基于网络药理学研究黄芪-半枝莲药对治疗肺癌机制

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.006

山东科学 ›› 2020, Vol. 33 ›› Issue (6): 34-43.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.006

基于网络药理学研究黄芪-半枝莲药对治疗肺癌机制

侯玥¹，李强²，王岱杰²，崔莉²，郑心^{1, 3*}

1. 山东中医药大学中医学院，山东济南 250014；2. 齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省分析测试中心，山东济南 250014；3. 青岛海慈医疗集团，山东青岛 266033

收稿日期:2020-03-19 出版日期:2020-12-09 发布日期:2020-12-10
通信作者: 郑心（1964—），女，博士，二级教授，博士生导师，研究方向为肺癌和肺间质疾病的中西医诊治。E-mail：zhengxin669999@163.com E-mail:yu_cixin@163.com
作者简介:侯玥（1995—），女，硕士研究生，研究方向为肺癌和肺间质疾病的中医药治疗。E-mail：yu_cixin@163.com
基金资助:
济南市科技发展计划（201805093）；国家中医药领军人才支持计划——岐黄学者

Mechanisms of the drug pair Astragali Radix-Scutellariae Barbatae Herba in treating lung cancer based on network pharmacology

HOU Yue¹, LI Qiang², WANG Dai-jie ², CUI Li ², ZHENG Xin^{1, 3*}

1.School of Traditional Chinese Medicine, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250014, China; 2.Shandong Analysis and Test Center, Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences), Jinan 250014, China; 3.Qingdao Haici Medical Group, Qingdao 266033, China

Received:2020-03-19 Online:2020-12-09 Published:2020-12-10

摘要/Abstract

摘要： 探讨黄芪-半枝莲药对治疗肺癌的机制。通过数据库检索黄芪-半枝莲有效活性成分、靶蛋白和肺癌相关疾病靶点，分别构建药物-化合物-靶点和化合物-靶点-疾病网络。构建关键靶点蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction，PPI)网络，用R软件进行基因本体（gene ontology，GO）和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）的关键靶点的富集分析。得到黄芪-半枝莲药对的16个有效活性成分，作用于111个肺癌相关靶点，关键靶点包括TP53、AKT1、MAPK、TNF、VEGFA、IL-6等。GO富集分析主要涉及RNA转录、炎症、胞外和胞核，KEGG信号通路主要有TLR、NLR、HIF-1、FoxO、PI3K-Akt等信号通路，黄芪-半枝莲药对通过抑制炎症、信号转导、血管生成等过程共同起到治疗肺癌的作用。研究结果初步预测了黄芪-半枝莲药对治疗肺癌的分子机制，为该药对药理作用的深入研究奠定了基础。

关键词: 黄芪-半枝莲, 肺癌, 网络药理学, 炎症

Abstract: We aimed to determine the mechanism of Astragali Radix-Scutellariae Ｂarbatae Herba (AR-SBH) medicine in treating lung cancer. The active ingredient and target protein of the drug pair AR-SBH and lung cancer-related disease targets were searched through a database. The drug-compound-target and compound-target-disease networks were constructed. A protein-protein interaction(PPI) network of key targets was established, followed by analysis using R software for gene ontology(GO）and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG） key target enrichment. Sixteen effective active ingredients of the drug pair AR-SBH were obtained, which acted on 111 lung cancer-related targets. Key targets included TP53, AKT1, MAPK, TNF, VEGFA, and IL-6. GO enrichment analysis mainly involves RNA transcription, inflammation, extracellular, and nuclear. KEGG signaling pathway mainly includes TLR, NLR, HIF-1, FoxO, PI3K-Akt, and other pathways. AR-SBH plays a role in treating lung cancer by inhibiting inflammation, signal transduction, angiogenesis, and other processes. The results predict the molecular mechanism of AR-SBH in lung cancer treatment and lay a foundation for further in-depth study on the pharmacological effects of the drug pair AR-SBH.

Key words: Astragali Radix-Scutellariae Barbatae Herba; lung cancer, network pharmacology, tumor necrosis factor

中图分类号:

R285

侯玥, 李强, 王岱杰, 崔莉, 郑心. 基于网络药理学研究黄芪-半枝莲药对治疗肺癌机制[J]. 山东科学, 2020, 33(6): 34-43.

