目的 基于基因调控网络分析银屑病中细胞焦亡相关基因的表达模式,并探讨其在银屑病的发生和发展中的作用,以寻找可能的治疗方案.方法 使用NCBI基因表达Omnibus数据库获取银屑病患者皮损区和非皮损区样本的基因表达数据集.利用limma算法筛选出差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并运用WebGestalt对DEGs进行富集分析.收集与细胞焦亡和银屑病相关的共有基因,并利用GENIE3构建共有基因的上游转录调节网络.使用HERB和COREMINE数据库预测可能干预细胞焦亡和银屑病互作机制的中药和化学药.结果 在银屑病的发病过程中,包括半胱氨酸蛋白酶4/5/8(cysteinasparate protease 4/5/8,CASP4/5/8)在内的13个细胞焦亡基因参与了程序性细胞死亡的调节、蛋白酶活性的调控、内肽酶活性的调节以及白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)的产生等过程.通过识别共享基因,发现这些基因的转录过程受到包括信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)和维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)在内的54个转录因子的调控,共涉及64个转录调控关系.其中,转录因子VDR、钙调蛋白结合转录激活因子 2(calmodulin binding transcription activator 2,CAMTA2)和锌指 E 盒结合同源盒蛋白 2(zinc finger E-box binding homeobox 2,ZEB2)可能直接调节CASP8的转录过程,而转录因子STAT3、碱性亮氨酸拉链ATF样转录因子2(basic leucine zipper ATF-like transcription factor 2,BATF2)和催乳素调节元件结合蛋白(prolactin regulatory element binding,PREB)可能直接调节CASP4、CASP5的转录过程.此外,发现环孢素、甲氨蝶呤和异维A酸可能通过影响C4SP4和C4SP8基因的表达来逆转银屑病症状.基于银屑病细胞焦亡基因靶点预测得到99味核心中药,药味以苦、辛、甘为主,药性以寒、温、平为主,归经以肝、肺、脾经为主.结论 进一步丰富了以STAT3为中心的细胞焦亡调控银屑病发生机制的模型.发现VDR和ZEB2转录调节的STAT3-焦孔素E(gasdermin-E,GSDMEC)-CASP8通路以及STAT3-GSDMD-CASP4/5通路共同参与了细胞焦亡过程,并对角质形成细胞的分化和增殖产生影响.基于此通路寻找出作用于细胞焦亡过程的化学药和中药,为治疗银屑病提供新的解决方案.

目的 基于体外实验及网络药理学,初步探讨二肽激肽酶4(DPP-4)抑制剂对鱼藤酮(ROT)诱导神经细胞帕金森病(PD)的干预作用及其相关机制.方法 神经细胞株PC-12分为对照组、模型组、模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组,除对照组外各组均使用ROT建立PD体外模型,模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组在使用ROT建模的同时在培养基中分别加入DPP-4抑制剂西格列汀、利格列汀、维格列汀.倒置显微镜观察各组细胞形态学变化,CCK-8法观察各组细胞增殖能力.从Swiss Target Prediction、SEA等数据库分别获取DPP-4抑制剂西格列汀、利格列汀、维格列汀、沙格列汀及阿格列汀的药物靶点,通过DisGeNet、OMIM及GeneCards等数据库获取PD相关的疾病靶点,利用韦恩图将药物与疾病靶点取交集得到DPP-4抑制剂作用于PD的相关靶点.通过String数据库构建蛋白—蛋白相互作用(PPI)网络,选取基因满足度(Degree)值>平均值的基因作为DPP-4抑制剂对PD产生作用的关键靶点,将DPP-4抑制剂作用于PD的关键靶点基因输入到DAVID数据库进行GO基因功能和KEGG作用通路分析.将DPP-4抑制剂治疗PD的关键靶点以及KEGG信号通路导入到Cytoscape 3.7.2软件构建药物—疾病—靶点—通路网络,筛选与PD相关信号通路关系最为密切的靶点作为DPP-4抑制剂治疗PD的核心靶点,采用CB-Dock 2对接平台进行核心靶点的分子对接验证.结果 对照组细胞形态完整,增长状态良好,细胞呈多角形,细胞之间类似突触样连接,且突触较长;模型组细胞密度减少,细胞皱缩,细胞与细胞间的突触样连接断裂,且观察到较多圆形的损伤细胞;模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组较模型组细胞形态得到改善,恢复到正常状态下的细长、多角形态.模型组细胞存活率低于对照组、模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组(P均<0.05).共收集西格列汀药物靶点486个、利格列汀药物靶点665个、维格列汀药物靶点524个、沙格列汀药物靶点507个、阿格列汀药物靶点408个,PD疾病相关靶点1121个;将DPP-4抑制剂靶点与PD疾病相关靶点取交集共得到DPP-4抑制剂作用于PD的36个相关靶点.PPI网络显示,DPP-4抑制剂作用于PD相关靶点中Degree值>平均值的关键靶点共有16个,分别为ALB、IGF1、STAT3、CASP3、EGFR、ESR1、MAPK14、PPARG、MAPK1、HMOX1、NOS3、REN、MMP3、IL2、AR、IGF1R.GO分析结果显示,DPP-4抑制剂作用于PD的关键靶点共同涉及的生物过程主要包括信号转导、细胞迁移的正向调控和细胞凋亡的负向调控等,细胞组分主要包括细胞质、细胞质膜、细胞核等,分子功能主要包括酶结合、蛋白质结合、蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性等.KEGG通路富集分析共得到20条信号通路,与PD较为相关的信号通路为PI3K-AKT信号通路、FoxO信号通路、MAPK信号通路.药物—疾病—靶点—通路网络图显示,在PI3K-AKT、FoxO及MAPK信号通路中均有富集的靶点为IGF1、EGFR、IGF1R及MAPK1.分子对接结果显示,5种DPP-4抑制剂均与PD相关核心靶点蛋白有较好的结合,其结合能均小于-5.0 kcal/mol.结论 DPP-4抑制剂对PD体外模型细胞具有积极地干预作用,其可能通过IGF1、EGFR、IGF1R及MAPK1等核心靶点作用于PI3K-AKT、FoxO、MAPK等信号通路来发挥作用.

