cytoscape调控网络图
基于网络药理学探究百合抗抑郁的作用机制
2021年5月第45卷第3期安徽大学学报(自然科学版)J o u r n a l o fA n h u iU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )M a y 2021V o l .45N o .3d o i :10.3969/j.i s s n .1000-2162.2021.03.013收稿日期:2020-11-11基金项目:四川省科技厅2020年第一批应对新型冠状病毒科技攻关应急项目(2020Y F S 0012,2020Y F S 0013)作者简介:邱奕平(1992-),男,江西赣州人,成都中医药大学硕士研究生,E -m a i l :2660541932@q q.c o m ;*沈其霖(通信作者),成都中医药大学教授,硕士生导师,E -m a i l :m y s ql i n @163.c o m.基于网络药理学探究百合抗抑郁的作用机制邱奕平,沈其霖*(成都中医药大学基础医学院,四川成都610075)摘 要:通过网络药理学的方法探究百合抗抑郁的作用机制.利用中药系统药理学技术平台(T C M S P )等数据库,以生物利用度(O B )ȡ30%㊁类药性(D L )ȡ0.18为条件筛选百合活性成分及抗抑郁的靶点,构建成分-靶点㊁关键靶点蛋白网互作图㊁靶点基因G O 富集及K E G G 通路分析.结果表明,通过筛选获得7个符合标准的活性成分㊁85个与抑郁相关的靶点,G O 富集分析得到17个生物学功能,K E G G 通路分析得到11条显著富集的通路.百合通过多靶点㊁多通路㊁多成分发挥抗抑郁的作用,可能是通过胆碱能突触㊁神经活性配体-受体㊁p53信号通路㊁钙信号通路等信号通路发挥复杂的调节作用.关键词:百合;抗抑郁作用;网络药理学;作用机制中图分类号:R 285.5 文献标志码:A 文章编号:1000-2162(2021)03-0103-06R e s e a r c ho nm e c h a n i s mo f L i l i i B u l b u s i n t r e a t i n g d e pr e s s i o n b a s e do nn e t w o r k p h a r m a c o l o g yQ I U Y i p i n g,S H E N Q i l i n *(S c h o o l o fB a s i cM e d i c i n e ,C h e n g d uU n i v e r s i t y o fT r a d i t i o n a l C h i n e s eM e d i c i n e ,C h e n gd u610075,C h i n a )A b s t r a c t :T oe x p l o r et h ea n t i d e p r e s s a n t m e c h a n i s m of L i l i iB u l b u s b y me a n so fn e t w o r k p h a r m a c o l o g y ,t h e d a t a b a s e s s u c h a s t h eT r a d i t i o n a l C h i n e s eM e d i c i n e S y s t e mP h a r m a c o l o g y T e c h n o l o g y P l a tf o r m (T C M S P ),t h eb i o a v a i l a b i l i t y (O B )ȡ30%a n d t h ed r ug -l i k e a c t i v i t y(D L )ȡ0.18w e r eu s e d t os c r e e nt h ea c t i v e i n g r e d i e n t sa n da n t i d e p r e s s a n t t a r ge t sof L i l i i B u l b u s ,a n dc o n s t r u c t t h ec o m p o n e n t -t a rg e t p o i n t ,k e y t a r ge t p r o t e i nn e t w o r ki n t e r a c t i o n m a p p i n g ,t a r g e t g e n eG Oe n r i c h m e n t a n d K E G G p a t h w a y a n a l y s i s .T h r o u g hs c r e e n i n g ,7a c t i v e i n g r e d i e n t s t h a tm e t t h e s t a n d a r d ,85t a r g e t s r e l a t e d t od e pr e s s i o nw e r eo b t a i n e d ,17b i o l o g i c a l f u n c t i o n sw e r e o b t a i n e db y G Oe n r i c h m e n t a n a l y s i s ,a n d11s i g n i f i c a n t l y en r i c h e d p a t h w a y sw e r