基于网络药理学和分子对接预测黄芪-莪术治疗胃癌的分子机制

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2022.05.003

山东科学 ›› 2022, Vol. 35 ›› Issue (5): 16-25.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2022.05.003

基于网络药理学和分子对接预测黄芪-莪术治疗胃癌的分子机制

黄越¹(), 方崇锴¹, 聂多锐², 蓝清霞¹, 李跃军³, 黄学武⁴^,^*()

1.广州中医药大学第一临床医学院,广东广州 510405
2.湖南中医药大学研究生院,湖南长沙 410000
3.湖南中医药高等专科学校第一附属医院,湖南株洲 412000
4.广州中医药大学第一附属医院,广东广州 510405

收稿日期:2021-08-25 出版日期:2022-10-20 发布日期:2022-10-10
通信作者: 黄学武 E-mail:1281878547@qq.com;drhuangxw@163.com
作者简介:黄越(1996—),女,硕士研究生,研究方向为中西医结合防治肿瘤疾病。E-mail: 1281878547@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(81703916);湖南省科技创新计划科卫联合项目(2018JJ6042)

Prediction of the mechanism of Astragali Radix - Curcumae Rhizomain in the treatment of gastric cancer using network pharmacology and molecular docking

HUANG Yue¹(), FANG Chong-kai¹, NIE Duo-rui², LAN Qing-xia¹, LI Yue-jun³, HUANG Xue-wu⁴^,^*()

1. First Clinical Medical College,Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, China
2. Graduate College, Hunan University of Chinese Medicine, Hunan 410000, China
3. The First Affiliated Hospital of Hunan Traditional Chinese Medical College, Zhuzhou 412000, China
4. First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, China

Received:2021-08-25 Online:2022-10-20 Published:2022-10-10
Contact: HUANG Xue-wu E-mail:1281878547@qq.com;drhuangxw@163.com

摘要/Abstract

摘要：

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪-莪术治疗胃癌的作用机制。利用中药系统药理学数据库与分析平台筛选出黄芪、莪术的活性成分,从Uniprot数据库获取靶点蛋白的基因名。以gastric cancer为关键词,在GeneCards数据库中检索胃癌的相关靶基因,将其与药对的活性成分靶基因相互映射,筛选出共同靶点。利用Cytoscape 3.7.0 软件绘制活性成分-靶点网络。将筛选出来的靶点在STRING数据库中构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,同时,选择Omicshare平台进行基因本体功能及京都基因与基因组百科全书通路的富集分析。使用AutoDock Vina和PyMol软件进行分子对接。从黄芪-莪术药对中共筛选出26个活性成分,包括槲皮素、山奈酚、莪术醇、7,2'-二羟基-3',4'-二甲氧基异黄烷、β-榄香烯等,作用于TP53、MYC、CASP3、AKT1、 JUN等74个靶点,这些靶点主要富集在癌症、癌症中的蛋白聚糖、PI3K-Akt、 MAPK、 Rap1、TNF、 FoxO等信号通路上。该研究为黄芪-莪术药对治疗胃癌的基础研究和临床应用提供了参考依据。

关键词: 黄芪, 莪术, 胃癌, 网络药理学, 分子对接

Abstract:

To explore the mechanism of Astragali Radix - Curcumae Rhizoma in the treatment of gastric cancer using network pharmacology and molecular docking. The active ingredients of Astragali Radix-Curcumae Rhizoma were searched using the traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform. Using gastric cancer as a keyword, the associated target genes of gastrocarcinoma were retrieved from the GeneCards database. Cytoscape 3.7.0 software was used to establish an active-ingredient target network, and the STRING online database was used to construct a protein-protein interaction network using the screened targets. Gene ontology analysis and Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathway enrichment analysis were conducted using the Omicshare platform. Molecular docking was performed using AutoDock Vina and PyMol software. In total, 26 active ingredients, including quercetin, kaempferol, curcumol, (3R)-3-(2-hydroxy-3,4-dimethoxyphenyl)chroman-7-ol, and beta-elemene, were screened from Astragali Radix - Curcumae Rhizoma and were identified to affect the treatment of gastric cancer via 74 targets, including TP53、MYC、CASP3、AKT1、 JUN, through different signal pathways, such as cancer pathways, proteoglycans in cancer, PI3K-Akt signaling, MAPK signaling, Rap1 signaling, TNF signaling, and FoxO signaling. Using network pharmacology and molecular docking, the results of this study reflect the potential mechanism of Astragali Radix - Curcumae Rhizoma in the treatment of gastric cancer, providing evidence for its clinical application.

