基于网络药理学和分子对接探讨石菖蒲治疗阿尔茨海默病作用机制研究

目的 利用网络药理学联合分子对接探讨石菖蒲治疗阿尔茨海默病(alzheimer's disease,AD)的关键分子机制,以期为AD的治疗提供新的作用药物.方法 通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库分析石菖蒲的相关化学成分及作用靶点,检索GeneCards、Pharm Mapper、治疗靶标数据库(T...     

中医药研究与网络药理学

目的：探讨中医药研究与网络药理学的关系。方法：通过分析网络药理学的背景与涵义,探讨中医药与网络药理学的共性和个性;综合分析中药药理学、毒理学、中药饮片与网络药理学的关系;并比较传统药理学研究方法与网络药理学的优势与不足,从而更好地解读中医药的现代内涵,使传承与创新结合,深入了解中医药研究与网络药理学的关系。结果：中医药整体观和辨证观的理念与中药多成分、多途径、低选择性的特征以及方剂中君臣佐使、七情配伍等原则,体现了中医药多成分、多靶点及系统调控的思想,与网络药理学的研究思路存在一定的共性;建立网络中药药理学、网络毒理学、网络中药饮片等,为提高中医药的安全性和合理用药提供了技术支持,为开展中医药研究提供了新的手段,成为现代中医药研究的新策略;网络药理学超越单靶点思想的束缚,从多靶点的研究策略出发,使以＂一个药物,一个靶标,一种疾病＂为主导的传统新药研发理念产生了革命性转变,在中医药研究领域产生了深远影响。结论：网络药理学的研究策略促进了中医药的现代化和国际化进程,有助于中药新药的研究开发,对发展中医药的理论、促进中西医药的融合具有重要意义。     

网络药理学研究中的网络分析技术

网络分析技术是网络药理学研究中的核心技术,通过整合多种学科理论技术对网络药理学研究中相关的分子网络进行多角度多层次的信息挖掘,以准确、客观地查询出能够产生特定药理作用的成分或成分组合、药物或药物组合,以及具有特定生理功能的关键节点、模块等,从而为新药研发、药物作用机制揭示、疾病机制阐释、生物标志物指明等提供有指导价值的信息,尤其对于以阿尔茨海默病为代表的复杂性疾病研究意义更加突出。本文对近年来网络药理学研究中常用的网络分析技术进行了综述。     

网络药理学研究相关技术与应用

近十几年来,新药的发现周期越来越长,新药候选药物转化为临床有效新药的速率也显著下降,因此从新的角度去认识药物作用机制、采用新的方法发现新药成为了科研工作者们亟待解决的问题。网络药理学与传统药理学最大的区别在于它是从系统生物学和生物网络平衡的角度去阐释疾病的发生发展过程、从改善或恢复生物网络平衡的角度认识药物与机体的相互作用并指导新药的发现。     

枸杞子干预阿尔茨海默病作用机制的网络药理学研究

目的 利用计算机网络药理学技术分析枸杞子干预阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的功效作用网络,预测药效作用机制.方法 通过中药系统药理学数据库(TCMSP)获得并筛选枸杞子的化学成分,多种数据库联合分析活性成分和AD的作用靶点,构建枸杞子活性成分-作用靶点网络图,筛选核心靶点,并进一步进行Cl...     

