基于网络药理学推测当归肉苁蓉配伍治疗功能性便秘的作用机制

目的:基于网络药理学方法探讨当归肉苁蓉配伍治疗功能性便秘(Functional constipation,FC)的作用机制.方法:基于公共数据库收集当归、肉苁蓉的活性成分、对应靶点信息和FC疾病靶点信息,交集靶点为共有靶点.Cytoscape 3.7.0构建"当归-肉苁蓉-活性成分-靶点网络"、"当归-肉苁蓉-活性成分-FC共有靶点网络",CytoNCA插件筛选关键基因,构建其蛋白互作网络,并通过DAVID数据库分别进行药物靶点和关键基因的GO功能和KEGG通路生物信息学分析.结果:收集到当归-肉苁蓉药对活性成分39个,包括β-谷甾醇、豆甾醇、阿魏酸等核心成分.成分相关靶点237个,FC疾病靶点2428个.当归-肉苁蓉药对靶点与疾病靶点的交集共有靶点132个,筛选到关键基因74个,涉及PTGS2、PTGS1、AKT1、VEGFA、TP53、CASP和MAPK等核心靶点.富集到TNF信号通路、p53信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等112条FC相关通路信息.结论:初步表明当归-肉苁蓉可能通过β-谷甾醇、豆甾醇、阿魏酸等关键活性成分,参与TNF信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等调节肠道功能,发挥其多成分、多靶点、多通路治疗FC的作用.     

基于网络药理学分析冬虫夏草防治急性肾损伤的分子机制北大核心CSCD

目的：基于网络药理学分析冬虫夏草（CS）防治急性肾损伤（AKI）的分子作用机制。方法：应用中药系统药理学数据库（TCMSP）筛选CS的有效成分和作用靶点,从DisGeNET、GeneCards、OMIM、TTD数据库筛选AKI的疾病靶点,运用Cytoscape 3.8.0软件构建“药物-成分-疾病-靶点”可视化调控网络,采用String在线数据库构建CS与AKI共同靶点的蛋白互作网络,DAVID数据库和KEGG数据库对共同靶点进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,探讨其潜在分子机制。结果：CS中筛选得到有效成分9种,防治AKI的作用靶点63个。GO功能富集分析主要包括对药物的反应、信号转导、衰老、细胞增殖调控、细胞凋亡调控等。CS防治AKI的主要富集通路有PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、细胞凋亡通路、TNF信号通路、P53信号通路等。结论：通过网络药理学研究方法预测了CS防治AKI的有效活性成分及作用靶点,并通过PPI网络和KEGG富集分析推测了CS通过多条信号通路调节防治AKI,涉及细胞自噬、凋亡及炎症反应等多环节生物学过程。     

基于网络药理学预测白藜芦醇抗胰腺癌靶点与分子机制研究

目的:采用网络药理学的方法对白藜芦醇抗胰腺癌的作用靶点进行预测,探讨其关联的分子作用机制。方法:通过DisGeNET数据库检索胰腺癌靶点,同时将SuperPred数据库和Swiss Target Prediction数据库预测白藜芦醇的共同靶点导入STRING数据库和Cytoscape-v3.2.1中,构建"成分-靶点"相互作用网络以及"疾病-靶点"相互作用网络,然后取交集部分(白藜芦醇抗胰腺癌靶点网络)进行拓扑分析,筛选白藜芦醇抗胰腺癌的核心靶点;通过对核心靶点进行生物功能和通路富集分析,预测白藜芦醇发挥治疗胰腺癌作用的生物过程以及关键信号通路。结果:TP53、EGFR、PTGS2、AKT1、MAPK3、MYC以及ALB是白藜芦醇治疗胰腺癌的7个核心靶点;运用DAVID软件进行功能和Omicshare云平台可视化分析显示,白藜芦醇治疗胰腺癌主要与调节细胞增殖正调控、细胞凋亡过程的负调控、细胞对表皮生长因子刺激的反应、一氧化氮生物合成的正调控、RNA聚合酶II启动子转录的正调控等生物过程,进而调控各类癌症相关信号通路密切相关。结论:白藜芦醇治疗胰腺癌的机制可能与抑制细胞增殖以及调控癌症相关的代谢通路有关,其中7个核心靶点可作为预测与治疗胰腺癌潜在的分子标记物。     