Key words: Astragali Radix, Curcumae Rhizoma, gastric cancer, network pharmacology, molecular docking

中图分类号:

R285

黄越, 方崇锴, 聂多锐, 蓝清霞, 李跃军, 黄学武. 基于网络药理学和分子对接预测黄芪-莪术治疗胃癌的分子机制[J]. 山东科学, 2022, 35(5): 16-25.

HUANG Yue, FANG Chong-kai, NIE Duo-rui, LAN Qing-xia, LI Yue-jun, HUANG Xue-wu. Prediction of the mechanism of Astragali Radix - Curcumae Rhizomain in the treatment of gastric cancer using network pharmacology and molecular docking[J]. Shandong Science, 2022, 35(5): 16-25.

图/表 10

表1

图1

图2

表2

图3

表3

图4

图5

图6

图7

参考文献 24

[1]	MACHLOWSKA J, MACIEJEWSKI R, SITARZ R. The pattern of signatures in gastric cancer prognosis[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2018, 19(6): 1658. DOI: 10.3390/ijms19061658. doi: 10.3390/ijms19061658
[2]	温芳, 舒鹏. 黄芪-党参药对治疗胃癌的网络药理学研究[J]. 中华中医药学刊, 2021, 39(2): 89-94. DOI: 10.13193/j.issn.1673-7717.2021.02.024. doi: 10.13193/j.issn.1673-7717.2021.02.024
[3]	胡妮娜, 张晓娟. 黄芪的化学成分及药理作用研究进展[J]. 中医药信息, 2021, 38(1): 76-82. DOI: 10.19656/j.cnki.1002-2406.210118. doi: 10.19656/j.cnki.1002-2406.210118
[4]	陈晓军, 韦洁, 苏华, 等. 莪术药理作用的研究新进展[J]. 药学研究, 2018, 37(11): 664-668. DOI: 10.13506/j.cnki.jpr.2018.11.011. doi: 10.13506/j.cnki.jpr.2018.11.011
[5]	朱良春, 蒋熙, 朱又春, 等. 朱良春用药经验集(修订版)[M]. 长沙: 湖南科学技术出版社, 2007.
[6]	许成勇, 徐冉, 王毓国, 等. 不同剂量配比黄芪-莪术抑制Lewis肺癌生长转移及其对TGF-β1、HIF-1α表达的影响[J]. 北京中医药, 2018, 37(11): 1069-1072. DOI: 10.16025/j.1674-1307.2018.11.019. doi: 10.16025/j.1674-1307.2018.11.019
[7]	战俊邑, 王伟, 曹志群, 等. 黄芪在慢性萎缩性胃炎中的应用[J]. 河南中医, 2021, 41(5): 789-793. DOI: 10.16367/j.issn.1003-5028.2021.05.0181. doi: 10.16367/j.issn.1003-5028.2021.05.0181
[8]	赵志梅, 张立杰, 夏天, 等. 莪术主要单体成分抗炎、抗肿瘤作用研究进展[J]. 药物评价研究, 2017, 40(1):119-124.DOI: 10.7501/j.issn.1674-6376.2017.01.024. doi: 10.7501/j.issn.1674-6376.2017.01.024
[9]	王玲丽, 丰华玲, 杨柯, 等. 黄芪生物学及化学成分研究进展[J]. 基因组学与应用生物学, 2017, 36(6): 2581-2585. DOI: 10.13417/j.gab.036.002581. doi: 10.13417/j.gab.036.002581
[10]	SHENG S J, WANG J X, WANG L R, et al. Network pharmacology analyses of the antithrombotic pharmacological mechanism of Fufang Xueshuantong Capsule with experimental support using disseminated intravascular coagulation rats[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2014, 154(3): 735-744. DOI: 10.1016/j.jep.2014.04.048. doi: 10.1016/j.jep.2014.04.048 pmid: 24832112
[11]	LI H Y, ZHAO L H, ZHANG B, et al. A network pharmacology approach to determine active compounds and action mechanisms of Ge-Gen-Qin-Lian Decoction for treatment of type 2 diabetes[J]. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2014, 2014: 495840. DOI: 10.1155/2014/495840. doi: 10.1155/2014/495840
