摘要:
目的:通过网络药理学,探索黄芪的活性成分,挖掘黄芪治疗糖尿病心肌病的靶基因点及作用机制。基于预测结果,在糖尿病心肌病模型小鼠对关键信号通路进行验证。方法:借助中药系统药理学平台(TCMSP)检索黄芪,设定ADME参数,明确其有效活性成分及对应靶点,通过STRING数据库将蛋白名称统一转换为对应的“Gene Symbol ID”。应用DisGeNET数据库得到糖尿病心肌病发生发展的作用基因,运用STRING数据库构建药物及疾病重叠基因蛋白‑蛋白相互作用网络(PPI网络),采用Cytoscape 3.6.0构建疾病‑药物‑靶基因网络图和通过Cytohuba插件筛选出10个最为密切的靶基因。然后,将重叠基因进行基因本体(GO)和基于京都基因与基因组百科全书(KEGG)的富集分析。动物实验采用21只昆明小鼠随机分为正常组、模型组、中药黄芪组,每组7只。对各组小鼠心肌进行HE染色对比病理形态变化,同时采用Western Blot对MAPK信号通路关键分子ERK1、p‑p38进行比较。结果:黄芪包含了20个活性成分,相应的靶点188个,糖尿病心肌病的相关靶点 220 个,与黄芪重叠的靶点 37个;将黄芪与糖尿病心肌病的共同靶点导入STRING数据库,得到重叠基因PPI网络图,共有37个节点,391条边。将PPI网络图导入到Cytoscape 3.6.0软件中,采用cytoHubba插件中的MCC算法得到最为显著的前10位hub基因,分别为AKT1、TP53、CASP3、MMP9、EGF、IL‑10、CXCL8、IL‑1β、VEGFA、PPARG。GO功能富集分析得到生物过程(biological process,BP)条目 40 个,细胞组成(cellular component,CC)条目 23 个,分子功能(molecular function,MF)条目 22 个, KEGG 通路富集筛选得到 94 条信号通路主要涉及 PI3K‑AKT、 MAPK、 HIF‑1、 FOXO、 TNP pathway等炎症或凋亡调控途径等;动物实验显示黄芪可以改善糖尿病心肌病小鼠心肌组织的炎症状态,模型组心肌组织ERK1、p‑p38蛋白表达高于正常组,采用黄芪进行干预后,ERK1、p‑p38蛋白表达明显低于模型组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论:黄芪治疗糖尿病心肌病具有多靶点、多成分、多通路的作用特点,可通过调控MAPK信号通路ERK1、p‑p38等蛋白表达,发挥抗炎、抗氧化应激等作用。