基于网络药理学和分子对接技术研究八珍益智方治疗阿尔茨海默病的潜在作用机制

目的 利用网络药理学方法及分子对接技术,研究八珍益智方治疗阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,AD）的潜在药效物质基础和作用机制,为其临床应用提供理论依据。方法 通过TCMSP、BATMAN-TCM、TCMID、中国知网（CNKI）和Pubmed数据库检索八珍益智方8味组方药材化学成分和作用靶点;通过GeneCards、OMIM数据库查询AD的相关靶点;利用R语言3.6.3得到药物和疾病的交集靶点;借助String数据库和Cytoscape 3.7.2软件构建PPI网络,筛选核心靶点;通过DAVID数据库进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析;利用AutoDock tools 1.5.6、AutoDock vina 1.1.2进行分子对接。结果 八珍益智方共收集到200个化学成分和226个靶点,Cytoscape 3.7.2软件筛选出包括AKT1、MAPK3、IL-6、VEGFA、CASP3等37个核心靶点,槲皮素、山柰酚、柚皮苷、豆甾醇、7-甲氧基-2-甲基异黄酮等15个核心化合物。GO富集分析得到1 331个条目（P<0.05）,KEGG通路富集得到相关通路65条（P<0.05）。分子对接结果显示15个核心化合物和AKT1、MAPK3、IL-6、VEGFA、CASP3具有较好的亲和力。结论 八珍益智方治疗AD的通路主要涉及癌症的途径、MAPK信号通路、前列腺癌、神经活性配体-受体相互作用、钙信号通路等,研究结果为八珍益智方治疗AD作用机制的进一步阐明提供了指引。      

淫羊藿治疗阿尔茨海默病作用机制的网络药理学与分子对接研究

目的 基于网络药理学与分子对接的方法探讨淫羊藿治疗阿尔茨海默病(AD)的潜在作用机制。方法 通过中医药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)检索和筛选淫羊藿的相关成分和作用靶点,从GeneCards数据库获取AD相关靶点,取两者共同靶点,运用Cytoscape 3.82对共同靶点进行拓扑学分析得到核心靶点,利用DAVID数据库、RStudio软件对核心靶点基因进行GO和KEGG富集分析,对主要成分和靶点进行分子对接验证。结果 (1)从TCMSP数据库检索出淫羊藿中有130种活性成分和1 620个靶点,并从中筛选出11种有效成分、149个靶点。从GeneCards数据库检索AD有11 032种靶点,其中淫羊藿有效成分靶点与AD共同靶点有62种,根据拓扑分析筛选出核心靶点20种。(2)生物过程主要涉及化学性突触传递、药物反应、信号转导、细胞增殖的负调控、细胞增殖的正调控、G蛋白偶联受体信号通路、腺苷酸环化酶激活肾上腺素能受体信号通路、ERK1和ERK2级联的正调节、平滑肌收缩的调节等方面;分子功能主要涉及蛋白质结合、蛋白质同源二聚化活性、药物结合、血清素结合、肾上腺素结合、神经递质受体活...     

基于网络药理学探讨当归治疗阿尔茨海默病的机制

目的 采用网络药理学的方法,预测当归治疗阿尔茨海默病(AD)的潜在作用靶点及其作用机制。方法通过中药系统药理学(TCMSP)数据库筛选当归的主要活性成分,并在Swiss Target Prediction平台对当归活性成分的作用靶点进行预测。通过Genecads数据库筛选AD的主要靶点,将当归有效成分靶点与AD的主要靶点取交集,得到当归治疗AD的靶点。利用String平台构建蛋白质相互作用(PPI)网络,运用Metascape平台进行基因本体(GO)及代谢途径分析数据库(KEGG)进行富集分析。应用Autodock vina软件对网络药理学结果进行验证。结果经筛选获得西多糖苷、豆甾醇、α-胡麻烯、β-谷甾醇等10种当归治疗AD的有效成分,329个潜在药物靶点,当归有效成分与AD共有靶点75个,Sitogluside,beta-sitosterol,Stigmasterol可能是当归治疗AD的关键活性成分。PPI网络分析显示,AKT1、PTGS2、MAPK14可能是当归治疗AD的核心靶点。通路分析提示当归治疗AD的机制可能与cGMP-PKG信号通路、NF-kB信号通路、神经活性配体-受体...     