e o b t a i n e db y K E G G p a t h w a y a n a l ys i s .T h e r u s u l t s s h o w e d t h a t L i l i iB u l b u s e x e r t e d i t s a n t i d e p r e s s a n t e f f e c t t h r o u g h m u l t i p l e t a r g e t s ,m u l t i p l e p a t h w a y s ,a n d m u l t i pl e c o m p o n e n t s ,a n d m a y p l a y a c o m p l e x r e g u l a t o r y r o l e t h r o u g h c h o l i n e r g i c s y n a ps e s ,n e u r o a c t i v e l i g a n d -r e c e p t o r s ,p 53s i g n a l i n gp a t h w a y s ,c a l c i u ms i g n a l i n gp a t h w a y s a n do t h e r s i g n a l i n gp a t h w a ys .K e yw o r d s :L i l i iB u l b u s ;a n t i d e p r e s s i v e e f f e c t ;n e t w o r k p h a r m a c o l o g y ;m e c h a n i s mo f a c t i o n401安徽大学学报(自然科学版)第45卷抑郁症又称为抑郁障碍,是一类以情绪低落为临床主要特征的心境障碍疾病.抑郁症属于西医中的病名,但是在我国古代对于该病的论述也比较多,在古代文献中 郁症 一词语首先出现在明代虞抟的‘医学正传“中[1],根据抑郁诊断标准(I C D-10)中规定的症状,发现其对应中医范畴中的虚证,主要以心㊁脾㊁肾亏虚为主,如缺乏兴趣㊁没有愉快感(心神失养)㊁疲劳无力(脾虚或肾虚)等.根据病因病机,应益肾补虚㊁调气安神为主,据此临床上也取得了较好的疗效[2].百合为百合科植物卷丹L i l i u ml a n c i f o l i u m T h u n b.㊁百合L i l i u mb r o w n i i F.E.B r o w nv a r.v i r i-d u l u m B a k e r.或细叶百合L i l i u m p u m i l u m D C.的干燥肉质鳞叶.其性甘㊁寒,归心肺经,具有养阴润肺㊁清心安神的作用;用于失眠多梦,阴虚燥咳等症[3].百合中含有丰富的甾体皂苷㊁甾醇㊁酚酸甘油酯㊁黄酮㊁苯丙素类以及多糖等化学成分[4],现代药理研究表明百合具有止咳祛痰㊁镇静催眠㊁提高免疫㊁抗肿瘤㊁抗氧化㊁抗炎等多种生物功能.近年来研究发现百合对抑郁症也具有较好的治疗效果.郭秋平等[5]发现百合皂苷能够改善抑郁模型大鼠快感缺失以及行为迟缓等症状.王瑛等[6]发现百合总皂苷能明显缩短小鼠悬尾的不动时间以及游泳不动时间.因此,在中医临床治疗抑郁症中也常配伍使用百合.虽然百合中的某些化学成分具有一定抗抑郁效果,但是其作用机制尚未完全阐明.笔者从中医整体观念的思路出发,利用现代药理学的研究方法,对百合潜在的作用靶点和抑郁相关的靶点进行筛选分析,结合通路阐述百合抗抑郁的作用机制,以期为抗抑郁药物的使用提供新的研究思路.1材料与方法1.1百合有效成分及靶点筛选通过中药系统药理学数据库与分析平台(h t t p://t c m s p w.c o m/t c m s p.p h p)获得百合有效成分.随后以口服生物利用度(O B)ȡ30%㊁类药性(D L)ȡ0.18为条件筛选百合有效活性成分及相关靶点.1.2抑郁相关靶点的筛选通过G e n e C a r d(h t t p s://w w w.g e n e c a r d s.o r g/)㊁OM I M(h t t p s://o m i m.o r g/)等数据库以 d e p r e s s i o n 为关键词,检索与抑郁症相关的靶基因,得到疾病相关的靶点,随后通过P y t h o n对药物靶点和疾病相关靶点进行交集,得到关键靶点,并在U n i p r o t数据库(h t t p s://w w w.u n i p r o t.o r g/)中找到与关键靶点相匹配的基因.1.3药物成分-靶点网络图构建通过C y t o s c a p e3.6.1软件绘制并构建 药物成分-疾病关键靶点 的关系网络图.1.4蛋白互作图(P P I)构建与分析将筛选出的关键靶点列出,导入S t r i n g数据库(h t t p s://s t r i n g-d b.o r g/),并限定物种为人,其他参数保持默认设置,通过M u l t i p e p r o t e i n工具,构建蛋白互作的网络模型,最终获得关键靶点之间相互作用网络.1.5关键靶点功能富集分析通过D a v i d数据库(h t t p s://d a v i d.n c i f c r f.g o v/)和R语言对获得的基因进行G O(g e n eo n t o l o g y)富集分析和K E G G(k y o t o e n c y c l o p e d i a o f g e n e s a n d g e n o m e s)通路分析,并以p<0.05作为筛选条件,分别绘制出柱状图和气泡图.2结果与分析2.1百合活性成分的筛选通过T S C M P数据库总共检索到百合的化学成分84个,以O Bȡ30%和D Lȡ0.18,筛选出符合具有良好口服生物利用度和类药性的有效成分7个,见表1所列.