Netværk Farmakologiundersøgelse af østrogenlignende virkning af glycosider af Cistanche Deserticola

 

Abstrakt

Denne undersøgelse undersøger den potentielle mekanisme for østrogen-lignende effekter afglycosider afCistanche Deserticola(GCS)Baseret på netværksfarmakologi kombineret med transkriptomiske data. I alt40 aktive ingredienseraf GC'er med østrogene effekter blev forudsagt ved anvendelse af databaser såsomTCMSP, Symmap, Osv, StitchogQsar.

Måloplysningerne om østrogene mangelfulde sygdomme blev hentet fraGenecardsogOmimDatabaser. De vigtigste mål blev screenet, og enPPI -netværkblev konstrueret.GO Funktionel berigelseanalyseogKegg Pathway berigelseanalyseblev udført for at identificere nøglemål og veje.

Kombineret med foreløbige transkriptomiske data blev der udført korrelationsanalyse mellem netværksfarmakologiske forudsigelsesmål og KEGG-stien for yderligere at afsløre mekanismen for den østrogene-lignende effekt af GCS.

183 målblev screenet og1.712 målblev valgt til østrogenmangelssygdomme.

24 kernetastmålblev opnået.

GO -funktion og KEGG -sti -berigelse viste, at GC'er hovedsageligt fungerer på biologiske processer såsom:

Cytokinreceptorbinding

Østrogenreceptorbinding

Vækstfaktorreceptorbinding

Atomreceptoraktivitet

Nuklear hormonreceptorbinding

Steroidhormonreceptoraktivitet

Hormonreceptorbinding

Regulerende veje inkluderer:

Tumor Necrosis Factor (TNF) signalveje

Interleukin -17 (il -17) signalveje

Hypoxia-inducerbar faktor -1 (HIF -1) signalveje

Østrogensignaleringsvej

Geneekspressionsændringer blev påvist i alt24 kernemålundtagenMCL1ogGCG. Differentielt udtrykte gener inkluderetAR, CASP8, ESR1, FosogHmox1. I alt68 KEGG -vejeblev identificeret medØstrogensignaleringsvej, CAMP SIGNALING PATHWAYogTNF -signalvejat være de vigtigste veje.

Konklusion

Glycosider afCistanche DeserticolaKan udøve østrogenlignende effekter gennem en "multi-komponent, multimål, multi-pathway" -mekanisme. Denne mekanisme kan være relateret til reguleringen af:

Østrogensignaleringsvej

CAMP SIGNALING PATHWAY

TNF -signalvej

 

 

 

Naturlig cistanche -udtrækspiller i stedet forEstromimetisk

Whatsapp os for flere detaljer

 

 

Nøgleord

Glycosider afCistanche Deserticola

Estromimetisk

Netværk farmakologi

Transkriptomik

Fælles analyse

 

Østrogener et væsentligt hormon i udviklingen af ​​det kvindelige reproduktive system og sekundære seksuelle egenskaber, der spiller en afgørende rolle i reguleringen af ​​kvinders fertilitet og kønsegenskaber [1]. Efter at have indtastet overgangsalderen oplever kvinder et fald i æggestokkens funktion, hvilket fører til reduceret østrogenproduktion, hvilket igen forårsager en række tilstande såsom osteoporose, aterosklerose, menopausal syndrom og koronar hjertesygdom [2]. Traditionel østrogenudskiftningsterapi kan lindre eller reducere symptomerne forårsaget af østrogenmangel, men denne behandling kan også føre til potentielle bivirkninger [3]. Undersøgelser har vist, at langvarig anvendelse af østrogen kan resultere i overdreven spredning af endometrium, livmoderfibroider og hyperplasi i brystkirtler, blandt andre bivirkninger. Derfor er det af stor betydning og værdi at søge en effektiv, sikker og praktisk behandling for at forbedre lave østrogenniveauer og værdi [4].

Planteøstrogener er stoffer, der er i stand til at udøve østrogenlignende aktivitet. Deres molekylære struktur svarer til strukturen hos pattedyrstrogen, hvilket gør det muligt for dem specifikt at binde til østrogenreceptorer og producere milde østrogenlignende effekter [5]. Forskning viser, at planteøstrogener har forskellige farmakologiske virkninger, herunder anti-osteoporose og ændring af metaboliske lidelser [6].

Cistanche Deserticolaer den tørrede, kødfulde stilk med skællende blade af Orobanchaceae -anlæggetCistanche Deserticola YC MA. Det har funktioner som tonificering af nyre Yang, berigende essens og blod og fugtighed af tarmen for at lindre forstoppelse. Det bruges ofte til at behandle nyre Yang -mangel, essens og blodmangel, impotens, infertilitet, ømhed og svaghed i taljen og knæene og forstoppelse forårsaget af tarmtørhed [7]. Tidligere undersøgelser fra forskningsgruppen bekræftede, at de samlede glycosider afCistanche Deserticola(GCS), med et indhold på mere end 60% af echinacosid, er de vigtigste aktive komponenter, der er ansvarlige for dets østrogenlignende effekter. GCS øger livmoderkoefficienten markant og højden af ​​endometriale epitelceller i umodne rotter. Resultater af transkriptomiske analyser viste, at GCS udøver østrogenlignende effekter gennem 2.953 differentielt udtrykte gener, hvoraf 1.475 blev opreguleret og 1.478 blev nedreguleret. Disse gener er hovedsageligt relateret til østrogenrespons, positiv regulering af nitrogenforbindelsesmetaboliske processer, udviklingsprocesser og biologisk procesregulering. De deltager primært iØstrogensignaleringsvej, CAMP SIGNALING PATHWAY, Rap1 signalvejeogMAPK -signalvej [8-9].