[12]	方崇锴, 杨丽廷, 莫宗权, 等. 基于网络药理学和分子对接探讨熊果酸治疗胃癌的分子机制[J]. 中国新药杂志, 2020, 29(20): 2372-2380. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3734.2020.20.013. doi: 10.3969/j.issn.1003-3734.2020.20.013
[13]	罗振, 陈洁, 潘勇. 细胞信号通路在胃癌中的进展[J]. 中国医药指南, 2013, 11(7): 76-77. DOI: 10.15912/j.cnki.gocm.2013.07.497. doi: 10.15912/j.cnki.gocm.2013.07.497
[14]	黄晔, 廖阳, 沈杨炳, 等. 槲皮素通过抑制c-Jun的表达水平增强5-氟尿嘧啶对胃癌细胞凋亡的诱导活性[J]. 中国病理生理杂志, 2018, 34(2): 206-211. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4718.2018.02.003. doi: 10.3969/j.issn.1000-4718.2018.02.003
[15]	ZHANG F, MA C M. Kaempferol suppresses human gastric cancer SNU-216 cell proliferation, promotes cell autophagy, but has no influence on cell apoptosis[J]. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 2019, 52(2): e7843. DOI: 10.1590/1414-431x20187843. doi: 10.1590/1414-431
[16]	李蓉, 谭小武. 黄芪多糖诱导肿瘤细胞凋亡机制的研究进展[J]. 中国现代中药, 2015, 17(6): 627-629. DOI: 10.13313/j.issn.1673-4890.2015.6.024. doi: 10.13313/j.issn.1673-4890.2015.6.024
[17]	JIANG Z H, LIU Z X, LI M Y, et al. Immunogenomics analysis reveals that TP53 mutations inhibit tumor immunity in gastric cancer[J]. Translational Oncology, 2018, 11(5): 1171-1187. DOI: 10.1016/j.tranon.2018.07.012. doi: S1936-5233(18)30227-4 pmid: 30059832
[18]	李辰, 闻愚, 张天锋, 等. 胃黏膜病变组织Hp感染及c-myc和PCNA表达及其临床意义[J]. 中华医院感染学杂志, 2021, 31(8): 1140-1144. DOI: 10.11816/cn.ni.2021-202083. doi: 10.11816/cn.ni.2021-202083
[19]	林万隆, 陈强, 李定国, 等. 胃癌组织中CASP-3和bcl-xl表达的研究[J]. 实用癌症杂志, 2001, 16(5): 479-481.
[20]	程玉, 李春辉, 刘海旺, 等. Akt1信号通路在胃癌组织中的表达及意义[J]. 广东医学, 2015, 36(4): 560-562. DOI: 10.13820/j.cnki.gdyx.20150214.008. doi: 10.13820/j.cnki.gdyx.20150214.008
[21]	刘丽坤, 宋微, 郝淑兰, 等. 生脉注射液含药鼠血清对人胃癌细胞多药耐药性的逆转作用及可能机制[J]. 中华中医药杂志, 2018, 33(9): 4204-4208.
[22]	WANCKET L M, FRAZIER W J, LIU Y S. Mitogen-activated protein kinase phosphatase (MKP)-1 in immunology, physiology, and disease[J]. Life Sciences, 2012, 90(7/8): 237-248. DOI: 10.1016/j.lfs.2011.11.017. doi: 10.1016/j.lfs.2011.11.017
[23]	YUAN T L, CANTLEY L C. PI3K pathway alterations in cancer: Variations on a theme[J]. Oncogene, 2008, 27(41): 5497-5510. DOI: 10.1038/onc.2008.245. doi: 10.1038/onc.2008.245 pmid: 18794884
[24]	郑玮玮, 陈金通, 刘益娟, 等. TNF-β基因+252位点多态性及幽门螺杆菌感染与非贲门型胃癌易感性的研究[J]. 第三军医大学学报, 2019, 41(16): 1566-1571. DOI: 10.16016/j.1000-5404.201903115. doi: 10.16016/j.1000-5404.201903115

