基于网络药理学分析五味消毒饮治疗关节假体周围感染的作用机制

文题释义：网络药理学：是基于系统生物学和药代动力学的理论，对生物信息的网络分析，选取特定节点进行多靶点药物分子设计，以多靶点作用、多种信号途径综合分析为特点，旨在预测药物治疗疾病的潜在机制，提高临床研究成功率，减少研究经费的新兴学科。 关节假体周围感染：是人工关节置换术后的一种极具破坏性的并发症，主要由金黄色葡萄球菌等致病菌引起假体周围发生化脓性感染及假体表面形成生物膜为主要特点，临床表现为术口及周围红、肿、热、痛，窦道形成，渗液流脓等。 背景：五味消毒饮在临床中已被用于治疗关节假体周围感染，但因五味消毒饮所含有效成分复杂，其分子作用机制尚不明确。 目的：探究五味消毒饮治疗关节假体周围感染的作用机制。方法：通过中药系统药理学成分分析数据库(BATMAN-TCM)预测获得五味消毒饮的有效化合物及靶点基因，利用GeneCards和OMIM数据库获得关节假体周围感染疾病的相关靶点基因，取两者交集后得到五味消毒饮-关节假体周围感染疾病交集基因。随后采用STRING在线数据库构建蛋白相互作用网络(PPI)，根据度值筛选核心基因。将交集基因输入Cytoscape 3.7.2软件以构建WWXDY-靶点-关节假体周围感染可视化网络图，并借助DAVID在线工具进行交集靶点的基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析，探讨其抗关节假体周围感染的作用机制。结果与结论：①从BATMAN-TCM平台共预测出五味消毒饮的有效化合物37个，作用靶点共914个；从GeneCards和OMIM数据库筛选出关节假体周围感染疾病的相关靶点基因286个；取交集获得药物与疾病交集靶点39个，经筛选得到核心基因16个；②GO分析结果显示，交集靶基因的生物过程主要是趋化因子生物合成过程的正向调控、蛋白激酶B信号、炎症反应、脂多糖媒介的信号通路、细胞因子分泌的负调控参与免疫应答等；分子功能为细胞因子活性、生长因子活性、ICAM-3受体活性、Ⅲ型转化生长因子受体结合、前列腺素-内过氧化物合酶活性；细胞组分为细胞外空间、细胞表面、细胞膜外侧面、胞外区、整合蛋白αL-β2复合体；③KEGG通路富集结果主要涉及类风湿性关节炎、疟疾、细胞因子-细胞因子受体相互作用、南美锥虫病、利什曼病、炎症性肠病、阿米巴病、肿瘤坏死因子信号通路、肺结核、自然杀伤细胞介导的细胞毒性等信号通路；④提示五味消毒饮治疗关节假体周围感染疾病的作用机制呈多个有效化合物、多个作用途径以及多个靶点基因的特点，为后续实验提供了新思路、新方向。ORCID: 0000-0001-5949-6483(张海涛) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

关节康治疗骨性关节炎的网络药理学机制

【目的】 基于网络药理学探讨关节康治疗骨性关节炎的作用机制。【方法】 通过中药系统药理学数据库（TCMSP）和中药系统药理学成分分析数据库（BATMAN-TCM）预测获得关节康的有效化合物及靶点基因,利用GeneCards和在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）获得骨性关节炎疾病的相关靶点基因,取关节康-骨性关节炎疾病交集基因。然后,应用STRING在线数据库构建蛋白相互作用网络（PPI）,并筛选出关键基因,再将关键基因输入Cytoscape 3.7.2软件以构建关节康-靶点-骨性关节炎可视化网络。最后,借助DAVID在线工具进行交集靶点的基因本体论（GO）功能和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。【结果】 共预测到关节康的有效化合物95个,其对应的作用靶点共257个,与骨性关节炎疾病密切相关的靶点共有2 868个,获得关节康-骨性关节炎疾病交集靶点共109个,从中筛选出38个关键靶点。GO 分析结果显示,关节康-骨性关节炎交集关键基因的生物过程主要是RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、一氧化氮（NO）生物合成过程的正调控、细胞对脂多糖的反应、血管生成、基因表达的正调控、序列特异性DNA结合转录因子活性的正调控、细胞增殖的正调控等。KEGG 富集分析结果显示,关节康-骨性关节炎交集关键基因的网络信息通路主要涉及癌症通路、南美锥虫病（美洲锥虫病）、肿瘤坏死因子（TNF）信号通路、缺氧诱导因子1（HIF-1）信号通路、膀胱癌、百日咳、乙型肝炎、利什曼病、沙门氏菌感染、癌症中的蛋白多糖等。【结论】 基于网络药理学在分子水平进一步揭示了关节康治疗骨关节炎的作用机制,即通过癌症通路、TNF、HIF-1、NO生物合成过程的正调控、血管生成、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控和细胞对脂多糖的反应等治疗OA,能为后续研究关节康治疗骨关节炎的相关机制等提供新的方向。