从生物信息与网络药理角度认识姜黄素治疗膝骨关节炎的分子机制

背景:姜黄素是由中药姜黄中提取的一种植物多酚,可用于治疗膝骨关节炎,但具体机制尚不清楚。目的:基于生物信息学和网络药理学初步分析姜黄素治疗膝骨关节炎的分子机制,为膝骨关节炎的治疗提供新的研究方向。方法:通过中药系统药理学数据库及分析平台(TCMSP)数据库、蛋白质-化合物作用网(STITCH)数据库、Drugbank数据库、SEA数据库、SwissTargetPrediction数据库、药物靶标的蛋白质数据库(Binding DB)预测姜黄素的相关作用靶点,再结合基因表达数据库(GEO)公共数据库中关于姜黄素的相关芯片,使用GEO2R在线分析工具分析得到差异基因;同时检索治疗靶点数据库(TTD)、人类孟德尔遗传病(OMIM)数据库、DisGeNET数据库、Drugbank数据库和GeneCards数据库获得膝骨关节炎相关疾病靶点,明确姜黄素治疗膝骨关节炎的作用靶点,通过设置degree值得到关键靶点。利用STRING数据库构建药物-疾病共同靶点的蛋白质-蛋白质相互作用关系;并利用R语言对药物-疾病共同靶点进行GO分析和KEGG通路分析;利用IGEMDOCK软件对关键靶点进行分子对接。结果与结论:①通过检索上述药物数据库共获得姜黄素相关靶点339个;检索GEO数据库确定姜黄素相关序列号为GSE10896的芯片,筛选出397个差异基因;②检索上述疾病数据库共获得膝骨关节炎相关疾病靶点1903个,其中典型靶点有AKT1、NFKB1、RELA和IKBKB等;③利用STRING数据库构建129个共同靶点的蛋白质-蛋白质相互作用关系网络图;④GO分析功能富集显示,姜黄素治疗膝骨关节炎的生物学进程主要涵盖DNA结合转录因子、DNA结合转录激活剂活性、RNA聚合酶Ⅱ特异性、内肽酶活性、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性、核受体活性、配体激活的转录因子活性、金属肽酶活性和磷酸酶结合等,信号通路主要表现为PI3K-Akt、MAPK、白细胞介素17、肿瘤坏死因子和缺氧诱导因子1信号通路;⑤分子对接结果显示关键靶点胰岛素样生长因子1受体、雌激素受体、EGFR、CYP19A1与靶蛋白有良好的亲和力;⑥结果证实,姜黄素治疗膝骨关节炎的机制涉及MAPK3、EGFR、雌激素受体1、MDM2、CYP19A1、MAPK14、雌激素受体和胰岛素样生长因子1受体共计8个关键靶点,还涉及PI3K-Akt、MAPK、白细胞介素17、肿瘤坏死因子和缺氧诱导因子1等主要信号通路,各靶点与各通路之间产生的交叉作用,可能会抑制炎症反应和软骨细胞凋亡,从而治疗膝骨关节炎。     

基于生物信息学的息痛散治疗痛风性关节炎的作用机制

目的:挖掘中药复方息痛散的有效成分、预测其潜在功能靶标,通过网络药理学和实验验证的方法探讨息痛散治疗痛风性关节炎的作用机制。方法:利用TCMSP、TCMID数据库筛选出息痛散的活性成分及靶标;通过NCBI、GeneCards数据库筛选痛风性关节炎的疾病靶点;将两者靶点通过Cytoscape软件构建蛋白互作网络图并进行拓扑学分析;筛选出核心靶点;通过R软件进行KEGG和GO富集分析;最后分子对接及Western Blot实验验证网络药理学富集分析结果。结果:共筛选出146个活性成分以及158个关键靶点,涉及PI3K-Akt信号通路、TNF信号通路和MAPK信号通路等,实验验证显示通路关键节点蛋白存在差异性表达。结论:本研究系统揭示息痛散通过多成分-多靶点-多途径共同调控痛风性关节炎的物质基础和作用机制,为中药复方息痛散的临床应用提供理论基础和科学依据。     

