杜仲活性成分抗膝骨關節炎滑膜炎病變分子機制的網絡藥理學闡述

2020-12-05 中國組織工程研究雜誌


文題釋義：

基因本體(gene ontology，GO)：是一個在生物信息學領域中廣泛使用的本體，它涵蓋生物學的3個方面：細胞組分、分子功能、生物過程。

京都基因與基因組百科全書(KEGG) ：是了解高級功能和生物系統(如細胞、 生物和生態系統)，從分子水平信息，尤其是大型分子數據集生成的基因組測序和其他高通量實驗技術的實用程序資料庫資源， 由日本京都大學生物信息學中心的Kanehisa實驗室於1995年建立。KEGG是國際最常用的生物信息資料庫之一，以「理解生物系統的高級功能和實用程序資源庫」著稱。

背景：研究顯示杜仲有效成分存在抑制關節炎滑膜成纖維細胞生長的作用，但杜仲對膝骨關節炎病變過程的滑膜炎症病變作用的分子機制目前尚不明確。

目的：基於中藥網絡藥理學理論與生物信息學研究方法，探討中藥杜仲治療膝骨關節炎滑膜炎症病變的可能分子作用機制。

方法：利用中藥系統藥理學資料庫與分析平臺(TCMSP)篩選杜仲有效活性成分並預測其作用的疾病靶點。下載基因表達資料庫(GEO)中關於膝骨關節炎滑膜炎症病變的基因晶片數據，篩選獲得差異表達基因，與杜仲活性成分作用的靶點基因取交集獲得目的靶點基因。利用CytoScape軟體構建杜仲-活性成分-靶點基因調控網絡；使用STRING網站對靶點基因進行蛋白互作網絡構建分析，篩選其中關鍵基因；利用R語言Bioconductor程序包對靶點基因進行基因本體論(GO)與京都基因與基因組百科全書(KEGG)信號通路分析，篩選具有統計學差異(P < 0.05)的生物學過程或信號通路展開進一步分析。

結果與結論：①篩選獲得杜仲的21個有效活性成分，包括丁子香萜、杜仲甙、杜仲脂素A、槲皮素等，作用於25個膝骨關節炎滑膜炎症病變靶點基因(7個上調基因、18個下調基因)；②靶點基因主要富集於細胞因子活性、細胞因子受體結合、激活轉錄因子結合等生物學過程；③杜仲有效活性成分可能通過調控白介素6、血管內皮生長因子A、細胞趨化因子8等關鍵基因的表達，進而調控靶點基因所在的絲裂原活化蛋白激酶信號通路、核因子κB信號通路、Toll樣受體信號通路等發揮其治療滑膜炎症病變的作用；④研究立足於對膝骨關節炎滑膜炎症病變中醫病機的辨證論治，運用網絡藥理學與生物信息學理論方法探討杜仲治療該疾病的可能分子作用機制，可為進一步開展相關實驗研究提供藥效物質基礎及思路方向參考。

https://orcid.org/0000-0001-5681-4757 (黎永華)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點：組織構建；骨細胞；軟骨細胞；細胞培養；成纖維細胞；血管內皮細胞；骨質疏鬆；組織工程

關鍵詞: 杜仲, 骨, 膝骨關節炎, 滑膜炎症, 通路, 網絡藥理學, 生物信息學

文章來源：黎永華, 馮 強, 譚仁霆, 黃世福, 邱金龍, 尹 恆. 杜仲活性成分抗膝骨關節炎滑膜炎病變分子機制的網絡藥理學闡述[J]. 中國組織工程研究, 2021, 25(5): 765-771.

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