基于网络药理学和分子对接验证技术探讨贯叶金丝桃抗阿尔茨海默病的作用机制

目的 利用网络药理学及分子对接技术研究贯叶金丝桃治疗阿尔茨海默病（Alzheimers disease,AD）的潜在作用机制。方法 在TCMSP及TCM Database@Taiwan数据库查找贯叶金丝桃的化学成分并进行活性成分筛选;利用化源网、PubChem、SwissTargetPrediction及ChEMBL数据库获取活性成分的作用靶点,检索GeneCards、OMIM、DrugBank和DisGeNET数据库,结合文献检索获取AD的疾病靶点。取两者交集靶点,利用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络。采用Metascape平台对靶点进行GO富集分析和KEGG富集分析,通过Cytoscape 3.10.0软件构建“化合物-靶点-通路”网络并进行拓扑学分析,并采用AutoDock Vina 1.1.2进行分子对接验证。结果 贯叶金丝桃防治痴呆的关键化合物是贯叶金丝桃素金、丝桃素及金丝桃苷等,其对应的关键靶点为APP、PIK3R1、PIK3CA、AKT1、EGFR、GSK3B等,分子对接验证结果显示其主要活性成分与核心靶点均具备潜在活性。所涉及的主要分子过程及通路为激酶活性的正调控、神经活性配体-受体相互作用及激酶活性调节等,关键通路为AD通路和PI3K-Akt信号通路。结论 贯叶金丝桃治疗AD的机制可能与减少β-淀粉样蛋白的产生及tau蛋白形成,调节神经炎症相关。     

中药现代化研究中的网络药理学方法及可视化工具

近60年中,用于治疗各种疾病的药物研发取得了巨大进展,同时也存在一些问题.随着药物研发水平的不断提升,新药研发的进程逐渐放缓[1].以美国FDA为例,新药上市数量在20世纪90年代达到高峰,1996年和1997年分别批准了120项以上的新药申请;但2001年批准的新药申请数量锐减为66项,2009年为26项,2010年仅为21项.同时,2012年到2015年,每年专利到期的药物数量分别为111项、120项、132项、122项[2].2010年后,现上市的药物专利将陆续到期,整个制药工业在经历了60年的辉煌发展后将首次面临由于新药研发乏力而导致的疲软.新药研发存在的困难迫切需要我们总结过去的药物研发模式,探讨药物研发的新策略.     

网络药理学联合分子对接技术分析高良姜治疗抑郁症的可能机制

目的　借助网络药理学联合分子对接技术探讨高良姜治疗抑郁症的作用机制。方法　通过TCMSP数据库 检索高良姜有效成分及靶点,使用GeneCards数据库获取抑郁症疾病靶点基因,利用STRING数据库和Cytoscape 3.9.1 软 件构建PPI网络图并获取蛋白互作关系,筛选出高良姜治疗抑郁症的核心靶点;借助David数据库对相交靶点进行GO功 能分析以及KEGG通路富集分析,得到高良姜治疗抑郁症的潜在作用通路。结果　筛选出高良姜 13 种活性成分和 169 个高良姜治疗抑郁症的潜在作用靶点,包括JUN、MAPK1、AKT1、RELA、ESR1、IL6、MAPK14、MAPK8、RXRA等核心 靶点;GO功能解析得到 654 个生物相关过程、85 个细胞组分及 147 个分子功能;KEGG富集解析获得 171 条相关通路, 分子对接验证了核心靶点与高良姜主要成分具有较强结合力。结论　高良姜可通过多个靶点、多条通路治疗抑郁症。     

