基于网络药理学与分子对接技术的香菊感冒颗粒治疗新型冠状病毒感染的分子机制研究.pdf
《基于网络药理学与分子对接技术的香菊感冒颗粒治疗新型冠状病毒感染的分子机制研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于网络药理学与分子对接技术的香菊感冒颗粒治疗新型冠状病毒感染的分子机制研究.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、【作者简介】*1陈琦(1993),女,讲师,博士【通信作者】*2孙宁(1977),男,教授,博士生导师【电子邮箱】DOI:10.13493/j.issn.1672-7878.2023.05-004基于网络药理学与分子对接技术的香菊感冒颗粒治疗新型冠状病毒感染的分子机制研究陈 琦1*1,张亚云2,孙 宁1*21江南大学无锡医学院,江苏 无锡 214122;2雷允上药业集团有限公司,江苏 苏州 215009【摘要】目的:基于网络药理学与分子对接技术,探究香菊感冒颗粒治疗新型冠状病毒感染(COVID-19)的分子机制。方法:通过 TCMSP 分析平台收集香菊感冒颗粒的有效成分,再利用 UniProt
2、、Swiss Target Prediction、PharmMapper、DisGeNET、GeneCards、DAVID 等数据库检索、筛选、分析香菊感冒颗粒的作用靶点和 COVID-19的治疗靶点,然后采用 Cytoscape 软件构建“化合物-靶点-通路”网络,筛选出与疾病靶点相互作用的关键成分,最后使用 Vina 和PyMol 软件进行分子对接和模型可视化处理。结果:通过 TCMSP 平台共收集到香菊感冒颗粒的有效成分 411 个;利用数据库共检索到 1 438 个香菊感冒颗粒的作用靶点和 1702 个 COVID-19 的治疗靶点,其中共有靶点有 272 个,经筛选其中 95 个为香
3、菊感冒颗粒抗 COVID-19 的关键靶点;这 95 个关键靶点共富集到237 条 KEGG 信号通路,其中肿瘤坏死因子、磷脂酰肌醇激酶、核苷酸寡聚结构域等前 15 条信号通路可能是香菊感冒颗粒治疗 COVID-19 的核心通路;“化合物-靶点-通路”的网络构建分析显示,前 15 条核心通路涉及 36 个香菊感冒颗粒成分,其中 Degree 值排名前 5 位的为槲皮素、山柰酚、-谷甾醇、木犀草素和异鼠李素;将这 5 种成分与排名前 5 位的共有靶点进行对接,结果显示 5 个化合物均能较好地占据蛋白靶点的特异性结合口袋,三维构象呈高度契合匹配。结论:基于网络药理学与分子对接技术的研究显示,香菊感
4、冒颗粒治疗 COVID-19 的主要有效成分可能为槲皮素、山柰酚、-谷甾醇、木犀草素和异鼠李素,其作用的靶点分别为肿瘤坏死因子、白介素-6、白蛋白、蛋白激酶 B1 和白介素-1B。【关键词】香菊感冒颗粒;COVID-19;网络药理学;分子对接技术【中图分类号】R 9-39;R 969.3【文献标志码】A【文章编号】1672-7878(2023)05-0462-08Study on Molecular Mechanism of Xiangjuganmao Granules in Treating COVID-19Based on Network Pharmacology and Molecula
5、r Docking TechnologyCHEN Qi1*1,ZHANG Ya-yun2,SUN Ning1*21Wuxi Medical College,Jiangnan University,Wuxi Jiangsu 214122,China;2Lei Yun Shang Pharmaceutical Group Co.,Ltd.,Suzhou Jiangsu 215009,ChinaABSTRACTObjective:To investigate the molecular mechanism of Xiangjuganmao Granules in treating COVID-19b
6、ased on network pharmacology and molecular docking technology.Methods:Effective components of Xiangjuganmao Granules were collected through the TCMSP analysis platform,and action targets of Xiangjuganmao Granules andtreatment targets of COVID-19 were searched,screened and analyzed with databases suc
7、h as UniProt,Swiss TargetPrediction,PharmaMapper,DisGeNET,GeneCards,DAVID etc.Then,a compound-target-pathway network wasestablished using Cytoscape software to screen key components that interacted with disease targets.Finally,moleculardocking and model visualization were carried out using Vina and
8、PyMol software.Results:A total of 411 effectivecomponents of Xiangjuganmao Granules were collected through the TCMSP platform;a total of 1 438 action targets ofXiangjuganmao Granules and 1 702 treatment targets of COVID-19 were retrieved using the databases,including 272common targets,and 95 of them
