基于网络药理学探究御丰膏对皮肤抗衰老的作用机制.pdf
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1、第 9 卷 第 4 期2023 年 8 月生物化工Biological Chemical EngineeringVol.9 No.4Aug.2023文章编号:2096-0387(2023)04-05基于网络药理学探究御丰膏对皮肤抗衰老的 作用机制李利1,韩爱萍2,田源2,刘浩思2,邹天畅2,刘孝飞3,李振华4,徐春明2*(1.北京工商大学 人工智能学院,北京 100048;2.北京工商大学 轻工科学技术学院,北京 100048;3.北京玫瑰日记生物科技有限公司,北京 100024;4.北京有肌时代科技有限公司,北京 100024)摘 要:目的:探讨御丰膏中葛根、人参、雪莲 3 种药用植物对女性
2、皮肤抗衰老的作用机制。方法:利用 TCMSP、UniProt 数据库、GeneCards 数据库及 Cytoscape 3.9.1,过滤和收集葛根-人参-雪莲的活性成分和靶点以及与雌激素、内分泌和抗氧化相关靶点,并进行通路富集分析,建立可视化网络图。经 AutoDock Tools 1.5.7 软件将关键成分和核心靶点进行分子对接并可视化。结果:共获得有效成分 33 个,相关靶点 100 个;神经活性配体-受体相互作用等 9 个核心信号通路。分子对接结果显示,山奈酚、木犀草素、槲皮素与血管内皮生长因子(VEGFA)、肿瘤坏死因子(TNF)等核心靶点可以较好地结合。结论:通过网络药理学分析预测葛
3、根-人参-雪莲抗皮肤衰老的作用机制,为探索药食同源方法延缓皮肤衰老提供参考。关键词:葛根;人参;雪莲;网络药理学;抗皮肤衰老中图分类号:R285 文献标识码:AToExploretheAnti-AgingMechanismofYu-FengCreamonSkinBasedonNetworkPharmacologyLI Li1,HAN Aiping2,TIAN Yuan2,LIU Haosi2,ZOU Tianchang2,LIU Xiaofei3,LI Zhenhua4,XU Chunming2*(1.School of Artificial Intelligence,Beijing Tech
4、nology and Business University,Beijing 100048,China;2.School of Light Industry,Beijing Technology and Business University,Beijing 100048,China;3.Beijing Rose Diary Biotechnology Co.,Ltd.,Beijing 100024,China;4.Beijing Youji Times Technology Co.,Ltd.,Beijing 100024,China)Abstract:Objective:The anti-a
5、ging mechanism of Pueraria montana-Panax ginseng-Saussurea involucrata in Yu-Feng cream on female skin is studied.Methods:Using TCMSP,UniProt database,GeneCards database,and Cytoscape 3.9.1,filter and collect the active ingredients and targets of Pueraria montana-Panax ginseng-Saussurea involucrata,
6、as well as targets related to estrogen,endocrine,and antioxidant activity,and conduct pathway enrichment analysis to establish a visual network diagram.Molecular docking and visualization of key components and core targets is using AutoDock Tools 1.5.7 software.Results:A total of 33 active ingredien
7、ts and 100 related targets are obtained.There are 9 core signaling pathways involved in the interaction between neuroactive ligands and receptors.The molecular docking results show that kaempferol,luteolin,quercetin can bind well with core targets such as vascular endothelial growth factor(VEGFA)and