基于网络药理学和分子对接技术探讨续断促进骨折愈合的机制

目的 采用网络药理学以及分子对接技术分析续断促进骨折愈合的机制。方法 通过中药系统药理学数据库与分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform, TCMSP)检索续断有效成分,设定口服药物生物利用度(oral drug bioavailability,OB)≥30%和类药性指数(drug like index, DL)≥0.18作为筛选标准,并获得续断有效活性成分的作用基因靶点。在TTD、OMIM、GeneCards、DrugBank、PharmGkb等数据库进行搜索,获取骨折的相关基因靶点。将续断作用靶点与骨折相关基因靶点进行匹配,获取交集得到主要靶点基因。通过EVenn将结果可视化。通过DAVID、STRING数据库等对主要靶点基因进行基因本体(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析以及构建蛋白相互作用网络。通过不同算法获得主要靶点基因中的关键基因。最后通过Pymol、Autoduck等软件进行分子对接,并计算最低结合能、结合位点以及确定定活性口袋。结果 通过TCMSP数据库筛选得到续断有效成分8个,作用靶点63个,删除重复靶点,最终得到作用靶点53个。通过TTD、OMIM、GeneCards、DrugBank、PharmGkb等数据库查询骨折相关作用靶点,得到5 115个相关靶点。通过匹配以及交集分析,获得续断促进骨折愈合的34个作用基因靶点。通过DAVID数据库,分析得到续断治疗骨折的作用基因靶点参与的生物学过程76个、细胞成分20个、分子功能20个。通过STRING数据库,构建续断治疗骨折的蛋白互作网络,共纳入34个基因,79个连接。平均degree参数为4.65。导入Cytoscape软件,通过计算degree以及betweenness,获取续断治疗骨折的关键基因为PTGS2、HSP90AA1、MAPK14。采用对子对接分析发现续断中生物利用度最优的有效成分(E,E)-3,5-Di-O-caffeoylquinic acid、Gentisin、Sylvestroside Ⅲ_qt与关键基因PTGS2、HSP90AA1、MAPK14最低结合能均小于0,并得到结合位点。结论 通过网络药理学及分子对接技术,阐明续断促进骨折愈合的可能的潜在靶点,预测了其发挥药理作用的有效成分以及关键基因。     

基于网络药理学的侯氏黑散抗缺血性脑卒中机制研究

目的 应用网络药理学方法分析侯氏黑散抗脑缺血的核心组分及分子机制。方法 通过侯氏黑散活性成分筛选、成分靶点和疾病靶点挖掘,建立并分析“成分-靶点”网络得到药效成分及药效靶点。构建蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络进行京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,找出潜在信号通路。结果 筛选得到了侯氏黑散抗脑缺血的5个有效成分:β-谷甾醇、隐品碱、原阿片碱、豆甾醇、山姜素;22个药效靶点:雌激素受体1(estrogen receptor, ESR1)、雄激素受体(androgen receptor, AR)、前列腺素G/H合酶2(prostaglandin G/H synthase 2, PTGS2)、凝血酶原2(prothrombin, F2)、内皮型一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, endothelial, NOS3)等。基于PPI网络,侯氏黑散抗脑缺血的靶点显著富集于流体剪切应力通路、晚期糖基化终产物-晚期糖基化终产物受体(advanced glycation end products/receptor for advanced glycation end products, AGE-RAGE)通路、缺氧诱导因子1-α/血管内皮生长因子(hypoxia inducible factor1-α/vascular endothelial growth factor, HIF1-α/VEGF)通路等。结论 侯氏黑散抗脑缺血损伤主要通过影响炎性反应、血管新生、氧化应激等方面发挥作用,与多条信号通路存在直接或间接关系,具有多成分、多靶点、多途径的特点。     

