基于网络药理学及分子对接探究益母草碱治疗肠道炎症的分子机制

来源：中国畜牧兽医杂志2023年第5期北京时间：

作者：许丞惠, 张旭梅, 杨彤, 李嘉蕙, 孙亚伟, 史慧君, 付强, 杨莉

单位：1. 新疆农业大学动物医学学院, 乌鲁木齐 830052;2. 新疆草食动物新药研究与创制重点实验室, 乌鲁木齐 830052;3. 新疆农业大学畜牧学博士后流动站, 乌鲁木齐 830052

摘要：【目的】运用网络药理学、分子对接和动力学模拟技术研究益母草碱治疗肠道炎症的分子机制。【方法】采用Pubchem、PharmMapper和SwissTargetPrediction数据库收集益母草碱与肠道炎症的潜在靶点,利用Venny 2.1在线作图工具平台系统获取益母草碱治疗肠道炎症的交集靶点;通过STRING与DAVID数据库获取蛋白-蛋白相互作用(PPI)关系并绘制交集靶点的PPI网络图,对交集靶点进行GO功能与KEGG通路富集分析,运用Cytoscape 3.8.2软件筛选得到核心靶点蛋白,应用分子对接技术与分子动力学模拟对核心靶点进行验证。【结果】共收集到379个与益母草碱相关的潜在靶点蛋白,15 464个与肠道炎症相关的潜在靶点,获得170个益母草碱治疗肠道炎症的潜在交集靶点,筛选出丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、抑癌基因TP53、前列腺素氧化环化酶2(PTGS2)、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、多聚ADP核糖聚合酶1(PARP1)等16个核心靶点。GO功能及 KEGG通路富集分析结果显示,益母草碱通过调控蛋白质磷酸化、细胞增殖、凋亡过程负调控、蛋白水解、炎症反应等144个生物过程和Fc epsilon RI信号通路、Fc γ-R介导的吞噬作用、MAPK信号通路、mTOR 信号通路等55条信号通路治疗肠道炎症。分子对接结果表明,益母草碱与核心靶点中PTGS2、mTOR、PARP1对接结果良好,有较强的结合活性,分子动力学模拟发现益母草碱与3个蛋白之间主要以氢键和疏水键相结合。【结论】益母草碱通过mTOR、PARP1、PTGS2等多个靶点,多个信号通路、多途径发挥其对肠道炎症的治疗效果。本研究结果为益母草碱在临床中的应用奠定基础。

关键词：益母草碱;肠道炎症;网络药理学;分子对接;分子动力学模拟;作用机制

基金资助：新疆维吾尔自治区自然科学基金青年科学基金(2022D01B21);高校科研计划自然科学青年项目(XJEDU2021Y022);国家博士后面上资助(2020M673644XB);国家自然科学基金(32260902)