伝子は合計 225 個あります。その中には、274 個の薬剤ターゲットと 3093 個の疾患ターゲットがあります。

2.3 PPI ネットワークの構築と分析

タンパク質ネットワークはStringデータベースを通じて確立され、コアターゲットネットワークはコアターゲットスクリーニングによって取得されました。

図 2 に示すように、51 個のノードと 704 個のインタラクションが得られました。程度の値でランク付けされた上位 5 つのターゲットは、MAPK3、AKT1、TNF、EGFR、および SRC です。

2.4 医薬品成分・標的疾患ネットワーク構築

薬剤成分のターゲットと疾患のターゲットを Cytoscape ソフトウェアにインポートし、データを分析してネットワーク図を構築しました (図 3 を参照)。このうち、主成分であるMOL005384（スチラクトン）、MOL000098（ケルセチン）、MOL000006（ルテオリン）、MOL000422（ケンフェロール）、MOL005190（エリオジクチオール）、MOL002914（エリオジクチオール）、MOL004328（ナリンゲニン）のノード数が有意に増加した。他の成分に比べて高いです。主なターゲットは、AKT1、ERS2、MMP-9、AR、mTOR などです。

2.5 GO 濃縮分析と KEGG 経路分析

GO 濃縮分析は 51 個のコア ターゲットに対して実行され、分析結果では 489 個の BP、53 個の CC、および 100 個の MF が得られました。各比較の最初の 15 項目は、RNA ポリメラーゼ II プロモーター転写の正の制御生物学的プロセス、アポトーシスの負の制御、高分子複合体細胞成分、ミトコンドリア細胞成分、プロテインキナーゼ結合分子機能、図 4 に示すように、RNA ポリメラーゼ II コア プロモーター近位領域の配列特異的な DNA 結合分子機能が示されています。

KEGG の結果は、がん経路、PI3K-Akt シグナル伝達経路、エストロゲン シグナル伝達経路、HIF-1 シグナル伝達経路などを含む 149 のシグナル伝達経路が得られたことを示しました。上位 20 の経路は、KEGG 分析を行うために使用されました (参照)図5）。