基于网络药理学的黄连治疗糖尿病的作用机制研究

目的 利用网络药理学手段研究黄连治疗糖尿病的作用机制。方法 从TCMSP数据库获取黄连的有效成分以及作用靶点,与GeneCards数据库中糖尿病的作用靶点取交集获取黄连治疗糖尿病的预测靶点,利用Cytoscape软件构建中药化合物-靶点网络及STRING数据库构建PPI网络,利用 DAVID在线工具进行GO功能分析及KEGG通路富集分析。结果 黄连的活性成分有14个,关键有效成分有11个,治疗糖尿病靶点137个。黄连主要活性成分作用的核心靶点为JUN、MAPK1、IL-6等靶基因,参与调控Insulin resistance,Regulation of lipolysis in adipocytes等多个信号通路。结论 黄连能发挥多靶点、多通路的协同治疗糖尿病作用。     

基于网络药理学和蛋白模块分析淫羊藿治疗骨关节炎的作用与机制

文题释义：网络药理学：是基于系统生物学的理论,对生物系统的网络分析、选取特定信号节点进行多靶点药物分子设计的新学科。网络药理学强调对信号通路的多途径调节,提高药物的治疗效果,降低毒副作用,从而提高新药临床试验的成功率,节省药物的研发费用。 淫羊藿：为小檗科多年生草本植物,其性温,味辛,归肝经、肾经,传统中医药理论认为淫羊藿具有补肾壮阳、强筋健骨、祛除风湿痹痛等功效,临床上广泛将其应用于骨关节炎疾病的治疗。淫羊藿参与调控骨关节炎的信号通路主要有白细胞介素受体通路、肿瘤坏死因子信号通路、Toll样受体信号通路、T细胞受体信号通路、NF-κB信号通路、破骨细胞分化通路(RANK/RANKL/OPG)。 背景：现代中药药理学研究表明淫羊藿苷在骨关节炎方面有着非常积极的作用。由于淫羊藿所含化学成分较为复杂,且在分子水平上治疗骨关节炎的机制尚不明确,因此利用网络药理学从分子水平来解释淫羊藿治疗骨关节炎的潜在化学成分及作用机制,可为后期药物研发及疾病治疗提供一定理论依据。 目的：采用网络药理学方法探讨淫羊藿治疗骨关节炎的分子机制。 方法：通过TCMSP数据库筛选淫羊藿的药效成分,通过TCMSP、Swiss Target Prediction和STITCH数据库预测淫羊藿药效成分的调控靶点,通过OMIM、GeneCards和TTD数据库预测治疗骨关节炎的靶点,将淫羊藿药效靶点与骨关节炎治疗靶点取交集,得到淫羊藿治疗骨关节炎的靶点,并构建“药物-成分-靶点-疾病”网络。通过STRING数据库分析蛋白互作关系,运用DAVID数据库分析蛋白模块的相关信号通路和功能。 结果与结论：①筛选得到23个淫羊藿药效成分,共预测得到230个淫羊藿药效靶点和1 221个骨关节炎的治疗靶点,取交集后得到95个淫羊藿治疗骨关节炎的靶点,蛋白互作分析提示JUN、AKT1、RELA、MAPK1、IL6、CXCL8、MAPK8、MAPK14、FOS、IL1B为蛋白互作网络中的核心靶点;②关键蛋白模块主要涉及白细胞介素受体通路、肿瘤坏死因子信号通路、Toll样受体信号通路、T细胞受体信号通路、NF-κB信号通路和破骨细胞分化通路,可能通过调控细胞增殖与凋亡、免疫细胞及免疫反应、炎症因子及炎症反应、脂多糖的细胞反应等多种生物过程发挥治疗骨关节炎的作用。 ORCID: 0000-0002-2572-0229(章晓云) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

