基于网络药理学-分子对接探讨保元汤调控线粒体功能治疗冠心病的作用机制
靶点,心肌,1资料与方法,2结果,3讨论
刘启予,樊懿萱,王彤歆,王安璐,徐 浩冠心病是全球疾病负担的重要组成部分,也是中老年人死亡的主要原因[1],其发病机制主要为动脉粥样硬化形成导致冠状动脉管腔变窄甚至阻塞,引起心肌缺血、缺氧甚至梗死。由于线粒体在细胞氧化还原平衡及能量稳态中的核心作用,目前研究认为线粒体结构和功能异常与冠心病发生发展密切相关。观察冠心病病人心肌细胞发现,线粒体DNA(mtDNA)完整性破坏,其编码的呼吸复合物活性降低,电子传递链(ETC)紊乱,氧化磷酸化(OXPHOS)代谢异常,造成三磷酸腺苷(ATP)生成减少,活性氧生成增加[2]。一方面引起心脏供能不足,另一方面导致氧化应激、促进炎症反应和细胞凋亡、血管内皮损伤等,影响动脉粥样硬化形成[3-4]。保元汤始载于明代魏直《博爱心鉴》,后经张景岳等医家发挥,其组方包括人参、黄芪、甘草、肉桂四味药物,是治疗冠心病等心血管疾病的常用方剂之一。“保元者,保守此元气之谓也”,元气者,人生立命之基也。张锡纯指出“是大气者,原以元气为根本”,元气足,大气(即宗气)得以充养,贯注于心脉之中,发挥行血气之功以治疗冠心病。现代药理学研究显示,保元汤通过抗细胞凋亡、抗氧化应激、改善血管内皮舒张功能、增加冠状动脉血流量等发挥心肌保护作用[5-6]。富集保元汤对应的小鼠心肌保护靶点发现,多数靶蛋白均定位于线粒体,由此推测保元汤发挥心肌保护的核心机制可能是调节线粒体功能[7]。针对保元汤多靶点、多途径综合调节的作用特点,本研究运用网络药理学方法及分子对接技术,预测保元汤治疗冠心病的有效成分、潜在靶点及信号通路,探讨保元汤如何通过调控线粒体功能改善冠心病。
1 资料与方法
1.1 中药的活性成分及相应靶点筛选 运用北京蛋白质组研究中心开发的在线生物信息学分析工具BATMAN-TCM平台(http://bionet.ncpsb.org/batman-tcm)分别检索“人参”“黄芪”“甘草”“肉桂”的有效成分及对应的潜在靶点,设置检索参数为Score cutoff≥48、P<0.05进行筛选。
1.2 疾病靶标获取 在人类基因数据库(GeneCards,https://www.genecards.org/)、人类孟德尔遗传数据库(OMIM,https://omim.org/)中以 “coronary heart disease”为检索词进行检索,将两个数据库所得结果合并去重,最终得到冠心病的相关靶标。
1.3 “有效成分-作用靶点”网络构建 将疾病靶标与药物靶点进行比对,筛选两者交集基因,获得保元汤治疗冠心病的作用靶点 ......
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