表1 百合潜在活性成分M o l I DM o l e c u l eN a m e O B /%D LMO L 002039I s o p i m a r i c a c i d 36.20.28MO L 000449S t i gm a s t e r o l 43.830.76MO L 000358b e t a -s i t o s t e r o l36.910.75MO L 00944926-O -b e t a -D -G l u c o p y r a n o s y l -3b e t a ,26-d i h y d r o x y -c h o l e s l e n -16,22-d i o x o -3-O -a l p h a -L -r h a m n o p y r a n o s y l -(1-2)-b e t a -D -g l u c o p yr a n o s i d e _q t 32.430.80MO L 0094583-D e m e t h yl c o l c h i c i n e 39.340.57MO L 00946526-O -β-D -g l u c o p y r a n o s y l -3β,26-d i h y d r o x y -5-c h o l e s t e n -16,22-d i o x o -3-O -α-L -r h a m n o p y r a n o s y l -(1ң2)-β-D -g l u c o p y r a n o s i d e _q t 35.110.81MO L 00947126-O -β-D -g l u c o p y r a n o s y l -3β,26-d i h y d r o x y -c h o l e s t a n -16,22-d i o x o -3-O -α-L -r h a m n o p y r a n o s y l -(1ң2)-β-D -g l u c o p y r a n o s i d e _q t 32.430.802.2 百合抗抑郁的潜在作用靶点预测通过T C M S P 数据库的检索,得到与百合成分相关的靶点464个,在O Bȡ30%和D Lȡ0.18的基础上筛选出具有良好口服生物利用度和类药性的有效成分靶点85个.通过P yt h o n 对药物作用靶点和疾病相关靶点进行交集,共获得关键靶点18个,分别是:P G R ,N C O A 1,N O C A 2,K C NH 2,C H R M 3,C A S P 3,C A S P 8,C A S P 9,P O N 1,N R 3C 2,C H R M 1,AD R A 1A ,G A B R A 1,C H R N A 2,C H R M 2,P T G S 1,C H R M 4,A R.2.3 药物成分-关键靶点网络的构建与分析将百合的有效成分㊁筛选出的关键靶点导入C y t o s c a pe 3.6.1软件,构建药物成分-关键靶点网络图(图1),其中红色代表百合的有效化学成分,绿色代表百合-抑郁症的共同靶基因,百合主要通过7种有效成分作用于15个靶标,每个化合物连接了不同的作用靶点,且每个靶点之间也相互作用,表明百合抗抑郁是多个靶点和多个化学成分共同作用的结果.图1 百合抗抑郁的 药物成分-关键靶点 调控网络图501第3期邱奕平,等:基于网络药理学探究百合抗抑郁的作用机制2.4 蛋白质-蛋白质相互作用网络图(P P I)将17个靶点导入S T R I N G 在线数据库中,构建蛋白互作图(P P I )网络模型,如图2所示,共18个节点,有3个节点未发生相互作用,平均节点度(D e g r e e )为2.78,该值越大则表示该靶点离核心地位越近,如图2中的雄激素受体(A R )㊁半胱氨酸蛋白酶-3(C a s p a s e -3)㊁毒蕈碱型胆碱受体M 1(C H R M 1),这些关键靶点很有可能是百合能够起到抗抑郁作用的关键因素.图2 百合抗抑郁靶蛋白P P I 网络图2.5 G O 富集分析百合关键靶点的G O 富集通路分析结果如图3所示.图3显示,18个靶点影响到了16个生物学功能(p <0.05),主要包括突触传递,胆碱能㊁磷脂酶C 激活G 蛋白偶联的乙酰胆碱受体信号通路(G O :0007207),腺苷酸环化酶抑制G 蛋白偶联乙酰胆碱受体信号通路(G O :0007197),凋亡过程(G O :0006915),调节血管平滑肌收缩等生物过程(G O :0003056);G 蛋白偶联乙酰胆碱受体(G O :0016907)㊁半胱氨酸型内肽酶(G O :0097153)等分子参与的凋亡过程;且这些靶点主要参与细胞连接㊁突触或者质膜的组成.横坐标对应的是G O 号,纵坐标对应的是目标基因的数量.图3 百合关键靶点的G O 生物学功能富集601安徽大学学报(自然科学版)第45卷2.6 K E G G 富集分析百合关键靶点的K E G G 富集通路分析结果如图4所示.图4中18个靶点显著富集到图中所示的11条信号通路上(p <0.05).此结果表明,百合可能通过多条信号通路来发挥抗抑郁的效果.横坐标对应的是富集系数,纵坐标对应的是相关通路.