8、 tumor necrosis factor(TNF).Conclusion:By analyzing network pharmacology,the mechanism of the anti-aging effect of Pueraria montana-Panax ginseng-Saussurea involucrata on the skin is predicted,providing reference for exploring the homologous methods of medicine and food to delay skin aging.Keywords:
9、Pueraria montana;Panax ginseng;Saussurea involucrata;network pharmacology;skin anti-aging作者简介:李利(2002),男,重庆人,本科,研究方向为生物大数据。通信作者:徐春明(1978),男,山东临清人,博士,副教授,研究方向为生物信息学与生物大数据的挖掘。E-mail:xucm78 。第 4 期99李利等:基于网络药理学探究御丰膏对皮肤抗衰老的作用机制皮肤衰老是多种因素共同作用的结果,这些因素大致可划分为内部因素和外界环境因素。快节奏的生活、精神压力和内耗的增加,导致女性提前衰老的情况越来越多。尤其是女性
10、进入更年期后,因雌激素水平下降,其皮肤老化逐渐明显。由内延缓皮肤衰老的本质是改变机体内分泌环境,其中雌激素对皮肤的改善作用最为显著1。皮肤衰老机制中,最为广泛接受的是自由基导致胶原蛋白异常氧化、变性等,致使皱纹增多、皮肤老化2。葛根、人参和雪莲对于抗氧化、调节内分泌和体内雌激素水平都有一定的功效。葛根是我国传统的药食同源植物3,含有丰富的黄酮类化合物,具有抗氧化、抗衰老等作用4。神农本草经 中记载,人参具有补五脏、安精神、益智等功效5。雪莲的使用历史悠久,具有活血通络、治疗经血不调等功效6。但是,葛根-人参-雪莲抗皮肤衰老的作用机制尚不明确。本研究利用网络药理学的方法分析御丰膏中葛根-人参-雪
11、莲抗皮肤衰老的作用机制,为进一步研究提供思路。1 材料与方法1.1 化合物成分及靶点分析使 用 中 药 系 统 药 理 学 数 据 库 与 分 析 平 台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP),检索葛根、人参、雪莲化合物成分,设置口服生物利用度(Oral Bioavailability,OB)30%、类药性(Drug Likeness,DL)0.18。检索 UniProt 数据库,进行靶点标准化。在 GeneCards 数据库中,检索“estrogen”“a
12、ntioxidant”“internal secretion”,获得相关靶点。将结果进行整合,得到葛根-人参-雪莲潜在作用靶点。1.2 韦恩图绘制及靶点蛋白互作(PPI)网络构建利用 R 语言绘制成分靶点和内分泌、雌激素、抗氧化的相关靶点的交集靶点韦恩图。使用 STRING在线分析平台,设置置信度 0.7,预测靶点与靶点之间的相互作用关系。再利用 Cytoscape 3.9.1 软件进行拓扑分析,构建“中药-成分-靶点”PPI 网络。1.3 富集分析将整理好的靶点蛋白信息用 DAVID 数据库进行富集分析。选择“Homo sapiens”,将数据导入 Excel。用 R 语言进行 GO 及 K
13、EGG 通路富集分析,分析靶点蛋白与通路间关系,并构建“活性成分-靶点-通路”网络。1.4 分子对接验证对 PPI 网络图中获得的核心靶点进行验证,利用AutoDock Tools 1.5.7 软件进行分子对接,通过结合能判断结合情况,利用 PyMOL 进行可视化。靶蛋白 pdb文件和活性成分分子结构分别来源于 PDB 和 TCMSP数据库。2 结果与分析2.1 活性成分筛选结果通过 TCMSP 数据库筛选,共获得 kaempferol(山奈酚)、quercetin(槲皮素)等 33 个有效活性成分,其中葛根 4 个、人参 22 个、天山雪莲 7 个。2.2 靶点分析及“中药-活性成分-靶点”
14、网络图构建结果通过 GeneCards 数据库筛选(相关性 10),并将重复成分和靶点剔除,最终得到 21 个活性成分和156 个靶点。如图 1 所示,利用 Cytoscape 3.9.1 软件,根据值(Degree)和介数中心性(Betweenness)绘制网络互作关系。图中节点越大,越重要。A1 和 B1 分别代表葛根-人参-雪莲的重复活性成分-谷甾醇和人参-雪莲的重复活性成分山奈酚。2.3 韦恩图绘制及 PPI 网络的建立与分析如图 2 所示,分别获得葛根-人参-雪莲与抗氧化、雌激素和内分泌相关靶点 5 个、20 个和 75 个。如图 3 所示,运用 Cytoscape 3.9.1 绘制
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