Traditionel kinesisk medicin (TCM) Netværk Farmakologi kan undersøge mekanismerne til TCM i sygdomsbehandling ved screening af TCM -komponenter, forudsige målproteinerne for aktive komponenter og analysere signalveje involveret i disse målproteiner [10-12]. For yderligereglycosider afCistanche Deserticola udøver østrogenlignende effekter.

1. Eksperimentelle databaser og software

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

Symmap: https://www.symmap.org

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

Stitch: 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/

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

Kegg: https://www.kegg.jp/

GÅ: http://geneontology.org/

R sprog: Rx 64 3. 5.3 med følgende pakker:

Venndiagram

Count.R

ClusterProfiler

org.hs.eg.db

symbol2id

Perl -script: tilføjsymbol.pl

Cytoscape: Version 3.7.1

 

2. eksperimentelle metoder

2.1 Netværk Farmakologi Forudsigelse af GCS 'østrogenlignende mekanisme

2.1.1 Forudsigelse af mål for GCS 'vigtigste aktive komponenter

Ved anvendelse af UPLC/Q-TOF-MS-analyse blev 40 forbindelser med østrogenlignende farmakologisk aktivitet identificeret [13]. Disse forbindelser blev søgt iTCMSP, SymmapogOsvDatabaser for at finde potentielle genmål for hver forbindelse. Derudover blev sammensatte smilstrukturer importeret tilStitchogQsarDatabaser til indsamling af mål. Alle indsamlede mål blev fusioneret, og duplikater blev fjernet for at opnå potentielle målproteiner.

2.1.2 Østrogenlignende måldatabaseoplysninger

Nøgleordene "østrogenmangel" blev brugt til at søge efter relevante mål iGenecardsogOmimDatabaser.

2.1.3 Konstruktion af "Active Compound - Core Target - Estrogen -lignende" netværket

Brug afVenndiagramPakke i R, skæringspunktet mellem mål fra begge kilder blev afbildet som et Venn -diagram. Kandidatproteininteraktionsdata blev importeret tilCytoscape v3.9.1, og kernemål blev identificeret. De tilsvarende forbindelser af kernemålene blev valgt, og "Compound -Core -målet - østrogenlignende" netværk blev visuelt analyseret og konstrueret ved hjælp afCytoscape v3.9.1.

2.1.4 Konstruktion af PPI -netværket

Kerne målinformation blev importeret tilSNOR database, selecting the species "Homo sapiens" and setting the confidence score to >0. 7 til konstruktion af protein-proteininteraktion (PPI) netværket. DeCount.RPakke i R blev brugt til at analysere og vælge de top 20 kerne gener med den højeste forbindelse mellem centrale målproteiner, som blev visualiseret.

2.1.5 GO Funktionel berigelseanalyse og KEGG -sti -berigelseanalyse

For kernemålgener blev der udført GEG og KEGG -databasesøgninger ved hjælp af R -pakkerneorg.hs.eg.db, symbol2idogClusterProfiler. De 20 øverste veje med korrigerede p-værdier blev visualiseret som søjlediagrammer, idet de analyserede de betydelige funktionelle annotationer og veje beriget med kernemålene for GCS 'østrogenlignende effekter.

2.2 Integration med transkriptomiske data

2.2.1 Korrelationsanalyse mellem forudsagte mål og transkriptomiske gener

Da arten i forudsigelser af netværksfarmakologi er menneskelige, blev målene omdannet til homologe rotte -gener ved hjælp afHGNCvia funktionen "Tools-HCOP". Ekspressionsniveauerne af differentielle gener blev analyseret mellem GCS -gruppen og kontrolgruppen i transkriptomisk sekventering [9].

 

2.2.2 Korrelationsanalyse mellem netværk Farmakologi -forudsigelser og transkriptomiske Kegg -veje

De centrale målgener, der blev forudsagt af netværksfarmakologi (konverteret til rottehomologe gener) blev søgt i KEGG -databasen ved hjælp af R -pakkerneBioconductorogClusterProfilersammen medid2symbol.plmanuskript. Arten var begrænset til "RNO", og stier med padjust <0. 05 blev screenet. Venn-analyse blev udført for at identificere overlappende veje mellem KEGG-stier beriget gennem netværksfarmakologi-forudsigelser og transkriptomiske eksperimenter relateret til GCS 'østrogenlignende effekter.