图4 百合关键靶点的K E G G 通路富集分析3 讨 论通过网络药理学分析发现,筛选获得的可能与抗抑郁相关的化学成分主要有豆甾醇㊁β-谷固醇㊁异海藻酸等.其中β-谷固醇是一类对心血管系统具有保护作用的膳食因子,有研究表明,β-谷固醇具有改善小鼠空间学习记忆的能力,对大脑有潜在的积极作用[7].而豆甾醇亦具有保护神经的作用,Y a d a v等[8]研究发现,豆甾醇能够明显减少由氯胺酮引起的小鼠的一些精神病症状,增加谷胱甘肽㊁减少多巴胺和丙二醛等物质的产生.笔者通过构建百合有效成分-关键靶点的网络,发现百合可能是通过半胱氨酸蛋白酶(C a s pa s e -3)㊁雄激素受体(A R )以及毒蕈碱型胆碱受体(C H R M 1)等核心的靶基因起到治疗抑郁症的作用.C a s pa s e -3在细胞凋亡过程中扮演重要角色[9],近年来针对该蛋白与抑郁症之间的关联,国内外学者做了许多探究.蔡珍珍等[10]发现柴胡皂苷能够改善大鼠的抑郁行为,可能是通过抑制海马区C a s p a s e -3㊁C a s pa s e -9蛋白的表达;傅锦华等[11]通过比较发现,疏肝解郁胶囊能够显著改善大鼠抑郁的症状,促进抑郁大鼠C A 3区神经细胞损伤的修复并减少大鼠脑组织C a s p a s e -3蛋白的表达.C H R M 1类受体蛋白能够参与情绪㊁学习记忆等功能调节.研究发现C H R M 1可能参与到抑郁症及精神分裂等神经系统相关疾病的治疗[12].而A R 可能通过非基因效应改变神经元的兴奋性或神经递质的释放.研究表明A R 能增加单胺氧化酶活性,从而引起心境障碍[13].K E G G 通路富集的结果提示神经活性配体-受体相互作用㊁胆碱能突触和p 53等信号通路可能与百合抗抑郁的作用有重要关联.神经活性配体-受体相互作用信号通路是质膜上所有与细胞内外信号通路相关的受体和配体的集合,参与神经递质的传导[14],在其他抗抑郁的中药和复方中[15-16],该通路均被显著富集,推测这一通路可能在百合抗抑郁过程中也具有关键作用.p 53信号通路是一类能够调节细胞活动的通路,该通路上的p 53基因是神经细胞凋亡过程中的特异性分子,大量研究表明p 53基因参与许多神经疾病的发生,如抑郁症[17]㊁神经退行性疾病[18]㊁癫痫等[19].而p 53在百合抗抑郁调控网络中的机制还有待于进一步的研究.胆碱能突触是以乙酰胆碱为传递介质的突触,能够通过激动受体改变神经元兴奋性,影响突触传递[20].M i n e u r 等[21]发现阻断小鼠海马区的乙酰胆碱降解能够诱导小鼠抑郁和焦虑的行为;此外当抑郁症患者服用了中枢拟胆碱类药物后,能够有效减轻并发型抑郁和双向抑郁患者的抑郁症状[22].因此百合的抗抑郁作用极有可能是通过对以上信号通路的调节达到治疗的目的.综上,通过网络药理学的技术,构建百合有效成分-关键靶点的复杂网络,对筛选出的靶点进行G O 701第3期邱奕平,等:基于网络药理学探究百合抗抑郁的作用机制801安徽大学学报(自然科学版)第45卷生物学功能和K E G G富集分析,系统探讨了中药材百合潜在的抗抑郁分子机制,为今后进一步研究和筛选百合抗抑郁药物提供参考.参考文献:[1]曲淼,唐启盛.抑郁症与中医 郁证 的关系探讨[J].北京中医药大学学报,2004,27(1):11-13.[2]唐启盛,侯德明,陈密文,等.颐脑解郁法治疗轻㊁中度抑郁症的开放性临床研究[J].中国临床康复,2002,6(21):3207.[3]国家药典委员会.中华人民共和国药典.一部[S].北京:中国医药科技出版社,2020:137.[4]罗林明,裴刚,覃丽,等.中药百合化学成分及药理作用研究进展[J].中药新药与临床药理,2017,28(6):824-837.[5]郭秋平,高英,李卫民.百合有效部位对抑郁症模型大鼠脑内单胺类神经递质的影响[J].中成药,2009,31(11):1669-1672.[6]王瑛.百合皂苷的提取工艺与抗抑郁作用研究[J].中国药房,2014,25(7):602-604.[7]余焕玲,毕研霞,肖荣,等.β谷固醇对高脂饲料喂养小鼠空间学习记忆能力的影响[J].首都医科大学学报,2008,29(6):724-727.[8] Y A D A V M,P A R L E M,J I N D A L D K,e ta l.P r o t e c t i v ee f f e c t so fs t i g m 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基于网络药理学的逍遥散治疗痤疮的作用机制
陈?凡１ 李红毅２ 杨贤平１ 李玉清１
（１广州中医药大学第二临床医学院，广州，５１０１２０；２广州中医药大学第二附属医院 ／广东省中医院皮肤科，广州，５１０１２０）