HOU Yue, LI Qiang, WANG Dai-jie, CUI Li, ZHENG Xin. Mechanisms of the drug pair Astragali Radix-Scutellariae Barbatae Herba in treating lung cancer based on network pharmacology[J]. Shandong Science, 2020, 33(6): 34-43.

参考文献 36

1	BRAY F, FERLAY J, SOERJOMATARAM I, et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 2018, 68(6): 394-424. doi: 10.3322/caac.21492
2	SIEGEL R L, MILLER K D, JEMAL A. Cancer statistics[J]. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 2018, 68(1): 7-30. doi: 10.3322/caac.21442
3	郑荣寿, 孙可欣, 张思维, 等. 2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 中华肿瘤杂志, 2019, 41(1): 19-28. doi: 10.3760/cma.j.issn.0253-3766.2019.01.008
4	杨清乐, 刘怀民. 中晚期肺癌治疗策略探讨及中医药优势分析[J]. 世界中西医结合杂志, 2016, 11(5): 725-728. doi: 10.13935/j.cnki.sjzx.160534
5	关念波, 刘浩, 林洪生. 肺癌中医药治疗的研究进展及展望[J]. 临床肿瘤学杂志, 2013, 18(3): 264-267. doi: 10.3969/j.issn.1009-0460.2013.03.017
6	张星星, 李泽庚. 肺癌中医病因病机探讨[J]. 中华中医药杂志, 2015, 30(10): 3447-3449.
7	郑川, 祝捷, 由凤鸣, 等. 肺癌的中医治法及方药使用规律研究[J]. 四川中医, 2016, 34(1): 217-219.
8	李道睿, 吴皓, 刘浩, 等. 基于信息挖掘技术总结林洪生辨治肺癌的临床用药规律[J]. 中医药导报, 2017, 23(23): 30-34. doi: 10.13862/j.cnki.cn43-1446/r.2017.23.009
9	蔡云, 陈远彬, 吴蕾, 等. 基于数据挖掘的刘伟胜治疗肺癌用药规律研究[J]. 河北中医, 2018, 40(8): 1132-1135. doi: 10.3969/j.issn.1002-2619.2018.08.003
10	杨冰, 于桂红, 李明雨, 等. 基于“补气固表”探究黄芪黄酮组分抑制C57BL/6荷瘤小鼠肿瘤生长及免疫调节机制研究[J]. 中国中药杂志, 2019, 44(23): 5184-5190. doi: 10.19540/j.cnki.cjcmm.20191104.401
11	王雪林, 李杨, 刘丹, 等. 黄芪多糖抑制黄嘌呤氧化酶诱导的肺癌A549细胞自噬并调节自噬相关蛋白的表达[J]. 细胞与分子免疫学杂志, 2019, 35(7): 619-624. doi: 10.13423/j.cnki.cjcmi.008841
12	刘小敏, 卢琳琳, 黄艳芳, 等. 黄芪水提物抑制PI3K/Akt通路预防肺癌发生的作用及机制研究[J]. 中草药, 2019, 50(7): 1621-1628. doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2019.07.019
13	WANG Q, ACHARYA N, LIU Z W, et al. Enhanced anticancer effects of Scutellaria barbata D. Don in combination with traditional Chinese medicine components on non-small cell lung cancer cells[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2018, 217: 140-151. doi: 10.1016/j.jep.2018.02.020
14	SHIAU A L, SHEN Y T, HSIEH J L, et al.Scutellaria barbata inhibits angiogenesis through downregulation of HIF-1 α in lung tumor[J]. Environmental Toxicology, 2014, 29(4): 363-370. doi: 10.1002/tox.21763
15	Lab of Systems Pharmacology.TCMSP:Traditional Chinese Medicine systems pharmacology database and analysis platform[EB/OL].[2019-12-27].http://tcmspw.com/index.php.
16	张洁, 谭初兵, 徐为人. Lipinski五规则的研究进展[J]. 药物评价研究, 2011, 34(6): 451-455.
17	LIU H, WANG J, ZHOU W, et, al. Systems approaches and polypharmacology for drug discovery from herbal medicines: an example using licorice[J]. Ethnopharmacol, 2013, 146(3): 773-793. doi: 10.1016/j.jep.2013.02.004
18	MDI Biological Laboratory & NC State University .CTD: Comparative toxicogenomics database[EB/OL]. [2019-12-27]. http://ctdbase.org/.