基于网络药理学和分子对接探讨四妙丸治疗高尿酸血症的作用机制

目的 基于网络药理学及分子对接探讨四妙丸治疗高尿酸血症的作用机制。方法 利用 TCMSP、SEA、Swiss 和PharmMapper数据库预测四妙丸活性成分的作用靶点,运用GeneCards和TCD数据库检索与高尿酸血症相关的疾病靶点。使 用Cytoscape 3.6.1构建蛋白质相互作用网络图,通过STRING平台对四妙丸治疗高尿酸血症的靶点进行GO富集分析和KEGG通路分析。利用SwissDock平台进行分子对接,预测主要化合物与关键靶点的结合度。结果 本研究共筛选出四妙丸中的28种活性成分及429个潜在靶点,与高尿酸血症相关的疾病靶点有494个,得到四妙丸与高尿酸血症的共同靶点有118个,并筛选出其中几个关键靶点AKT1、IL-6、JUN、TNF和CASP3进行分子对接,对接结果显示AKT1、IL-6、JUN、TNF和CASP3与小檗红碱、表小檗碱、豆甾醇、谷甾醇等具有良好的结合活性。预测AKT1、IL-6、JUN、TNF和CASP3可能是四妙丸治疗高尿酸血症的关键靶点。KEGG通路富集分析结果显示四妙丸可能通过TNF信号通路、IL-17信号通路、细胞凋亡信号通路等多条信号通路治疗高尿酸血症。结论 四妙丸是通过多组分、多靶点和多途径协同治疗高尿酸血症,为后续进一步研究四妙丸的活性成分及作用机制提供了依据。     

槲皮素治疗心力衰竭的分子机制:基于网络药理学与分子对接方法

目的 基于网络药理学和分子对接研究槲皮素治疗心力衰竭(HF)的分子机制。方法 利用TCMSP、PharmMapper、CTD和GeneCards数据库得到槲皮素和HF相关靶点,通过在线Venn网站得到槲皮素-HF交集靶点,构建蛋白质相互作用网络后导入Cytoscape3.7.2得到槲皮素治疗HF的核心靶点。通过R包进行GO、KEGG通路富集分析,利用Auto Dock Vina进行分子对接。通过蛋白质免疫印迹检测槲皮素处理HF细胞模型的AKT1、Phospho-AKT（Ser473）、eNOS、MMP9和Caspase-3的蛋白水平。结果 分析得到80个槲皮素-HF交集靶点,槲皮素治疗HF核心靶点5个：AKT1、CASP3、MAPK1、MMP9和MAPK8。GO分析中,生物过程集中在对肽类激素的反应、磷脂酰肌醇介导的信号传导、脂多糖的反应、对细菌来源分子的反应和炎症反应的调节等。KEGG通路富集分析表明富集最显著的信号通路为：脂质与动脉粥样硬化通路、癌症中的蛋白多糖、PI3K-AKT信号通路、糖尿病心肌病和MAPK信号通路。分子对接显示槲皮素对5个核心靶点具有良好的结合活性。蛋白质免疫印迹结果显示,100 μmol/L 槲皮素可明显降低心力衰竭细胞AKT1、Phospho-AKT（Ser473）、eNOS、MMP9和Caspase-3水平（P<0.01）。结论 槲皮素可能通过调节AKT1-eNOS-MMP9通路抗凋亡从而改善心力衰竭的病理变化。     

基于网络药理学和分子对接技术探讨清肺饮治疗支气管哮喘的作用机制

目的通过网络药理学及分子对接技术探究清肺饮治疗支气管哮喘的物质基础及分子作用机制。方法借助TCMSP检索清肺饮中麻黄、葛根、苦杏仁、知母、甘草、僵蚕、石膏的化学成分和作用靶点,在Genecards、OMIM数据库搜索关于哮喘疾病的靶点,通过Uni Prot数据库查询靶点对应的基因,运用Cytoscape 3.7.1构建药材-化合物-靶点网络,将交集靶点输入到String数据库进行分析,构建核心靶点的蛋白质-蛋白质互作网络,并通过DAVID对靶点进行基因本体(GO)功能富集分析和KEGG通路富集分析,预测其作用机制,最后通过Autodock软件对网络中度值较高的药物成分与核心作用靶点进行分子对接验证。结果清肺饮药材-化合物-靶点网络共含有活性成分133个,对应作用靶点121个;PPI蛋白互作网络结果筛选得到了14个核心靶点;GO富集分析得到GO条目252个,其中生物过程(BP)条目116个,细胞组成(CC)条目44个,分子功能(MF)条目92个,KEGG通路富集筛选得到79条信号通路。分子对接结果显示,豆甾醇、异鼠李素与哮喘潜在作用靶点具有较强的亲和力。结论清肺饮治疗支气管哮喘具有多成分...     