网络药理学联合动物实验探讨润燥止痒胶囊治疗湿疹的作用机制

目的 通过网络药理学和动物实验,揭示润燥止痒胶囊（RunZao ZhiYang capsule,RZZY治疗湿疹的药理学机制。方法 选取RZZY中23个成分为研究对象,利用数据库筛选方药靶点,使用Metascape数据库对靶点进行KEGG通路富集分析,Cytoscape软件构建“成分-靶点-通路”网络,筛选湿疹关联通路,开展动物实验评价RZZY对湿疹的疗效,验证RZZY对关键靶点调节作用。结果 RZZY与湿疹关联靶点72个,包括JAK2、STAT3、PIK3R1、AKT1、MAPK1等;KEGG富集得到AGE-RAGE、TNF、Th17 cell differentiation、PI3K-Akt等关键信号转导通路;动物研究发现RZZY显著减轻湿疹模型大鼠皮肤肿胀、表面溃烂和渗透,降低湿疹面积及严重度指数评分、皮肤厚度和病理评分,确证RZZY对湿疹关键靶点JAK2和STAT3蛋白有下调作用,与网络药理学预测结果相一致。结论 本研究联合网络药理学和动物实验验证RZZY对湿疹的作用机理,为其临床应用提供理论依据。     

基于网络药理学和分子对接探讨蠲痹汤治疗骨关节炎的机制

目的采用网络药理学和分子对接探讨蠲痹汤治疗骨关节炎的机制。方法应用TCMSP数据库获取蠲痹汤的活性成分和对应靶点,检索GeneCards数据库、OMIM数据库、PharmGkb数据库和TTD数据库获得骨关节炎的治疗靶点。运用R语言软件(版本4.0.2)获得蠲痹汤治疗骨关节炎的交集靶点,使用Cytoscape软件(版本3.8.0)构建“活性成分—治疗靶点”网络并将关键成分进行排序,同时通过蛋白质相互作用(PPI)网络筛选出其核心靶点。运用R语言软件对蠲痹汤治疗骨关节炎的作用靶点进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。运用AutoDockVina(版本1.1.2)等软件对上述核心靶点及关键成分进行分子对接验证。结果应用TCMSP数据库共得到蠲痹汤活性成分165个及对应靶点2529个,药物药效靶点与骨关节炎治疗靶点取交集得到115个靶点,关键成分有槲皮素、山柰酚、柚皮素等,核心靶点有STAT3、TNF、MAPK14等。GO富集分析得到2306个生物过程条目,144个分子功能条目,69个细胞组成条目;KEGG富集分析得到TNF信号通路、IL-17信号通路、PI3K-AKT信号通路等相关通路。分子对接结果显示,蠲痹汤治疗骨关节炎的关键成分槲皮素、山柰酚、柚皮素、甘草酮A、刺芒柄花素与其对应的核心靶点有较好的结合性。结论蠲痹汤可能通过多成分、多靶点、多通路的相互作用发挥对骨关节炎的治疗作用。     