摘要 目的：通过网络药理学方法探究逍遥散治疗痤疮的主要活性成分及其作用机制。方法：应用中药系统药理数据库 与分析平台（ＴＣＭＳＰ）筛选逍遥散中含有的有效成分及其作用靶标，并从基因表达综合数据库（ＧＥＯ）中提取痤疮相关靶 标。使用 Ｃｙｔｏｓｃａｐｅ软件及其 ｂｉｓｏｇｅｎｅｔ插件构建逍遥散治疗痤疮的“化合物靶点”网络，并绘制药物活性成分靶蛋白疾 病蛋白质蛋白质相互作用（ＰＰＩ）网络，再分次进行拓扑分析，得出核心网络。采用 Ｒ语言软件中 ＣｌｕｓｔｅｒＰｒｏｆｉｌｅｒ数据包对 逍遥散的潜在作用基因靶点进行基因本体（ＧｅｎｅＯｎｔｏｌｏｇｙ，ＧＯ）富集分析和京都基因和基因组百科全书（ＫｙｏｔｏＥｎｃｙｃｌｏｐｅ ｄｉａｏｆＧｅｎｅｓａｎｄＧｅｎｏｍｅｓ，ＫＥＧＧ）富集分析，并进行可视化作图。结果：通过 ＴＣＭＳＰ，获得了逍遥散有效活性成分 １６１个， 潜在作用靶点２６１９个，与 １４６个痤疮相关靶点的共同靶点为 ３７个，包括 ＰＴＧＳ２、ＣＣＮＡ２、ＣＨＥＫ１、ＮＲ３Ｃ２等，潜在活性成分 为木犀草素、槲皮素、异鼠李素等 １１０个。ＧＯ和 ＫＥＧＧ富集分析结果显示，逍遥散治疗痤疮主要通过脂多糖应答、细菌源 性分子应答等作用机制，与肿瘤坏死因子信号通路、ＩＬ１７信号通路、Ｐ５３信号通路、核因子 κＢ信号通路等相关。结论：本 研究通过网络药理学的方法验证了逍遥散治疗痤疮的多成分、多靶点、多通路的作用机制特点，简单阐述了逍遥散治疗痤 疮潜在有效成分及作用通路，为后续的相关研究提供理论支持。 关键词 逍遥散；痤疮；中医药；网络药理；蛋白质；靶点；通路；作用机制
210606296_花椒抑制神经性疼痛的作用机制探讨
DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2022.25.05花椒抑制神经性疼痛的作用机制探讨赵忠叶河杨申小年(安徽中医药高等专科学校,安徽芜湖241000)【摘要】目的:本研究采用网络药理学的方法,探讨了花椒对神经性疼痛作用的可能机制。
方法:通过中药系统药理学平台TCMSP筛选花椒的主要化学成分,利用GeneCard、OMIM、PharmGkb、TTD和DrugBank数据库建立与神经性病理性疼痛靶点数据库。
利用Cytoscape3.8.0软件构建“药物—化合物—靶点基因”网络。
采用R软件和生物导体进行GO 功能富集分析和KEGG通路富集分析。
结果:“药物—化合物—靶点—疾病”网络包含了101种活性成分和112个交叉靶点,主要靶点包括:SRC、HSP90AA1、JUN、MAPK3、RELA、AKT1和ESR1。
通过GO功能富集分析,共获得了30个项目(P<0.05)。
KEGG通路富集分析筛选了5条信号通路(P<0.05)。
结论:花椒的活性成分可通过作用于主要靶点来调节炎症因子、调节神经通路交互和影响血管直径等对神经性疼痛发挥治疗作用。
【关键词】花椒;网络药理学;神经病理性疼痛;GO;KEGG0引言神经性病理性疼痛（Neuropathic Pain，NP）是一种常见的由体感神经系统损伤或疾病引起的慢性顽固性疼痛，导致患者出现睡眠障碍甚至抑郁，严重影响患者的生活质量[1]。
最近基于聚类分析研究表明，大多数神经性疼痛患者可分为三种感觉表型之一：感觉丧失、机械痛觉过敏和热痛觉过敏[2]。
伤害性疼痛涉及在不损害神经系统的情况下激活伤害感受器，而神经性疼痛与中枢或外周神经系统的改变有关。
慢性疼痛本身以及从急性疼痛到慢性疼痛的转变可能是由表观遗传控制的[3]。
感觉表型与神经性疼痛状况对幸福感、日常功能和生活质量的影响有关，但与疼痛强度的相关性较小。
NP即直接由影响体感系统的病变或疾病引起的疼痛，是一种常见的临床问题，通常表现为持续疼痛（灼烧、挤压）或阵发性疼痛（电击样感觉、刺痛）、诱发（触诱发、压力诱发、冷诱发）或麻木和感觉异常[4]。
网络药理学分析
将化学成分英文名（compound）输入网上数据库 (.hk/LSP/tcmsp.php）查找Related targets
Mol ID
复制该信息 到excel
N/A不要
将每个成分（compound）查找到的Related targets 逐个复 制到excel中（后栏为N/A则弃去）
将Related targets(化合物靶点)内容输入治疗靶点数据库 （/uniprot/）找蛋白编号（ID） （单个查询）
huma n
蛋白编号
星号文件
对应名称
huma n
蛋白编号选择黄色星号文件、对应名称、人源
将Related targets(化合物靶点)内容输入治疗靶点数据库 （/uniprot/）找蛋白编号（ID）
点击通路 作用靶点
找寻代谢组学中的差异性标志物关联的蛋白靶点 （b.csic.es/mbrole2/analysis.php）
代谢物KEGG号
一般选择HMDB或KEGG; 也可以全部选上
选择 点击
不同数据库来源，前面靶点有 重复项 ，excel进行筛选
（批量查询）
化合物靶点名称 或
Uniplot号
将Related targets(化合物靶点)内容输入治疗靶点数据库 （/uniprot/）找蛋白编号（ID）Βιβλιοθήκη （批量查询）蛋白编号（ID）
蛋白名称
下载文件
将蛋白编号（ID）excel表
将蛋白编号（ID）txt文件
CAS号
其二, 利用Mol ID号在excel文件（03_Info_Molecules[成分 名]或1、merge--Mol ID-原始）中查找化合物靶点名称
基于网络药理学及分子对接探讨二至丸治疗早发性卵巢功能不全的作用机制
CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.14 No.7 April 202477[基金项目]贵州省卫生健康委科学技术基金项目（gzwkj2022-408）。
△贵州中医药大学第二临床医学院2021级中西医结合临床专业在读硕士研究生▲通讯作者基于网络药理学及分子对接探讨二至丸治疗早发性卵巢功能不全的作用机制简万妍1△ 王艳群1 陈美玲1 曾 莉2▲1.贵州中医药大学第二临床医学院，贵州贵阳 550002；2.贵州中医药大学第二附属医院妇科，贵州贵阳 550001[摘要] 目的 基于网络药理学方法探讨二至丸治疗早发性卵巢功能不全（POI）的可能分子作用机制。
