Сетевая фармакологическая исследование по эстрогенно-подобному эффекту гликозидов Cistanche Deserticola

 

Абстрактный

В этом исследовании исследует потенциальный механизм эстрогенных эффектовгликозидыCistanche Deserticola(GCS)На основе сетевой фармакологии в сочетании с транскриптомными данными. В общей сложности40 активных ингредиентовGC с эстрогенными эффектами были предсказаны с использованием баз данных, таких какTCMSP, Симмапа, И т.д., Стежок, иQSAR.

Целевая информация о эстрогенных заболеваниях дефицита была извлечена изГенекартыиОмимбазы данных. Ключевые цели были проверены, иPPI -сетьбыл построен.Go Функциональный анализ обогащенияиАнализ обогащения пути KEGGбыли проведены для выявления ключевых целей и путей.

В сочетании с предварительными транскриптомными данными был проведен корреляционный анализ между целями сетевого фармакологического прогнозирования и путем KEGG для дальнейшего выявления механизма эстрогенного эффекта GCS.

183 целибыли проверены, и1712 целейбыли отобраны для заболеваний дефицита эстрогена.

24 основных ключевых целейбыли получены.

Функция GO и обогащение пути KEGG показали, что GC в основном действуют на биологические процессы, такие как:

Связывание рецептора цитокинов

Связывание рецептора эстрогена

Связывание рецептора фактора роста

Активность ядерного рецептора

Связывание рецептора ядерного гормона

Активность рецептора стероидных гормонов

Связывание гормонального рецептора

Регулирующие пути включают в себя:

Сигнальный путь фактора некроза опухоли (TNF)

Interleukin -17 (il -17) Сигнальный путь

Индуцируемый гипоксией фактор -1 (hif -1) Сигнальный путь

Сигнальный путь эстрогена

Изменения экспрессии генов были обнаружены во всех24 основных целейкромеMCL1иGCGПолем Дифференциально экспрессируемые гены включеныАР, CASP8, ESR1, Фос, иHMOX1Полем В общей сложности68 Кегг путибыли идентифицированы сСигнальный путь эстрогена, Сигнальный путь лагеря, иСигнальный путь TNFбыть основным путем.

Заключение

ГликозидыCistanche Deserticolaможет оказывать эстроген-подобное эффекты с помощью «многокомпонентного, многоцелевого механизма многоцелевого». Этот механизм может быть связан с регулированием:

Сигнальный путь эстрогена

Сигнальный путь лагеря

Сигнальный путь TNF

 

 

 

Натуральные таблетки экстракта Cistanche вместоЭстромиметика

WhatsApp нам для более подробной информации

 

 

Ключевые слова

ГликозидыCistanche Deserticola

Эстромиметика

Сетевая фармакология

Транскриптомика

Совместный анализ

 

Эстрогенявляется важным гормоном в развитии женской репродуктивной системы и вторичных сексуальных характеристик, играя решающую роль в регулировании рождаемости женщин и гендерных признаков [1]. После входа в менопаузу женщины испытывают снижение функции яичников, что приводит к снижению продукции эстрогена, что, в свою очередь, вызывает серию состояний, таких как остеопороз, атеросклероз, синдром менопауза и коронарную болезнь сердца [2]. Традиционная заместительная терапия эстрогена может облегчить или уменьшить симптомы, вызванные дефицитом эстрогена, но это лечение может также привести к потенциальным побочным эффектам [3]. Исследования показали, что долгосрочное использование эстрогена может привести к чрезмерной пролиферации эндометрия, миомы матки и гиперплазии молочной железы, среди других побочных эффектов. Следовательно, поиск эффективного, безопасного и практического лечения для улучшения низкого уровня эстрогена имеет большое значение и ценность [4].

Эстрогены растений являются веществами, способными проявлять эстроген-подобную активность. Их молекулярная структура аналогична структуре эстрогена млекопитающих, что позволяет им специфически связываться с рецепторами эстрогена и продуцирует легкие эстроген-подобные эффекты [5]. Исследования показывают, что эстрогены растений оказывают различные фармакологические эффекты, включая антиоопороз и изменение метаболических нарушений [6].

Cistanche Deserticolaэто сушеный, мясистый стебель с чешуйчатыми листьями растения OrobanchaceaeCistanche Deserticola YC MAПолем Он имеет такие функции, как тонизирующая почка ян, обогащение сущности и кровь, и увлажнение кишечника для облегчения запоров. Он обычно используется для лечения дефицита, сущности и дефицита крови, импотенции, бесплодия, болезненности и слабости талии и колен, а также запоров, вызванных сухостью кишечника [7]. Предыдущие исследования исследовательской группы подтвердили, что общие гликозидыCistanche Deserticola(GCS), с содержанием более 60% эхинакозида, являются основными активными компонентами, ответственными за его эстрогеноподобные эффекты. GC значительно увеличивают коэффициент матки и высоту эпителиальных клеток эндометрия у незрелых крыс. Результаты транскриптомного анализа показали, что GC оказывают эстроген-подобные эффекты через 2953 дифференциально экспрессируемых гена, из которых 1475 были активированы, а 1478 были подавлены. Эти гены в основном связаны с реакцией эстрогена, положительной регуляцией азотных метаболических процессов, процессов развития и биологической регуляцией процессов. Они в основном участвуют вСигнальный путь эстрогена, Сигнальный путь лагеря, RAP1 Сигнальный путь, иMAPK сигнальный путь [8-9].