9、 were selected as key targets for the anti-COVID-19 effect of Xiangjuganmao Granules.These 95 key targets were enriched into 237 KEGG signaling pathways,among which the first 15 signaling pathways,实验研究 抗 感 染 药 学Anti Infect Pharm 2023 May;20(05)陈 琦,等.基于网络药理学与分子对接技术的香菊感冒颗粒治疗新型冠状病毒感染的分子机制研究462新型冠状病毒感染(
10、COVID-19)简称“新冠感染”,属中医“疫”病范畴,病因为感受“疫气和戾气”1-2。COVID-19 的扩散以接触传播为主,亦可通过呼吸道飞沫传播,目前最新发现的奥密克戎变异株更是对各类人群普遍易感,且具有快速传播、高传染性等特点3。患者的早期症状主要为发热、干咳、疲劳,严重者可迅速发展为多器官功能衰竭,甚至引起死亡4,对人类健康造成巨大的威胁。自 2019 年以来,国家卫健委、国家中医药管理局先后发布了 10 个版本 新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行),自第 3 版起推荐使用中医药治疗。据观察,目前中医药在 COVID-19 的医学观察期、临床治疗期(轻型、普通型、重型、危重型)和恢复期都
11、取得了较好的临床疗效,但其作用机制尚不清晰。因此,探究中医药抗 COVID-19 的作用机制,对于拓展其临床应用具有重要意义。虽然祖国医学并无“新冠肺炎”之病名,但有关疫病的防治早有记载,并积累了丰富的理论知识和实践经验。香菊感冒颗粒源于苏州中医院的院内制剂,于 1982 年由雷允上药业集团开发为抗流感复方制剂,用于治疗临床各类感冒。该药主要由香薷、野菊花、藿香和青蒿等四味组成,具有芳香发散、清暑泄热利湿之功效。20 年的临床应用证明香菊感冒颗粒具有解表散热、清里泄热之疗效,还具抗病毒、抗菌等作用,其用于治疗发热感冒患者的有效率达 92.9%以上5。随着新冠感染疫情的逐步放开,临床对抗新冠感染
12、类中成药制剂的需求也日益迫切,2022 年12 月发布的 新冠肺炎感染者居家中医药健康管理专家共识 将香菊感冒颗粒推荐为肌肉酸痛、发热的轻型新冠感染者治疗用药,在一定程度上肯定了其对新型冠状病毒感染的疗效,但其抗新型冠状病毒感染的作用机制尚未明确,值得深入研究。网络药理学是一种基于受体理论利用生物网络技术对药物和疾病作用机制进行分析的学科,为研究多分子与多靶点间对应的复杂网状关系开创了新的研究模式,为探索中药复方药效物质基础和潜在药理作用开辟了新途径6。与网络药理学相比,分子对接技术则更为成熟,其基于小分子配体的三维结构与靶点蛋白受体的空间构象,对其亲和力、结合模式预测并进行打分,挑选出与靶点
13、结合最佳的化合物7。本文拟借助网络药理学研究香菊感冒颗粒治疗 COVID-19 的关键药效组分,并将关键组分与 COVID-19 关键靶点进行分子对接验证,以阐明香菊感冒颗粒抗 COVID-19 的作用机制,为其临床治疗提供理论依据。1资料与方法1.1一般资料借助中药系统药理学分析平台8TCMSP(http:/ 年版)(以下简称 药典)相关规定,确定香菊感冒颗粒成分。所有成分需满足以下条件:(1)成分可在 TCMSP 中检索;(2)药典 收载的指标成分;(3)有文献明确记载的活性成分。1.2方法1.2.1活性组分筛选和靶点收集本研究基于药物的吸收-分布-代谢-排泄(ADME)模型,借助分析平台
14、 TCMSP 数据库和相关文献获得化学组分的口服利用度(oral bioavailability,OB)和类药性(drug-likeness,DL)信息,筛选出 OB30%和 DL0.18的化学成分作为活性组分,通过 UniProt 数据库9(https:/www.uniprot.org)检索蛋白靶点 ID 和基因名,整理香菊感冒颗粒的靶点信息。such as tumor necrosis factor,phosphatidylinositol kinase and nucleotide oligomeric domain,may be the core pathwaysof Xiangjug
15、anmao Granules in treating COVID-19.The network construction analysis of compound-target-pathwayshowed that the first 15 core pathways involved 36 components of Xiangjuganmao Granules,among which the top 5ranked in Degree value were quercetin,kaempferol,-sitosterol,luteolin and isorhamnetin;these 5
16、components weredocked with the top 5 common targets,the results showed that all 5 compounds were able to occupy the specificbinding pockets of protein targets well,and the three-dimensional conformation showed a high degree of fit matching.Conclusion:Research based on network pharmacology and molecu
17、lar docking technology shows that the maineffective components of Xiangjuganmao Granules in treating COVID-19 may be quercetin,kaempferol,-sitosterol,luteolin,and isorhamnetin,with action targets of tumor necrosis factor,interleukin-6,albumin,protein kinase B1 andinterleukin-1B,respectively.KEY WORD