方法 使用网络药理学平台（TCMSP）采集二至丸的有效成分和相关的基因；通过基因组注释数据平台（GeneCards）、人类孟德尔遗传数据库（OMIM）数据库获取POI 疾病靶点；用蛋白互作网络数据库（STRING）构建蛋白质相互作用网络（PPI），通过CytoHubba 筛选核心靶点。
使用生物学信息注释数据库（DAVID）平台进行富集分析，采用Cytoscape3.10.0软件进行拓扑学分析，利用AutoDockTools 进行分子对接。
结果 二至丸内最主要的有效成分为槲皮素、木犀草素、山柰酚、刺槐素等，其中的AKT1、TP53等是关键靶点，包含的通路主要为PI3K-Akt 信号通路、流体剪切应力和动脉粥样硬化信号通路等。
分子对接验证大部分靶点与成分能进行有效结合。
结论 揭示二至丸能够经多种成分、靶点及多条信号通路对POI 发挥协同治疗作用。
[关键词] 二至丸；早发性卵巢功能不全；网络药理学；分子对接[中图分类号] R271.9 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2024）07-0077-05DOI:10.20116/j.issn2095-0616.2024.07.18Study on the mechanism of Erzhi pills in treating premature ovarian insufficiency based on network pharmacology and molecular dockingJIAN Wanyan 1 WANG Yanqun 1 CHEN Meiling 1 ZENG Li21. The Second Clinical Medical College of Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guizhou, Guiyang 550002, China;2. Department of Gynecology, the Second Affiliated Hospital of Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guizhou, Guiyang 550001, China[Abstract] Objective To explore the possible molecular mechanisms of Erzhi pills in the treatment of premature ovarian insufficiency (POI) based on network pharmacology. Methods The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP) was used to collect the active ingredients and related genes of Erzhi pills, POI disease targets were obtained through the genome annotation data platform (GeneCards) and the Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database, a protein-protein interaction (PPI) network was constructed using the protein-protein interaction networks database (STRING), and core targets were screened through CytoHubba. Enrichment analysis was conducted using the bioinformatics annotation database (DAVID) platform, topology analysis was performed using Cytoscape 3.10.0 software, and molecular docking was performed using AutoDockTools. Results The main active ingredients in Erzhi pills were quercetin, luteolin, kaempferol, locust, etc. Among them, AKT1, TP53, etc. were key targets, and the pathways include PI3K-Akt signaling pathway, fluid shear stress, atherosclerosis signaling pathway, etc. Molecular docking verifies that most targets and components could effectively bind. Conclusion Erzhi pills can exert synergistic therapeutic effects on POI through multiple components, targets, and multiple signaling pathways.[Key words] Erzhi pills; Premature ovarian insufficiency; Network pharmacology; Molecular docking早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）[1]指的是女性在40周岁以前发生的一种生殖内分泌疾病，以月经稀发、频发甚至闭经，生育力下降甚至不孕或出现潮热盗汗等为主要临床症状，并伴随卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH）水平升高（FSH>25 IU/L）、雌激素水平降低。
