目的:通过网络药理学,探索黄芪的活性成分,挖掘黄芪治疗糖尿病心肌病的靶基因点及作用机制.基于预测结果,在糖尿病心肌病模型小鼠对关键信号通路进行验证.方法:借助中药系统药理学平台(TCMSP)检索黄芪,设定ADME参数,明确其有效活性成分及对应靶点,通过STRING数据库将蛋白名称统一转换为对应的"Gene Symbol ID".应用DisGeNET数据库得到糖尿病心肌病发生发展的作用基因,运用STRING数据库构建药物及疾病重叠基因蛋白-蛋白相互作用网络(PPI网络),采用Cytoscape 3.6.0构建疾病-药物-靶基因网络图和通过Cytohuba插件筛选出10个最为密切的靶基因.然后,将重叠基因进行基因本体(GO)和基于京都基因与基因组百科全书(KEGG)的富集分析.动物实验采用21只昆明小鼠随机分为正常组、模型组、中药黄芪组,每组7只.对各组小鼠心肌进行HE染色对比病理形态变化,同时采用Western Blot对MAPK信号通路关键分子ERK1、p-p38进行比较.结果:黄芪包含了20个活性成分,相应的靶点188个,糖尿病心肌病的相关靶点220个,与黄芪重叠的靶点37个;将黄芪与糖尿病心肌病的共同靶点导入STRING数据库,得到重叠基因PPI网络图,共有37个节点,391条边.将PPI网络图导入到Cytoscape 3.6.0软件中,采用cytoHubba插件中的MCC算法得到最为显著的前10位hub基因,分别为AKT1、TP53、CASP3、MMP9、EGF、IL-10、CXCL8、IL-1β、VEGFA、PPARG.GO功能富集分析得到生物过程(biological process,BP)条目40个,细胞组成(cellular component,CC)条目23个,分子功能(molecular function,MF)条目22个,KEGG通路富集筛选得到94条信号通路主要涉及PI3K-AKT、MAPK、HIF-1、FOXO、TNP pathway等炎症或凋亡调控途径等;动物实验显示黄芪可以改善糖尿病心肌病小鼠心肌组织的炎症状态,模型组心肌组织ERK1、p-p38蛋白表达高于正常组,采用黄芪进行干预后,ERK1、p-p38蛋白表达明显低于模型组,差异均具有统计学意义(P<0.05).结论:黄芪治疗糖尿病心肌病具有多靶点、多成分、多通路的作用特点,可通过调控MAPK信号通路ERK1、p-p38等蛋白表达,发挥抗炎、抗氧化应激等作用.

黄芪;糖尿病心肌病;网络药理学

孟庆雯;刘华江;丁顺;黄珊;杨洋;张玉卓;杨珊珊;左琦;谢毅强

海南医学院第一附属医院心血管内科;海南医学院第一附属医院介入血管外科;海南医学院,海南 海口 570102

海南医学院学报

[1]孟庆雯;刘华江;丁顺;黄珊;杨洋;张玉卓;杨珊珊;左琦;谢毅强-.基于网络药理学探讨黄芪治疗糖尿病心肌病的作用机制及初步验证研究)[J].海南医学院学报,2022(19):1463-1471,1478

Cytohuba

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