基于中医药整合药理学平台、GEO数据库芯片及分子对接探讨大黄抗肝癌的作用机制

目的采用GEO数据库、整合药理学平台v2.0和分子对接技术探讨大黄抗肝癌的活性成分及其分子机制。方法利用中医药整合药理学平台(TCMIP)筛选中药大黄的活性成分,借助TCMIP及Swisstarget在线数据库预测作用靶点;从GEO数据库下载肝癌基因芯片数据库,利用GEO2R分析肝癌组织与正常肝组织之间的差异表达基因。基于大黄潜在靶点与肝癌靶点的匹配结果筛选大黄抗肝癌的关键靶点,并对关键靶点进行基因本体论(GO)功能、基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。通过构建蛋白互作网络(PPI)、成分-靶点网络及中药-成分-靶点-通路网络,分析并筛选大黄抗肝癌的主要成分和核心靶点。进一步采用Schrodinger-Maestro软件对核心靶点与主要活性成分进行分子对接,以虚拟验证其结合能力并分析其结合模式。结果筛选得到大黄抗肝癌活性成分20个,作用靶点86个,涉及CDK1、AKR1C3、PTGS2、AR、CCNB1等。GO功能富集主要集中在细胞周期、有丝分裂、氧化还原过程、药物反应、类固醇代谢过程等。KEGG通路富集主要涉及细胞周期、细胞衰老、补体系统、花生四烯酸代谢、胆汁代谢等,且这些代谢通路与细胞凋亡、转移、炎症和免疫相关。分子对接结果显示92.2%的活性成分与10个核心靶蛋白均具有较好的结合力,且结合形式多以氢键、疏水键、π-π键和阳离子-π键为主。结论大黄中的大黄酸、大黄素、大黄酚-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、大黄酚-1-O-β-D-葡萄糖苷、丹叶大黄素等活性成分能够作用于CDK1、CCNB1、CYP2C9、MMP9、PTGS2等多个靶点,通过调节与细胞凋亡、转移、炎症、免疫相关的信号通路进而发挥抗肝癌作用。

Mechanism of anti-hepatoma of Rhei Radix et Rhizoma based on integrative pharmacology platform, GEO database chip and molecular docking