转录组测序数据分析小软件介绍
• 聚类分析 MEV软件
Cluster软件
MEV软件操作流程
1 打开MeV，导入数据。
选择源文件， 文件格式见 下一页
点击最左上角的第 一个数据，load
28
导入文件格式.txt
基因或miRNA名称， 可以是probe ID,gene symbol,miRNA等 相应样本的标准化 信号值
51
• miRecords分析流程
实验已经证明的靶点 选择物种 选择miRNA
输入基因号
预测的靶点
选择输入基因 号的类型
与其他数据库的链接
改变展示条件
点击此处下载数据
不同 数据 库预 测
亮的圈表示在 该数据库预测 到了该基因
灰色的圈表示 在该数据库预 测到了该基因
not
一些常用的预测软件
• miRBase: miRBase序列数据库是一个提供包括已发表的miRNA序列数据、 注释、预测基因靶标等信息的全方位数据库，是存储miRNA信 息最主要的公共数据库之一。miRBase提供便捷的网上查询服务， 允许用户使用关键词或序列在线搜索已知的miRNA和靶标信息。 • miRecords: / 动物 miRNA的靶相互作用的数据库, 包括人工收集实验验证的, 预测的 miRNA的靶目标. 靶标预测工具DIANA-microT, MicroInspector, miRanda, MirTarget2, miTarget, NBmiRTar, PicTar, PITA, RNA22, RNAhybrid, and TargetScan/TargertScanS. • TargetScan:/ TargetScan是通过搜索和每条miRNA种子区域匹配的保守的8mer 和7mer位点来预测靶基因。
LncRNA MEG3调节MDM2通过P53信号通路影响缺血性脑卒中
L n c R N A M E G 3 调 节 M D M 2 通 过 P 5 3 信号 通路影响缺血性脑卒中
材料与方法
1. 鉴定差异表达的InrRNA和 mRNA 本 研 究 从 美 国 国 家 生 物 技 术 信 息 中 心 获 取 GEO 编号 GSE58294 ( https:///geo/ ) 的 芯 片 信 息 ，使 用 R 包 通 过 分 级 聚 类 分 析 了 InfRNA 和 mRNA的表达谱。筛选标准被倍数变化阈值超过 2 倍和 P<0.05。 2. 信 号 通 路 （ KEGG ) 富 集 分 析 （表 1 )
作者单位：6 1 0 0 5 1 四川，成都市第六人民医院急诊科（胡雪钟），成都市第三人民医院急诊科（童 同 ） 通信作者：童同，Email: hujx22@
脑与神经疾病杂志202丨年第2 9 卷 第 6 期
387
hybridization (FISH) is used to locale LncRNA and mRNA. MTT and flow cytometry were performed to rherk cell proliferation and apoptosis. Results Bioinfomiatirs analysis was performed on 1VIF](73 and MDM2. which are strongly expressed in stroke tissues, and the p53 pathway was selected for further research. In OGD / R cells, MEG3, MDM2 and p53 signaling pathway related proteins were all up-regiilated and the differences were statistic ally significant (P<0.05). In adrlition, MEG3, MDM2, and p53 pathway-related proteins in MCAO / R mice were also up-regulated (P<0.05). FISH mapping showed that MEG3 and MDM2 were located in the nucleus. Down-regulating MEG3 anfl MI)M2 can enhance cell proliferation and reduce apoptosis, resulting in a reduction in MCAO/R cerebral infarct size. Conclusion These results suggest that the MEG3/MDM2/p53 signaling pathway axis may provide a more effective cliniral treatment strategy for patients with isrhemir stroke.