分子ID	活性成分	OB/%	DL	中药
MOL000098	槲皮素(quercetin)	46.43	0.28	黄芪
MOL000422	山奈酚(kaempferol)	41.88	0.24	黄芪
MOL000438	7,2'-二羟基-3',4'-二甲氧基异黄烷((3R)-3-(2-hydroxy-3,4-dimethoxyphenyl)chroman-7-ol)	67.67	0.26	黄芪
MOL000354	异鼠李素(isorhamnetin)	49.60	0.31	黄芪
MOL000378	7-O-甲基异丙醇胺(7-O-methylisomucronulatol)	74.69	0.30	黄芪
—	黄芪多糖(2-(Chloromethyl)-4-(4-nitrophenyl)-1,3-thiazole)	—	—	黄芪
MOL000392	刺芒柄花素(formononetin)	69.67	0.21	黄芪
MOL000371	3,9-二-O-甲基尼森香碗豆紫檀酚(3,9-di-O-methylnissolin)	53.74	0.48	黄芪
MOL000902	莪术醇(curcumol)	103.55	0.13	莪术
MOL000908	β-榄香烯(beta-elemene)	25.63	0.06	莪术

序号	基因	Uniprot ID	序号	基因	Uniprot ID
1	TP53	P04637	11	IL6	P05231
2	MYC	P01106	12	MAPK8	P45983
3	CASP3	P42574	13	MAPK1	P28482
4	AKT1	P31749	14	PTEN	P60484
5	JUN	P05412	15	SRC	P12931
6	CCND1	P24385	16	PTGS2	P35354
7	VEGFA	P15692	17	TNF	P01375
8	EGFR	P00533	18	FOS	P01100
9	ESR1	P03372	19	MMP9	P14780
10	ERBB2	P04626	20	CXCL8	P10145

核心靶点蛋白	分子ID	化合物	最低结合能/(kJ ∙mol^-1)
TP53	MOL000422	山奈酚(kaempferol)	-5.6
TP53	MOL000098	槲皮素(quercetin)	-5.7
MYC	MOL000422	山奈酚(kaempferol)	-7.2
MYC	MOL000098	槲皮素(quercetin)	-7.3
CASP3	MOL000098	槲皮素(quercetin)	-6.1
CASP3	MOL000902	莪术醇(curcumol)	-6.1
AKT1	MOL000422	山奈酚(kaempferol)	-7.7
AKT1	MOL000098	槲皮素(quercetin)	-8.1
JUN	MOL000422	山奈酚(kaempferol)	-7.1
JUN	MOL000098	槲皮素(quercetin)	-7.0

基于网络药理学和分子对接预测黄芪-莪术治疗胃癌的分子机制

Prediction of the mechanism of Astragali Radix - Curcumae Rhizomain in the treatment of gastric cancer using network pharmacology and molecular docking

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 10

参考文献 24

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

[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]	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.
[8]	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.
[9]	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.
[10]	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.
[11]	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.
[12]	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.
[13]	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.
[14]	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.
[15]	申凤霞, 范建伟, 李倩, 马云, 冯群, 关永霞. 基于网络药理学及分子对接探究茵栀黄颗粒治疗肝纤维化的作用机制[J]. 山东科学, 2023, 36(1): 23-33.