基于网络药理学的桑白皮治疗2型糖尿病的作用机制

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2023.01.006

山东科学 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (1): 41-50.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2023.01.006

基于网络药理学的桑白皮治疗2型糖尿病的作用机制

李艳¹^,²(), 李子雯¹^,², 李利民¹^,², 汪梦霞¹^,², 张鹏¹^,², 吴正治¹^,²^,^*()

1.深圳大学第一附属医院深圳市转化医学研究院,广东深圳 518035
2.深圳市老年医学研究所,广东深圳 518020

收稿日期:2022-04-01 出版日期:2023-02-20 发布日期:2023-02-08
通信作者: *吴正治(1964—),男,博士,研究员,研究方向为老年神经系统疾病中西医结合研究。E-mail: szwzz001@163.com
作者简介:李艳(1988—),女,博士,助理研究员,研究方向为中药新药的研究与开发。E-mail: apple2014yan@126.com
基金资助:
深圳市科技计划基础研究面上项目(JCYJ20220530150408018);国家自然科学基金(81803867);国家自然科学基金(81574038);国家科技部重大新药创制项目(2017ZX09301001);广东省中医药局科研项目(20201319);广东省中医药强省科技专项重点项目(20215002);广东省自然科学基金(2018A0303130078);广东省自然科学基金(2022A1515011764);广东省自然科学基金(2020A1515010995);广东省基础与应用基础研究基金区域联合基金青年基金(2021A1515110825);深圳市医疗卫生三名工程项目(SZSM201612049);深圳市学科布局项目(JCYJ20170412161254416);深圳市学科布局项目(JCYJ20180508152437368)

Exploring the mechanism of Mori Cortex in the treatment of type 2 diabetes mellitus based on network pharmacology

LI Yan¹^,²(), LI Ziwen¹^,², LI Limin¹^,², WANG Mengxia¹^,², ZHANG Peng¹^,², WU Zhengzhi¹^,²^,^*()

1. Shenzhen Institute of Translational Medicine,The First Affiliated Hospital of Shenzhen University,Shenzhen 518035, China
2. Shenzhen Municipal Institute of Geriatric, Shenzhen 518020, China

Received:2022-04-01 Online:2023-02-20 Published:2023-02-08

摘要/Abstract

摘要：

通过网络药理学和分子对接方法探讨桑白皮治疗2型糖尿病的作用机制。运用中药系统药理学数据库与分析平台筛选桑白皮的活性成分及相应作用靶点,借助DrugBank、GeneCards和TTD数据库检索疾病靶点。活性成分靶点与疾病靶点取交集得到桑白皮作用于2型糖尿病的预测靶点,构建活性成分-潜在靶点网络图和关键靶点蛋白质-蛋白质相互作用(protein protein interaction,PPI)网络。将交集基因进行基因本体(gene ontology,GO)分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析;最后应用AutoDock软件进行活性成分及关键靶点之间的分子对接验证。预测得到桑白皮活性成分25个,桑白皮与疾病的交集靶点126个。PPI网络发现AKT1、IL-6、TNF、VEGFA、TP53、CASP3等可能是桑白皮治疗2型糖尿病的关键靶点。GO富集分析涉及细胞因子信号转导通路、对脂质的反应和凋亡信号通路等生物过程。KEGG通路分析涉及糖尿病并发症中AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路、PI3K-Akt等信号通路。分子对接结果显示桑白皮主要成分槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、鸢尾甲黄素B和光果甘草酮与AKT1、IL-6、VEGFA、CASP3均具有较好的结合活性,其中槲皮素与AKT1结合能最低,光果甘草酮与IL-6、VEGFA、CASP3的结合能最低。本研究初步探究了桑白皮治疗2型糖尿病的活性成分、潜在靶点及生物学过程和信号通路,为其临床应用提供了科学依据。

关键词: 桑白皮, 2 型糖尿病, 网络药理学, 分子对接, 作用机制

Abstract:

