Netwerkfarmacologiestudie over het oestrogene-achtige effect van glycosiden van Cistanche Deserticola

 

Abstract

Deze studie onderzoekt het potentiële mechanisme van oestrogene-achtige effecten vanglycosiden vanCistanche woesticola(GCS)Op basis van netwerkfarmacologie gecombineerd met transcriptomische gegevens. Een totaal van40 actieve ingrediëntenvan GC's met oestrogene effecten werden voorspeld met behulp van databases zoals zoalsTCMSP, Symmap, Etcm, Steek, EnQSAR.

De doelinformatie over oestrogene tekort aan ziekten werd opgehaaldGenecardsEnOMIMdatabases. Belangrijke doelen werden gescreend en eenPPI -netwerkwerd gebouwd.Ga functionele verrijking analyseEnKEGG Pathway Verrijkingsanalysewerden uitgevoerd om belangrijke doelen en paden te identificeren.

Gecombineerd met voorlopige transcriptomische gegevens werd correlatieanalyse tussen netwerkfarmacologische voorspellingsdoelen en KEGG-route uitgevoerd om het mechanisme van het oestrogene-achtige effect van GC's verder te onthullen.

183 doelenwerden gescreend, en1.712 doelenwerden geselecteerd voor ziekten van oestroge -tekort.

24 kernsleuteldoelenwerden verkregen.

GO -functie en KEGG Pathway -verrijking toonden aan dat GC's voornamelijk werken op biologische processen zoals:

Cytokineceptorbinding

Oestrogeenreceptorbinding

Groeifactorreceptorbinding

Nucleaire receptoractiviteit

Nucleaire hormoonreceptorbinding

Steroïde hormoonreceptoractiviteit

Hormoonreceptorbinding

De regelgevende paden omvatten:

Tumornecrosefactor (TNF) signaalroute (TNF)

Interleukin -17 (il -17) signaleringsroute

Hypoxie-induceerbare factor -1 (HIF -1) signaleringsroute

Oestrogeen signaleringsroute

Veranderingen van genexpressie werden in iedereen gedetecteerd24 kerndoelenbehalveMCL1EnGCG. Differentiaal tot expressie gebrachte genen inbegrepenAR, CASP8, ESR1, Fos, EnHMOX1. Een totaal van68 KEGG -padenwerden geïdentificeerd, met deoestrogeen signaleringsroute, Camp -signaleringsroute, EnTNF -signaalrouteDe belangrijkste paden zijn.

Conclusie

Glycosiden vanCistanche woesticolaKan oestrogeenachtige effecten uitoefenen door een "multi-component, multi-target, multi-pathway" -mechanisme. Dit mechanisme kan verband houden met de regulering van:

Oestrogeen signaleringsroute

Camp -signaleringsroute

TNF -signaalroute

 

 

 

Natuurlijke cistanche -extractpillen in plaats vanEstromimetisch

Whatsapp ons voor meer informatie

 

 

Trefwoorden

Glycosiden vanCistanche woesticola

Estromimetisch

Netwerkfarmacologie

Transcriptomica

Gezamenlijke analyse

 

Oestrogeenis een essentieel hormoon in de ontwikkeling van het vrouwelijke reproductieve systeem en secundaire seksuele kenmerken, een cruciale rol spelen bij het reguleren van de vruchtbaarheid van vrouwen en genderkenmerken [1]. Na het betreden van de menopauze ervaren vrouwen een afname van de eierstokfunctie, wat leidt tot verminderde oestrogeenproductie, die op zijn beurt een reeks aandoeningen veroorzaakt, zoals osteoporose, atherosclerose, menopauzaal syndroom en krans hartziekten [2]. Traditionele oestrogeenvervangingstherapie kan de symptomen die veroorzaakt door oestroge -tekort verlichten of verminderen, maar deze behandeling kan ook leiden tot mogelijke bijwerkingen [3]. Studies hebben aangetoond dat langdurig gebruik van oestrogeen kan leiden tot overmatige proliferatie van het endometrium, baarmoederfibromen en borstklierhyperplasie, naast andere bijwerkingen. Daarom is het zoeken naar een effectieve, veilige en praktische behandeling om de lage oestrogeenspiegels te verbeteren van grote betekenis en waarde [4].