基于网络药理学及实验验证探讨雷公藤治疗肾癌的作用机制

目的采用网络药理学和实验验证的方法探索雷公藤治疗肾癌的作用机制。方法利用中药系统药理学(TCMSP)数据库与分析平台筛选雷公藤的有效成分,并通过Swiss数据库预测雷公藤的靶点。自DisGeNET、GeneCards和OMIM数据库收集肾癌相关靶点,并通过Venny 2.1.0获得交集靶点。使用STRING数据库和Cytoscape软件绘制蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并进行基因本体(GO)及京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。通过Cytoscape软件构建"成分-靶点-通路"网络。诱导肾癌皮下移植瘤模型,将裸鼠随机分为对照组和治疗组,每组5只,治疗组灌胃615 mg/ml雷公藤溶液(将1 845 mg雷公藤颗粒溶于3 ml水)2.46 g/kg,10 μl/次,1次/d,共给药21 d;对照组灌胃等量生理盐水。每5天测量1次肿瘤体积,并采用酶联免疫法检测丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、信号转导子与转录激活子3(STAT3)、肿瘤坏死因子(TNF)、T肿瘤蛋白p53(TP53)、JUN、丝裂原激活蛋白激酶8(MAPK8)和MAPK14表达情况。结果筛选出雷公藤有效药物成分28个,潜在靶点117个。识别出13 425个相关疾病靶点,最后获得113个药物和疾病交集靶点。在PPI网络中,AKT1、STAT3、TNF、TP53、JUN、MAPK8和MAPK14是核心靶点。GO分析显示BP主要包括核受体活性、配体激活的转录因子活性、RNA聚合酶特异性DNA结合转录因子结合、核类固醇受体活性、肾上腺素能受体活性等;CC主要包括对激素的反应、细胞对脂质的反应、积极调节细胞迁移、对TNF的反应、炎症反应、细胞对激素刺激的反应、对缺氧的反应、对金属离子的反应等;MF涉及膜筏、膜微区、质膜的外侧、膜侧、质膜筏、突触前膜、小窝、转录调控复合体、突触后膜、突触膜等。KEGG分析显示雷公藤治疗肾癌涉及脂质和动脉粥样硬化、晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体(AGE-RAGE)、TNF、Toll样受体、磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)和MAPK等信号通路。实验验证结果显示雷公藤治疗后肿瘤体积减小(P<0.05),TP53蛋白表达增加(P<0.001),AKT1、STAT3、TNF、JUN、MAPK8和MAPK14蛋白表达均降低(均P<0.001)。结论预测了雷公藤治疗肾癌的靶点及信号通路,为进一步研究其保护机制及临床应用提供参考依据。     

基于网络药理学探讨趋化因子-13对间充质干细胞增殖和迁移的影响

目的 以网络药理学技术探讨趋化因子-13（CXCL-13）对人骨髓间充质干细胞（BMSCs）增殖和迁移的影响。 方法 在线数据库预测CXCL-13作用于BMSCs的靶点。Metascape数据库对靶点的基因本体论和京都基因与基因组百科全书(KEGG）信号通路进行富集分析。STRING 11.0数据库进行蛋白质相互作用分析,Cytoscape 3.8的cytoHubba 0.1插件筛选核心基因编码的蛋白质。BMSCs分为对照组、CXCL-13组和PI3K抑制剂组。分别以MTT、流式细胞术和Transwell细胞小室迁移实验检测各组BMSCs的吸光度（A）值、细胞凋亡率和细胞迁移数目情况;ELISA检测各组BMSCs上清液表皮生长因子(EGF)和血管内皮生长因子(VEGF)蛋白含量。Western blotting检测各组BMSCs的Akt、磷酸化Akt（p-Akt）蛋白的表达。 结果 CXCL-13作用于BMSCs 21个靶点。与细胞增殖相关的生物学过程包括干细胞增殖、调节内皮细胞增殖、正向调控平滑肌细胞增殖等32条;与细胞迁移相关的生物学过程包括调节细胞迁移、阿米巴状细胞迁移、调节内皮细胞迁移等22条。KEGG通路包括癌症途径、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等40条。核心蛋白包括肿瘤蛋白P53（TP53）、表皮生长因子受体（EGFR）、90kD热休克蛋白αB1（HSP90AB1）、蛋白激酶Cα（PRKCA）、雌激素受体2（ESR2）及前列腺素E受体4（PTGER4）。与其他组相比,CXCL-13组BMSCs的吸光度（A）值和细胞迁移数目均显著增高（P＜0.01,n=15）,细胞凋亡率明显降低（P＜0.01,n=15）;PI3K抑制剂组BMSCs的A值、细胞凋亡率和细胞迁移数目与CXCL-13组相比均呈相反变化（P＜0.01,n=15）。相对于对照组,CXCL-13组BMSCs的EGF和VEGF蛋白含量显著提高（P＜0.01,n=15）,Akt和p-Akt相对表达均明显升高（P＜0.01,n=9）;而PI3K抑制剂组EGF和VEGF蛋白含量、Akt和p-Akt相对表达呈相反变化。 结论 CXCL-13激活PI3K-Akt通路促进BMSCs旁分泌EGF和VEGF蛋白,提高BMSCs增殖和迁移,抑制BMSCs凋亡。     