18、SXiangjuganmao Granule;COVID-19;network pharmacology;molecular docking technologyAnti Infect Pharm,2023,20(05):462-469ISSN 1672-7878/CN 32-1726/R Anti Infect Pharm 抗 感 染 药 学 2023 May;20(05)www.抗感染药学.com Tel:86-0512-878063074631.2.2香菊感冒颗粒作用靶点与预防 COVID-19 靶点的筛选将香菊感冒颗粒的主要活性成分导入Swiss Target Predicton 与
19、PharmMapper 数据库,搜索主要成分的作用靶点,在 Swiss Target Prediction 数据库中选择“probability0”的靶点,合并去重后作为香菊感冒颗粒主要成分的作用靶点。此外,分别在DisGeNET 数据库与 GeneCards 数据库中以“COVID-19”为检索词搜索疾病相关靶点,在 GeneCards数据库中保留 Inference Score0.8 的靶点,合并去重并结合文献获取 COVID-19 相关靶点。分别合并2 个数据库的所有靶点并去重,得到相关疾病靶点。1.2.3蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络
20、构建与分析将香菊感冒颗粒主要活性成分的作用靶点与 COVID-19 相关靶点取交集,交集靶点即为香菊感冒颗粒治疗 COVID-19 的潜在作用靶点,将获得的交集靶点导入 String 数据库,物种设置为 homo sapiens,minimum required interaction score 设置为medium confidence(0.400),获得制表符分隔值(tab-separated values,TSV)格式文件。将 TSV 格式文件导入 Cytoscape 3.9.1 软件进行可视化分析和拓扑参数分析,筛选出节点度值(Degree)平均值的靶点作为香菊感冒颗粒治疗COVID-
21、19 的核心靶点。1.2.4靶点的通路分析将药物靶点与疾病靶点取交集后得到的关键靶点导入 DAVID 数据库10进行GO 和 KEGG 富集分析,利用生信云平台(https:/ sapiens”,以 P0.05 为筛选标准,筛选关键靶点富集显著的生物学信息和生物学功能,分析并挖掘香菊感冒颗粒治疗 COVID-19 的作用机制。1.2.5“化合物-靶点-通路”网络的构建将 KEGG富集显著的前 15 条关键通路涉及的靶点、化合物和 15 条关键信号通路导入 Cytoscape 3.9.1 软件,构建“化合物-靶点-通路”网络(圆形代表化合物,三角形代表靶点,菱形代表通路)。利用插件“Networ
22、k Analyze”分析拓扑参数,筛选出与疾病靶点相互作用的关键成分。1.2.6分子对接验证为验证核心靶点与香菊感冒颗粒化合物之间作用的可信度,本研究基于网络药理学分析所得 Degree 值排名前 5 位的核心靶点、香菊感冒颗粒活性成分进行分子对接验证。从RSCB PDB 数据库(https:/www.rcsb.org/)下载排名前 5 位的核心靶点蛋白结构(PDB 格式),对其进行处理,去除水和小分子等。使用 ChemDraw 软件,将 从 PubChem 数 据 库(https:/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)下载相关活性成分的 2D 结构文件(SDF格式)转化成“*
23、mol2”格式。采用 AutoDockTools1.5.6 软件对蛋白靶点、小分子化合物进行优化和修饰,运用 Vina 1.5.6 软件进行分子对接验证。1.3观察指标(1)活性组分的筛选;(2)香菊感冒颗粒与 COVID-19 疾病靶点分析;(3)PPI 网络的构建与分析;(4)GO 与 KEGG 分析;(5)“化合物-靶点-通路”网络的构建;(6)分子对接验证。2结果2.1活性组分的筛选通过 TCMSP 检索到香菊感冒颗粒中所含化学组分共 411 个,其中广藿香 94 个,香薷 161 个,野菊花 30 个,青蒿 126 个。以 OB30%且 DL0.18 为阈值,对 182 个组分进行筛
24、选,最终确定香菊感冒颗粒活性组分 47 个,其中广藿香 5 个,香薷14 个,野菊花 9 个,青蒿 19 个。每味中药的 5 个典型化学成分的详细信息,见表 1。中药广藿香野菊花单体中文名邻酞酸二异辛酯芫花素葛花苷元无梗五加苷 B槲皮素刺槐素蒙花苷-谷固醇木犀草素槲皮素CAS 号27554-26-3437-64-92345-17-77374-79-0117-39-5480-44-4480-36-483-46-5491-70-3117-39-5英文名diisooctyl phthalategenkwaninirisolidoneacanthoside bquercetinacacetinlina
25、rinbeta-sitosterolluteolinquercetin分子量390.62284.28314.31580.64302.25284.28592.6414.79286.25302.25OB(%)43.5937.1337.7843.3546.4334.9739.8436.9136.1646.43DL0.390.240.300.770.280.240.710.750.250.28表 1香菊感冒颗粒的成分信息ISSN 1672-7878/CN 32-1726/R Anti Infect Pharm 抗 感 染 药 学 2023 May;20(05)www.抗感染药学.com Tel:86-
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 网络 药理学 分子 对接 技术 感冒 颗粒 治疗 新型 冠状病毒 感染 机制 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。