Planten oestrogenen zijn stoffen die in staat zijn om oestrogeenachtige activiteit uit te oefenen. Hun moleculaire structuur is vergelijkbaar met die van oestrogeen van zoogdieren, waardoor ze specifiek kunnen binden aan oestrogeenreceptoren en milde oestrogeenachtige effecten produceren [5]. Onderzoek geeft aan dat plantenvertragen verschillende farmacologische effecten hebben, waaronder anti-osteoporose en het veranderen van metabole aandoeningen [6].

Cistanche woesticolais de gedroogde, vlezige stengel met geschubde bladeren van de Orobanchaceae -fabriekCistanche woesticola yc ma. Het heeft functies zoals het tonen van nier yang, verrijkende essentie en bloed en het bevochtigen van de darmen om constipatie te verlichten. Het wordt vaak gebruikt om nier yang -tekort, essentie en bloedgebrek, impotentie, onvruchtbaarheid, pijn en zwakte van de taille en knieën te behandelen, en constipatie veroorzaakt door darm droogheid [7]. Eerdere studies door de onderzoeksgroep bevestigden dat totale glycosiden vanCistanche woesticola(GCS), met een gehalte van meer dan 60% van echinacoside, zijn de belangrijkste actieve componenten die verantwoordelijk zijn voor de oestrogeenachtige effecten. GC's verhogen de baarmoedercoëfficiënt en de hoogte van endometriumepitheelcellen in onrijpe ratten aanzienlijk. Transcriptomische analyseresultaten toonden aan dat GC's oestrogeenachtige effecten uitoefenen door 2.953 differentieel tot expressie gebrachte genen, waarvan 1.475 werden opgereguleerd en 1.478 werden gedaald. Deze genen zijn voornamelijk gerelateerd aan oestrogeenrespons, positieve regulatie van stikstofverbindingsmetabolische processen, ontwikkelingsprocessen en biologische procesregulatie. Ze nemen voornamelijk deel aan deoestrogeen signaleringsroute, Camp -signaleringsroute, Rap1 signaleringsroute, EnMAPK -signaleringsroute [8-9].

Traditionele Chinese geneeskunde (TCM) netwerkfarmacologie kan de mechanismen van TCM bij ziektebehandeling onderzoeken door TCM -componenten te screenen, de doelwiteiwitten van actieve componenten te voorspellen en de signaalroutes te analyseren die betrokken zijn bij deze doelwiteiwitten [10-12]. Om het mechanisme van de oestrogeenachtige effecten van GCS verder te onthullen, maakt dit onderzoek gebruik van bioinformatica-analyse op basis van de eerdere transcriptomische gegevens van de groep om het mogelijke mechanisme te ontdekken waarmee totaalglycosiden vanCistanche woesticola Oestrogeenachtige effecten uitoefenen.

1. Experimentele databases en software

TCMSP: http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php

Symmap: https://www.ymmmap.org

Etcm: http://www.nrc.ac.cn:9090/etcm/

Steek: http://stitch.embl.de/

QSAR: http://targetnet.scbdd.com/

Pubchem: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

Uniprot: http://www.uniprot.org/

Genecards: http://www.genecards.org/

OMIM: https://www.omim.org/

SNAAR: https://string-db.org/

Vorst: https://www.kegg.jp/

GAAN: http://geneontology.org/

R taal: Rx 64 3. 5.3 met de volgende pakketten:

Venndiagram

Count.r

clusterprofiler

org.hs.eg.db

Symbol2id

Perl -script: addSymbol.pl

Cytoscape: Versie 3.7.1

 