To explore the potential mechanism of Mori Cortex in the treatment of type 2 diabetes mellitus (T2DM) using network pharmacology and molecular docking methods. The active ingredients and predicted targets of Mori Cortex were screened using the traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform. T2DM targets were retrieved from the DrugBank, GeneCards, and TTD databases.Then, the components-target network diagram of Mori Cortex and the protein-protein interaction(PPI)network of intersection targets were constructed. Gene ontology (GO) enrichment analysis and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) enrichment analysis were performed. Finally, active ingredients and key targets were selected, and AutoDock software was used for molecular docking.The 25 active ingredients and 126 intersection targets of Mori Cortex and disease were predicted. The PPI network revealed that AKT1, IL-6, TNF, VEGFA, TP53, and CASP3 may be the key targets of Mori Cortex in the treatment of T2DM.The GO enrichment analysis included biological processes such as the cytokine signal transduction pathway, response to lipids, and the apoptosis signal pathway.The KEGG pathway enrichment analysis included the AGE-RAGE, IL-17, TNF, and PI3K-Akt signaling pathways. The results of molecular bonding showed that quercetin, kahenol, β-sitosterol, iristectorigeni B, and glabrone had good binding activities with AKT1, IL-6, VEGFA, and CASP3.The binding energy of quercetin with AKT1 was the lowest and that of glabrone with IL-6, VEGFA and CASP3 was the lowest.This study preliminarily explored the active ingredients, potential targets, biological processes, and signaling pathways of Mori Cortex in the treatment of T2DM, providing a scientific basis for its clinical application.

Key words: Mori Cortex, type 2 diabetes, network pharmacology, molecular docking technology, mechanism

中图分类号:

R285

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LI Yan, LI Ziwen, LI Limin, WANG Mengxia, ZHANG Peng, WU Zhengzhi. Exploring the mechanism of Mori Cortex in the treatment of type 2 diabetes mellitus based on network pharmacology[J]. Shandong Science, 2023, 36(1): 41-50.

图/表 7

表1

图1

图2

图3

表2

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图4

参考文献 34

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编号	MOL ID	英文名称	中文名称	OB/%	DL	靶点数目
S16	MOL003857	Moracin C	桑辛素 C	82.13	0.29	6
S14	MOL003758	Iristectorigenin (9CI)	鸢尾甲黄素B	71.55	0.34	21
S07	MOL012735	mulberroside C_qt	桑皮苷C	71.39	0.46	5
S10	MOL012760	sanggenone M	桑根酮M	68.29	0.85	6
S05	MOL012714	Moracin A	桑辛素 A	64.39	0.23	2
S23	MOL002514	Sexangularetin	8-甲氧基莰非醇	62.86	0.3	9
S08	MOL012753	sanggenone F	桑根酮F	62.42	0.54	17
S06	MOL012719	moracin O	桑辛素 O	62.33	0.44	3
S17	MOL003858	Moracin D	桑辛素 D	60.93	0.38	14
S22	MOL012800	3,5,7-trihydroxy-2-(3-hydroxyphenyl)chromone	—	59.71	0.24	10

靶点	对接能量/ (kJ·mol^-1)
靶点	槲皮素	山奈酚	β-谷甾醇	鸢尾甲黄素B	光果甘草酮
AKT1	-40.58	-23.43	-25.10	-26.36	-27.61
IL-6	-30.54	-30.12	-29.71	-28.45	-31.80
VEGFA	-23.85	-28.03	-27.20	-25.10	-29.71
CASP3	-32.64	-31.80	-33.05	-30.96	-35.15

基于网络药理学的桑白皮治疗2型糖尿病的作用机制

Exploring the mechanism of Mori Cortex in the treatment of type 2 diabetes mellitus based on network pharmacology

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编号	靶点	度值	Uniprot ID
1	AKT1	96	P31749
2	IL-6	94	P05231
3	TNF	89	P01375
4	VEGFA	88	P15692
5	TP53	86	P04637
6	CASP3	83	P42574
7	JUN	79	P05412
8	MAPK1	78	P28482
9	EGF	77	P01133
10	MMP9	77	P14780

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