为探究复方鳖甲软肝片治疗华支睾吸虫感染所致肝纤维化的药理作用和分子机制,采用TCMSP、BATMAN-TCM、Swiss、GeneCards等数据库获得复方鳖甲软肝片中11味中药的有效成分和潜在靶点以及华支睾吸虫病和肝纤维化相关靶点,筛选交集靶点构建蛋白质-蛋白质互作网络、中药-成分-靶点-疾病网络,并进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,取核心靶点与其对应化合物分子对接.结果显示,复方鳖甲软肝片有效成分、华支睾吸虫病和肝纤维化交集靶点17个,度值前5的靶点分别为半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶3(CASP3)、CXC趋化因子配体8(CXCL8)、肿瘤坏死因子(TNF)、原癌基因酪氨酸蛋白激酶(SRC)、白细胞介素10(IL-10),与其分子对接结合能最小的化合物分别是黄芩素、汉黄芩素、24-乙基胆甾-4-烯-3-酮、24-乙基胆甾-4-烯-3-酮、24-乙基胆甾-4-烯-3-酮.KEGG和GO功能富集分析显示,复方鳖甲软肝片可调控细胞凋亡和增殖,减轻炎症反应和氧化应激损伤,抑制促纤维化因子的表达等,可通过磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和Janus激酶/信号转导子和转录激活因子(JAK-STAT)等通路发挥治疗华支睾吸虫感染所致肝纤维化的作用.

目的:基于血清药物化学与网络药理学探究广藿香干预病毒性肺炎的药效物质基础和作用机制.方法:利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱法(UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS)对广藿香水煎液、大鼠空白血清及含药血清样品中的成分进行分析,应用Compound Discoverer 3.1化合物预测软件,结合二级谱图及已有文献,鉴定广藿香的入血成分.利用SwissTargetPrediction数据库获取广藿香入血成分的作用靶点,将关键词"viral pneumonia"输入GeneCards、DisGeNET、OMIM数据库检索得到病毒性肺炎的靶点基因,利用Cytoscape 3.9.1软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选关键靶点.利用DAVID数据库对成分-疾病交集靶点进行基因本体(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.结果:从大鼠血清中鉴定出12个入血成分,包括7个原型成分和5个代谢产物,原型成分分别是木犀草素-7-葡萄糖醛酸苷、芹菜素-7-O-葡萄糖醛酸苷、圣草酚-7,3′-二甲醚、芫花素、广藿香酮、4′,7-二甲基柚皮素、邻苯二甲酸二丁酯;丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B1(Akt1)、肿瘤坏死因子(TNF)、表皮生长因子受体(EGFR)、半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)为PPI中的核心靶点;富集分析显示,广藿香入血成分可能通过调控磷脂酰肌醇3-激酶/Akt(PI3K-Akt)信号通路、卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染、人类免疫缺陷病毒1型感染、TNF信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、Janus激酶-信号转导与转录(JAK-STAT)信号通路、白细胞介素-17(IL-17)信号通路等发挥抗病毒、抗炎作用.结论:广藿香中入血成分可能通过抗病毒、抗炎、细胞增殖和凋亡等相关的蛋白及通路发挥干预病毒性肺炎的作用.

目的 基于体外模拟消化、发酵和网络药理学探讨桑叶酚类物质对于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、癌症和糖尿病3种疾病的潜在共同作用靶点,为研究桑叶治疗多种疾病提供理论基础.方法 新鲜桑叶冷冻干燥粉碎后模拟体外消化及肠道微生物发酵过程,取不同消化(或发酵)阶段产物,利用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术分析其中的特征酚类物质,结合Swiss Target Prediction和Genecards数据库筛选特征酚类物质治疗AD、癌症和糖尿病3种疾病的潜在作用靶点,采用String平台构建蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图,再用Cytoscape软件分析特征酚类物质与以上3种疾病作用的共同核心靶点,并筛选出其中的主要活性组分;通过David数据库对共同核心靶点进行基因本体(gene ontology,GO)功能和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)信号通路富集分析;使用Autodock vina和PyMol软件对主要活性组分和共同核心靶点进行分子对接.结果 桑叶体外消化(或发酵)各阶段共检测到19种特征酚类物质,其中主要活性组分为咖啡酸、槲皮素和山柰酚.特征酚类物质与3种疾病交集靶点的共同靶点有48种.PPI得出特征酚类物质对3种疾病作用的10个共同核心靶点(AKT1、TNF、EGFR、PTGS2、SRC、TLR4、CASP3、ESR1、STAT3和MMP9).对核心靶点进行富集分析,得到120个生物过程、11个细胞组分、14个分子功能和35条信号通路,其中炎症相关通路占比最高.主要活性组分与核心靶点进行分子对接模拟后,结合能均小于-5kcal/mol.结论 桑叶不同体外消化(发酵)过程中产生的特征酚类物质可能通过抑制慢性炎症反应对AD、癌症和糖尿病3种疾病起到治疗效应.