19	Weizmann Institute of Science. GeneCards: The Human Gene Database[EB/OL]. [2019-12-27].https://www.genecards.org/.
20	Swiss Institute of Bioinformatics & Novo Nordisk Foundation Center Protein Research & European Molecular Biology Laboratory. STRING[EB/OL]. [2019-12-27]. https://string-db.org/.
21	顾浩, 陈寅萤, 王朋倩, 等. 基于熵值的冠心病基因网络模块划分方法评价与模块功能相似度分析[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2018, 32(5): 377-384. doi: 10.3867/j.issn.1000-3002.2018.05.005
22	纪立秋. 中医药对90例恶性肿瘤患者中医体质影响研究[J]. 亚太传统医药, 2016, 12(1): 96-98. doi: 10.11954/ytctyy.201601042
23	董永彩, 商亚珍. 半枝莲的药理学研究进展[J]. 承德医学院学报, 2009, 26(1): 98-100. doi: 10.3969/j.issn.1004-6879.2009.01.059
24	CHO Y Y, YAO K, PUGLIESE A, et al. A regulatory mechanism for RSK2 NH2-terminal kinase activity[J]. Cancer Research, 2009, 69(10): 4398-4406. doi: 10.1158/0008-5472.can-08-4959
25	LEE K M, LEE K W, JUNG S K, et al. Kaempferol inhibits UVB-induced COX-2 by suppressing Src kinase activity[J]. Biochemical Pharmacology, 2010, 80(12): 2042-2049. doi: 10.1016/j.bcp.2010.06.042
26	HUANG W W, TSAI S C, PENG S F, et al. Kaempferol induces autophagy through AMPK and AKT signaling molecules and causes G2/M arrest via downregulation of CDK1/cyclin B in SK-HEP-1 human hepatic cancer cells[J]. International Journal of Oncology, 2013, 42(6): 2069-2077. doi: 10.3892/ijo.2013.1909
27	KANG J W, KIM J H, SONG K, et al. Kaempferol and quercetin, components of Ginkgo biloba extract (EGb 761), induce caspase-3-dependent apoptosis in oral cavity cancer cells[J]. Phytotherapy Research, 2010, 24(S1): S77-S82. doi: 10.1002/ptr.2913
28	IMRAN M, RAUF A, SHAH Z A, et al. Chemo-preventive and therapeutic effect of the dietary flavonoid kaempferol: a comprehensive review[J]. Phytotherapy Research, 2019, 33(2): 263-275. doi: 10.1002/ptr.6227
29	TAY K C, TAN L T H, CHAN C K, et al. Formononetin: a review of its anticancer potentials and mechanisms[J]. Frontiers in Pharmacology, 2019, 10: 820. doi: 10.3389/fphar.2019.00820
30	李亮亮, 黄金智. 毛蕊异黄酮葡萄糖苷药理作用的研究进展[J]. 海南医学院学报,2020,26（2）:156-160. doi: 10.13210/j.cnki.jhmu.20191223.001
31	吕凤, 杜倩, 奚鑫, 等. 圣草酚药理作用研究进展[J]. 中草药, 2019, 50(23): 5907-5912. doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2019.23.036
32	康宝丽, 陆英, 徐增光. Toll样受体在肺癌中的研究进展[J]. 同济大学学报(医学版), 2015, 36(3): 140-144. doi: 10.16118/j.1008-0392.2015.03.031
33	KUTIKHIN A G. Role of NOD1/CARD4 and NOD2/CARD15 gene polymorphisms in cancer etiology[J]. Human Immunology, 2011, 72(10): 955-968. doi: 10.1016/j.humimm.2011.06.003
34	杨东霞, 项锋钢. HIF-1α在肺癌组织中表达的意义[J]. 青岛大学医学院学报, 2004, 40(1): 39-41. doi: 10.3969/j.issn.1672-4488.2004.01.014
35	罗娟, 周晓, 程志祥. FoxO1在非小细胞肺癌中的研究进展[J]. 南京医科大学学报(自然科学版), 2018, 38(8): 1161-1166. doi: 10.7655/NYDXBNS20180830
36	胡志英, 朱新江, 陈舒晨, 等. 非小细胞肺癌PI3K/AKT/MTOR信号通路的研究现状与进展[J]. 癌症进展, 2018, 16(6): 671-674. doi: 10.11877/j.issn.1672-1535.2018.16.06.02