2. Experimentele methoden

2.1 Voorspelling van netwerkfarmacologie van het oestrogeenachtige mechanisme van GCS

2.1.1 Voorspelling van doelen van de belangrijkste actieve componenten van GCS

Met behulp van UPLC/Q-TOF-MS-analyse werden 40 verbindingen met oestrogeenachtige farmacologische activiteit geïdentificeerd [13]. Deze verbindingen werden doorzochtTCMSP, Symmap, EnEtcmDatabases om potentiële gendoelen voor elke verbinding te vinden. Bovendien werden samengestelde glimlachstructuren geïmporteerd inSteekEnQSARDatabases om doelen te verzamelen. Alle verzamelde doelen werden samengevoegd en duplicaten werden verwijderd om potentiële doel -eiwitten te verkrijgen.

2.1.2 Informatie over oestrogeenachtige doeldatabase

De trefwoorden "oestrogeengebrek" werden gebruikt om te zoeken naar relevante doelen in deGenecardsEnOMIMdatabases.

2.1.3 Constructie van het "Active Core - Core Target - oestrogeen -achtig" netwerk

Gebruik van deVenndiagramPakket in R, de kruising van doelen uit beide bronnen werd uitgezet als een Venn -diagram. Kandidaat -eiwitinteractiegegevens werden geïmporteerd inCytoscape v3.9.1en kerndoelen werden geïdentificeerd. De overeenkomstige verbindingen van de kerndoelen werden geselecteerd en het "samengestelde - kerndoel - oestrogeen -achtige" netwerk werd visueel geanalyseerd en geconstrueerd met behulp vanCytoscape v3.9.1.

2.1.4 Constructie van het PPI -netwerk

Kerndoelinformatie werd geïmporteerd in deSNAAR database, selecting the species "Homo sapiens" and setting the confidence score to >0. 7 om het eiwit-eiwit interactie (PPI) -netwerk te construeren. DeCount.rPakket in R werd gebruikt om de top 20 kerngenen te analyseren en te selecteren met de hoogste connectiviteit tussen kerndoelwiteiwitten, die werden gevisualiseerd.

2.1.5 Go Functionele verrijkingsanalyse en KEGG Pathway -verrijkingsanalyse

Voor kerndoelgenen, GO en KEGG -database -zoekopdrachten werden uitgevoerd met behulp van de R -pakkettenorg.hs.eg.db, Symbol2id, Enclusterprofiler. De top 20 paden met gecorrigeerde P-waarden werden gevisualiseerd als staafdiagrammen, waarbij de significante functionele annotaties en routes werden verrijkt door de kerndoelen van de oestrogeenachtige effecten van GCS.

2.2 Integratie met transcriptomische gegevens

2.2.1 Correlatieanalyse tussen voorspelde doelen en transcriptomische genen

Omdat de soort in netwerkfarmacologie -voorspellingen menselijk is, werden de doelen omgezet in homologe rattengenen met behulp van met behulp vanHGNCvia de functie "Tools-HCOP". De expressieniveaus van differentiële genen werden geanalyseerd tussen de GCS -groep en de controlegroep in transcriptomische sequencing [9].

 

2.2.2 Correlatieanalyse tussen voorspellingen van netwerkfarmacologie en transcriptomische kegg -routes

De kerndoelgenen voorspeld door netwerkfarmacologie (omgezet in ratten homologe genen) werden doorzocht in de KEGG -database met behulp van de R -pakkettenbioconductorEnclusterprofilersamen met deid2symbol.plscript. De soort was beperkt tot "rno", en paden met padjust <0. 05 werden gescreend. VENN-analyse werd uitgevoerd om overlappende routes tussen KEGG-routes te identificeren die verrijkt zijn door voorspellingen van netwerkfarmacologie en transcriptomische experimenten met betrekking tot de oestrogeenachtige effecten van GCS.