基于网络药理学探究络石藤-牛膝药治疗关节炎的作用机制

目的 基于网络药理学分析“络石藤-牛膝”药对治疗关节炎（Arthritis）的潜在作用机制。 方法 通过检索中草药系统药理学数据库平台（TCMSP）进行药对“络石藤-牛膝”有效成分及靶基因筛选;以“Arthritis”为关键词,在GeneCards数据库、NCBI基因数据库以及OMIM数据库进行人类基因检索并获得关节炎相关基因;将筛选出的药对靶点与疾病靶点输入韦恩图制作软件Venny2.1,获得共有靶点;运用STRING数据库进行PPI网络构建,Cystoscape构建“药物-成分-靶点-疾病”网络;运用R语言软件对关键靶基因进行基因本体论（GO）功能富集分析及与基因组百科全书（KEGG）通路的集分析。 结果 从TCMSP中筛选获得络石藤9种化合物成分,94个靶点;牛膝获得21种化合物成分,205个靶点。Venny映射得到128个共有靶点,STRING数据库筛选出5个基因簇和4个核心基因构建PPI网络。GO功能富集分析显示,“络石藤-牛膝”药对涉及2329条生物过程,150项分子功能相关,60项细胞组成相关。通过KEGG通路富集分析,“络石藤-牛膝”药对治疗关节炎富集到154条信号通路。 结论 基于网络药理学,从有效成分、基因靶点、信号通路等方面初步验证了“络石藤-牛膝”药对治疗关节炎的作用机制。     

股骨头坏死用药规律及机制:数据挖掘和网络药理学分析

背景:中医药物治疗股骨头坏死常作为辅助手段,然而其用药规律、组方原则及作用机制尚不清楚。目的:挖掘并分析广州中医药大学第一附属医院三骨科保髋病区治疗股骨头坏死的中药组方用药规律,并探讨潜在新方组合的作用机制。方法:收集2017年1月至2019年12月广州中医药大学第一附属医院三骨科保髋病区治疗股骨头坏死处方,通过中医传承辅助平台(V2.5)进行数据挖掘,分析处方药物的用药频次、药物关联,并得出潜在中药新方组合。运用TCMSP、String及KEGG数据库对“新处方”中药物靶标间相互作用关系进行分析,并分析所得的相关通路。结果与结论:①共筛选出126首处方,包含84味中药,演化得到4个潜在新方组合(处方1:桃仁-黄芪-牛膝-当归-独活;处方2:川芎-白芍-续断-白术;处方3:三七-茯苓-熟地-丹参-杜仲;处方4:红花-秦艽-补骨脂-党参);②筛选出潜在新方组合1(“新处方”)的主要化学成分有74种(如谷甾醇α1和赤霉素17等);③预测到“新处方”活性成分的作用靶标202个,映射后得出“新处方”治疗股骨头坏死121个潜在靶标(如JUN、AKT1、MAPK1、RELA和白细胞介素6等);④文章中的中药-疾病靶标涉及的KEGG通路主要包括MAPK信号通路、Toll样受体、核转录因子κB信号通路及缺氧诱导因子1信号通路;⑤通过上述数据分析得出,中医药治疗股骨头坏死用药以活血化瘀、滋肝益肾、补益气血为主,辅以通经络、祛风湿等药,“新处方”中药组合显示了多成分、多靶点的药物作用特点,其机制可能是通过参与促进血管生成和调节骨代谢等途径来调控股骨头坏死的发展。     

Analysis of molecular networks and targets mining of Chinese herbal medicines on anti-aging

Background

Many kidney-tonifying Chinese herbal medicines exert effects on anti-aging by comprehensive interactions of multiple targets. However, the interactions of multi-targets targeted by effective ingredients of kidney-tonifying Chinese herbal medicines are unknown. In this study, to explore the systems pharmacology mechanisms of kidney-tonifying Chinese medicines on anti-aging, we establish the molecular networks with the interactions of multi-targets, analyze bio-functions and pathways with IPA, and calculated the mutual interaction pairs of targets (target pairs) with data mining, respectively.