基于网络药理学和分子对接探讨瓜蒌皮注射液治疗冠心病的作用机制

[目的]通过网络药理学及分子对接的方法,探究瓜蒌皮注射液治疗冠心病的分子机制。[方法]首先通过查阅文献汇总瓜蒌皮注射液中的主要化学成分,通过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）、SwissADME数据库筛选其活性成分并预测其作用靶点,与在GeneCards数据库、OMIM数据库中获取的冠心病的相关靶点交集获得核心靶点;其次通过String数据库构建靶点蛋白互作网络,转换格式导入Cytoscape3.7.2软件构建蛋白互作网络和“相关活性成分-潜在作用靶点”网络并分析关键靶点蛋白与活性成分;然后通过Metascape数据库对靶点基因进行基因本体（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;最后通过AutoDock Vina软件将活性成分与核心靶点进行分子对接来对网络药理学预测的准确性进行虚拟验证。[结果]研究获得瓜蒌皮注射液治疗冠心病的可能相关活性成分10个,核心靶点7个。瓜蒌皮注射液的活性成分可能通过调控蛋白激酶B抗体（AKT1）、表皮生长因子受体（EGFR）、非受体酪氨酸激酶（SRC）、热休克蛋白90AA1(HSP90AA1)、半胱氨酸蛋白酶3(CA...     

基于网络药理学和分子对接研究颐脑解郁方治疗抑郁症的作用机制

目的：采用网络药理学和分子对接的方法探讨颐脑解郁方治疗抑郁症的作用机制。方法：通过检索TCMSP、Symmap数据库获取颐脑解郁方的活性成分,利用 TCMSP、Uniport和Symmap预测活性成分的靶点,并通过GeneCards、OMIM、pharmgkb、TTD、DrugBank数据库检索抑郁症疾病靶点,将其疾病靶点取交集,进而将颐脑解郁方的活性成分靶点与抑郁症的疾病靶点取交集,利用Cytoscape构建药物成分-靶点网络,并使用STRING数据库构建蛋白相互作用网络(PPI),进行核心基因的GO和KEGG富集分析,并使用Pymol、AutoDock Tools软件制作分子对接。结果：共获取颐脑解郁方组方中6味植物药的活性成分72个,对应1363个目标靶点;通过CytoNCA筛选出9个关键靶点;GO富集分析得到生物学过程2624条、分子功能243条以及细胞组分116条,主要与炎症反应、以及氧化应激过程相关;KEGG富集分析得出194条显著富集的通路,主要为 IL-17 信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等,其功能主要涉及免疫系统调控、信号传导、内分泌系统、细胞生长与凋亡等。结论：颐脑解郁方可通过多个化合物作用于多个分子靶点发挥其对抑郁症的治疗作用,其分子机制主要涉及抑制炎症反应,减弱氧化应激等方面。     

基于网络药理学与分子对接技术探讨白花蛇舌草治疗鼻咽癌的作用机制

目的基于网络药理学与分子对接技术探讨白花蛇舌草治疗鼻咽癌的作用机制。方法利用TCMSP、GeneCards数据库获取白花蛇舌草化合物、靶点与鼻咽癌靶点。将交集靶点导入STRING数据库构建靶点蛋白互作网络,筛选关键化合物与核心靶点,并进行分子对接。将交集靶点导入DAVID平台进行GO与KEGG富集分析。结果白花蛇舌草有效化合物6个,作用于鼻咽癌靶点49个,关键化合物4个,核心靶点12个。Degree值排前5的核心靶点与4个关键化合物体现较好结合性。白花蛇舌草治疗鼻咽癌主要影响163个生物学过程、63条通路。结论白花蛇舌草可能通过4个关键化合物作用于5个核心靶点影响生物学过程,调节关键通路来发挥治疗鼻咽癌的作用。