基于网络药理学的虎杖抗高血脂作用及信号通路研究

目的:利用数据挖掘结果,采用网络药理学和生物信息学方法,分析传统中药虎杖抗高血脂的作用及信号通路.方法:采用TCMSP数据库从虎杖中筛选出主要活性成分,利用Drug-CPI服务器反向药效团匹配方法,预测并获得虎杖主要活性成分靶点.通过OMIM、TTD、Genecards等疾病靶点数据库筛选出高血脂相关疾病靶点,获得活性成分靶点和疾病靶点交集.采用Cytoscape 3.7.1软件构建虎杖可视化网络,应用STRING在线平台对交集靶点进行蛋白互作网络分析,同时对交集靶点进行GO功能和KEGG通路富集分析.根据KEGG通路分析结果,应用Autodock 4.2.6分子对接软件研究虎杖中相关活性成分与胰岛素抵抗和PPAR信号通路中的关键靶点蛋白,即TNFRSF1 A和PPARG的结合作用强弱与结合机制.结果:采用TCMSP数据库从虎杖中筛选出12个主要活性成分,并预测获得288个靶点.从疾病靶点数据库筛选出高血脂相关疾病靶点571个,并获得虎杖潜在抗高血脂作用靶点共48个.构建了"药物-活性成分-靶点-疾病"网络,该网络中化合物的平均度值为16.67,其中有8个化合物能与15个及以上靶点发生相互作用.KEGG通路富集分析的结果发现48个作用靶点主要参与调控胰岛素抵抗(insulin resistance)、PPAR信号通路(PPAR signaling pathway)、非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)、HIF-1信号通路(HIF-1 signaling path-way)、调节脂肪细胞中的脂肪分解(regulation of lipolysis in adipocytes)等信号通路.分子对接结果表明,4个活性成分均能与TNFRSF1 A结合,其中rhein(大黄酸)与TNFRSF1 A结合能最低,为-10.08 kcal/mol.在虎杖的7个活性成分中,physovenine(囊毒碱)与PPARG的结合能最低,为-13.45 kcal/mol.结合方式主要以氢键、静电力及疏水作用为主.结论:虎杖活性成分可能通过参与调控胰岛素抵抗、PPAR信号通路以及调节脂肪细胞中的脂肪分解等信号通路调节脂质代谢,从而实现抗高血脂的作用.