Methods

Kidney-tonifying Chinese medicines with anti-aging effects were screened from the Chinese Pharmacopoeia and the literatures. Target proteins of these herbal medicines were obtained from bioinformatics databases. Comparisons of molecular networks, bio-functions and pathways given by Ingenuity Pathway Analysis system showed the similarities and the differences between kidney Yin-tonifying herbal medicines and kidney Yang-tonifying herbal medicines. Target pairs with high correlation related to anti-aging were also discovered by data mining algorithm. And regulatory networks of targets were built based on the target pairs.

Results

Twenty-eight kidney-tonifying herbal medicines with anti-aging effects and 717 related target proteins were collected. The main bio-functions that all targets enriched in were “Cell Death and Survival”, “Free Radical Scavenging” and “Cellular Movement”, etc. The results of comparison analysis showed that kidney Yin-tonifying herbal medicines focused more on “Cancer related signaling”, “Apoptosis related signaling” and “Cardiovascular related signaling”. And kidney Yang-tonifying herbal medicines focused more on “Cellular stress and injury related signaling” and “Cellular growth, proliferation and development related signaling”. Moreover, the results of regulatory network showed that the anti-aging related target pairs with high correlated degrees of Kidney Yin-tonifying herbal medicines included TNF-PTGS2, TNF-CASP3, PTGS2-CASP3, CASP3-NOS2 and TNF-NOS2, and that of kidney Yang-tonifying herbal medicines included REAL-TNF, REAL-NFKBIA, REAL-JUN, PTGS2-SOD1 and TNF-IL6.

Conclusions

In this study, we achieved some important targets, target pairs and regulatory networks with bioinformatics and data mining, to discuss the systems pharmacology mechanisms of kidney-tonifying herbal medicines acting on anti-aging. Mutual target pairs related to anti-aging found in this study included TNF-PTGS2, TNF-CASP3, PTGS2-CASP3, CASP3-NOS2, TNF-NOS2, REAL-TNF, REAL-NFKBIA, REAL-JUN, PTGS2-SOD1 and TNF-IL6. Target pairs and regulatory networks of targets could reflect more potential interactions between targets and comprehensive effects on anti-aging. Compared with the existing researches, it was found that the kidney-tonifying herbal medicines may exert anti-aging effects in multiple pathways in this study.

     

Up-regulation of interleukin-8 by novel small cytoplasmic molecules of nontypeable Haemophilus influenzae via p38 and extracellular signal-regulated kinase pathways

Nontypeable Haemophilus influenzae (NTHI) is an important etiological agent of otitis media (OM) and of exacerbated chronic obstructive pulmonary diseases (COPD). Inflammation is a hallmark of both diseases. Interleukin-8 (IL-8), one of the important inflammatory mediators, is induced by NTHI and may play a significant role in the pathogenesis of these diseases. Our studies demonstrated that a soluble cytoplasmic fraction (SCF) from NTHI induced much greater IL-8 expression by human epithelial cells than did NTHI lipooligosaccharides and envelope proteins. The IL-8-inducing activity was associated with molecules of < or =3 kDa from SCF and was peptidase and lipase sensitive, suggesting that small lipopeptides are responsible for the strong IL-8 induction. Moreover, multiple intracellular signaling pathways were activated in response to cytoplasmic molecules. The results indicated that the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and Src-dependent Raf-1-Mek1/2-extracellular signal-regulated kinase mitogen-activated protein kinase (ERK MAPK) pathways are required for NTHI-induced IL-8 production. In contrast, the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)-Akt pathway did not affect IL-8 expression, although this pathway was concomitantly activated upon exposure to NTHI SCF. The PI3K-Akt pathway was also directly activated by IL-8 and significantly inhibited by an antagonist of IL-8 receptors during NTHI stimulation. These results indicated that the PI3K-Akt pathway is activated in response to IL-8 that is induced by NTHI and may lead to other important epithelial cell responses. This work provides insight into essential molecular and cellular events that may impact on the pathogenesis of OM and COPD and identifies rational targets for anti-inflammatory intervention.