[1]	刘可春, 王勇澄, 臧晓涵, 夏青, 张云, 张姗姗, 孙晨. 网络药理学和斑马鱼模型在中药药效物质及作用机制研究中的应用进展[J]. 山东科学, 2024, 37(2): 29-35.
[2]	付朝举, 成果, 林登梅, 李军, 张楠楠. 阔叶十大功劳抗炎作用机制的实验研究及网络药理学分析[J]. 山东科学, 2024, 37(1): 24-31.
[3]	陈春, 祁大庆, 潘靖文. 基质细胞评分的胃癌临床意义及胃复春胶囊干预机制[J]. 山东科学, 2023, 36(6): 38-47.
[4]	慕娜娜, 廖彬彬, 李镇, 李吉品, 李伊花, 王莹, 陈旭冰. 基于网络药理学和分子对接技术探究地胆草治疗溃疡性结肠炎的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(6): 48-55.
[5]	王一帆, 张喆, 田财军. 基于网络药理学和分子对接探讨三黄泻心汤治疗阿尔茨海默病的机制[J]. 山东科学, 2023, 36(5): 19-26.
[6]	付梦雅, 敖慧豪, 卜超, 朋汤义, 吴德玲, 韩燕全, 洪燕. 基于指纹图谱和网络药理学的干姜质量标志物预测分析[J]. 山东科学, 2023, 36(4): 35-41.
[7]	闻雨雅, 董婷, 江张胜, 陈洁, 田丽伟, 赵晨玲, 唐露露. 肝豆灵片通过调节TLR4/NF-κB/NLRP3信号通路减轻肝豆状核变性神经炎症的机制[J]. 山东科学, 2023, 36(4): 42-51.
[8]	尹志鹏, 高云云, 刘文文, 郭蓬勃, 赵英会. 基于网络药理学和分子对接探讨香砂六君子汤治疗幽门螺杆菌相关性胃炎的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(4): 52-60.
[9]	孙铁锋, 董丽敏, 焦子麒, 王平. 基于数据挖掘及网络药理学探讨中医药抗呼吸道合胞病毒的用药规律及作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(3): 1-9.
[10]	朱洁, 王征, 梁艳妮. 基于网络药理学探究小青龙汤治疗新型冠状病毒肺炎的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(3): 10-17.
[11]	董朋峻, 蔡彬. 基于网络药理学与代谢组学探讨枳实-厚朴药对治疗慢传输型便秘的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(3): 18-26.
[12]	赵鑫, 黄碧云, 吴丹, 张梅. 基于网络药理学和分子对接探讨桂芍镇痫片治疗颞叶癫痫的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(3): 27-37.
[13]	王一帆, 张艳艳, 田财军. 基于网络药理学探讨尪痹方治疗类风湿性关节炎的机制[J]. 山东科学, 2023, 36(3): 38-45.
[14]	刘文文, 高云云, 尹志鹏, 吕刚, 王玉, 赵英会. 基于网络药理学和分子对接探讨黄连温胆汤治疗幽门螺杆菌相关性胃炎的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(2): 23-32.
[15]	刘纹纹, 李长庚, 孔娜, 刘双, 董红敬. 基于网络药理学和分子对接研究十味益脾颗粒的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(2): 33-40.

基于网络药理学研究黄芪-半枝莲药对治疗肺癌机制

Mechanisms of the drug pair Astragali Radix-Scutellariae Barbatae Herba in treating lung cancer based on network pharmacology

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