Фармакология традиционной китайской медицины (TCM) может исследовать механизмы TCM при лечении заболеваний путем скрининга компонентов TCM, прогнозируя целевые белки активных компонентов и анализируя сигнальные пути, участвующие в этих целевых белках [10-12]. Чтобы дополнительно выявить механизм эстрогеноподобных эффектов GCS, в этом исследовании используется анализ биоинформатики, основанный на предыдущих транскриптомных данных группы, чтобы раскрыть возможный механизм, с помощью которого общее количествогликозидыCistanche Deserticola оказывать эстрогеноподобные эффекты.

1. Экспериментальные базы данных и программное обеспечение

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

Симмапа: https://www.symmap.org

И т.д.: http://www.nrc.ac.cn:9090/etcm/

Стежок: http://stitch.embl.de/

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

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

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

Генекарты: http://www.genecards.org/

Омим: https://www.omim.org/

НИТЬ: https://string-db.org/

Кегг: https://www.kegg.jp/

ИДТИ: http://geneontology.org/

R Язык: Rx 64 3. 5.3 со следующими пакетами:

Венндиаграм

count.r

ClusterProfiler

org.hs.eg.db

Symbol2id

Perl Script: addSymbol.pl

Цитоскап: Версия 3.7.1

 

2. Экспериментальные методы

2.1 Прогнозирование сетевой фармакологии GCS-подобного механизма, подобного эстрогену,

2.1.1 Прогнозирование целей основных активных компонентов GCS

Используя анализ UPLC/Q-TOF-MS, было выявлено 40 соединений с эстрогеноподобной фармакологической активностью [13]. Эти соединения были обысканы вTCMSP, Симмапа, иИ т.д.Базы данных, чтобы найти потенциальные генные цели для каждого соединения. Кроме того, составные структуры улыбок были импортированы вСтежокиQSARбазы данных для сбора целей. Все собранные мишени были объединены, и дубликаты были удалены для получения потенциальных целевых белков.

2.1.2 Информация о базе данных, похожей на эстроген

Ключевые слова «дефицит эстрогена» использовались для поиска соответствующих целей вГенекартыиОмимбазы данных.

2.1.3 Конструкция сети «Активное соединение - основная цель - подобная эстрогену»

ИспользуяВенндиаграмПакет в R, пересечение целей из обоих источников было построено как диаграмма Венна. Данные о взаимодействии белка кандидата были импортированы вCytoscape v3.9.1и основные цели были идентифицированы. Соответствующие соединения основных целей были выбраны, и сеть «Составной - основной целевой - эстроген -подобная» была визуально проанализирована и построена с использованиемCytoscape v3.9.1.

2.1.4 Строительство сети PPI

Основная целевая информация была импортирована вНИТЬ database, selecting the species "Homo sapiens" and setting the confidence score to >0. 7 для построения сети белкового взаимодействия (PPI). Аcount.rПакет в R был использован для анализа и выбора 20 лучших основных генов с наибольшей связностью среди основных целевых белков, которые были визуализированы.

2.1.5 GO Функциональный анализ обогащения и анализ обогащения пути KEGG

Для основных целевых генов были выполнены поиски базы данных GO и KEGG.org.hs.eg.db, Symbol2id, иClusterProfilerПолем 20 лучших путей с скорректированными значениями p были визуализированы в виде барных схем, анализируя значительные функциональные аннотации и пути, обогащенные основными мишенями воздействия на эстроген GCS.

2.2 Интеграция с транскриптомными данными

2.2.1 Корреляционный анализ между прогнозируемыми мишенями и транскриптомными генами

Поскольку виды в предсказаниях сетевой фармакологии являются человеком, цели были превращены в гомологичные гены крыс с использованиемHGNCчерез функцию «Инструменты-HCOP». Уровни экспрессии дифференциальных генов были проанализированы между группой GCS и контрольной группой в транскриптомной секвенировании [9].

 

2.2.2 Корреляционный анализ между предсказаниями сетевой фармакологии и транскриптомными путями KEGG

Основные гены -мишени, прогнозируемые сетевой фармакологией (преобразованы в гомологичные гены крыс), были поиска в базе данных KEGG с использованием R -пакетовБиоконкурториClusterProfilerвместе сid2symbol.plсценарий. Вид был ограничен «rno», и путем с паджюстом <0. 05 были проверены. Анализ Венна был проведен для определения перекрывающихся путей между путями KEGG, обогащенными с помощью предсказаний сетевой фармакологии и транскриптомных экспериментов, связанных с эстрогенными эффектами GCS.