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节点调整 主要参数
其他参数
点击第一列方格 调整对应参数 节点轮廓 颜色
节点 颜色
标签 颜色 标签 大小 节点 形状 节点 大小
是否保持节点形状的宽高比
31
改变 所有节点形状
2）Shape 点击第一列方格
1）勾选此参数 即锁定节点形状， 不受标签长短影响
32
改变 所有节点形状
3）弹出形状选择框 选择形状 点击 Apply
37
基础调整练习 1. 修改所有节点颜色、大小、形状、位置 2. 修改所有线颜色、类型、粗细
5 min
38
二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
39
高级调整
分析目标： 1. 显示节点的基因名称（passthrough mapping） 2. 用节点颜色表示基因的pathway信息（discrete mapping） 3. 用线粗细表示相关性强弱，即weight值（continuous mapping） 4. 计算连通性 5. 用节点大小表示连通性高低，直观呈现核心基因（continuous mapping） 6. 其他美化调整（布局）
33
进入线调整页面
1）Control panel窗口 点击 Style
2）窗口底部选择 Edge
34
线调整主要参数
线 颜色
线 类型
线 透明度 线 粗细 是否改变整条线的颜色
35
改变 线颜色
2）Color （unselected） 点击第一列方格
1）勾选
36
改变 线颜色
3）弹框， 选择颜色 确定
转录调控网络图分析
目 录 CONTENTS
一 基础概念 二 Cytoscape 基础操作 三 Cytoscape 数据挖掘
2
网络图应用示例
基因间的调控网络，颜色表示pathway。 miRNA（黄色菱形）
菱形表示转录因子。
与基因（蓝色圆形）的调控关系。
3
网络图应用价值
1.更直观&形象的呈现数据关系（关系对） 2.更高效的挖掘解析数据（对组间差异有重要影响的分子）
40
3. 高级调整
基础修改 所有节点/线 单调变化
点击三角形 打开折叠 高级调整
部分节点/线 复杂变化
41
3.1 节点+名称
42
操作 加节点名称
1）点击Properties，勾选Label相关参数 2）点击 Label右侧三角形，打开折叠 3）column选择 name；
Mapping type选择 Passthrough mapping 4）Label其他参数
45
3.3 线粗细+相关性
46
操作 线粗细/颜色渐变
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Edge， 进入线调整页面 2）点击 Width 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 weight；Mapping type选择 Continuous mapping 4）双击阴影区域，设定渐变趋势
13
1. 绘图数据
从WGCNA结题报告中获得所有模块的绘图 数据。挑选目标模块的edge.txt 和node.txt。
在excel中筛选绘图数据： 1）weight值（＞0.2） 2）KEGG（显著富集的pathway） 3）GO 4）……
14
1.1 操作 导入edge数据
1）工具栏，点击
2）选择文件 darkorange_edge.xlsx 3）设定各列数据属性（source/target node, edge attribute）如图 4）点击OK，导入
11
二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
12
1. 案例背景
数据：蓖麻种子胚和胚乳，各5个样本，进行RNA-seq分析 分析目标：WGCNA分析揭示胚/胚乳中差异调控的核心基因
13个模块，其中orange和darkorange模块与性状关联较强。
22
操作 移动/布局 部分点
1）按住键盘Shift/ Ctrl键，鼠标左键拖选目标区域或节点 2）搜索栏搜索节点名称 citrate 被选择的 点/线 呈黄色/红色 选择节点后可 移动、单独布局、删除（回格键Backspace）
23
调整节点/线的比例
1）菜单栏 layout 点击 Node Layout Tools
3.4 节点大小+连通性
突出胚乳基因调控网络中的核心基因
51
操作 计算连通性
计算连通性，寻找核心的调控基因 1）菜单栏，选择
Tools → NetworkAnalyzer → NetwoerkAnalysis →Analyze Network 选择Treat the network as undirected 2）弹框，关闭
54
操作 设定节点大小渐变
55
完成图
揭示了目标代谢通路（pathway）高相关性（weight）的调控网络图中，3个 核心基因：27524.m000288，27524.m000287，27524.m000285
56
4. 导出图片
支持的格式 • jpg 和 png（位图） • pdf 和 svg（矢量图）
6
分析步骤
1. 建立关联（获得关系对列表） 主要方法： 1）基于已有成果，文献等（string数据库：https:/// ） 2）基于表达量的相关性（Pearson、Spearman相关系数、 WGCNA ） 3）基于序列的碱基互补关系（miRNA-mRNA） 4）基于功能分类关系（富集分析）
4
基础版网络图
节点（node）： 代表mRNA，lncRNA等元素 线（edge）： 代表元素之间的关系，关系对
5
高配版网络图
节点属性：大小、形状、颜色、标签、边框 —— 表达量，差异倍数，RNA类型，功能分类，基因名称……
线属性：粗细、类型、颜色、标签 —— 相关性强弱、相关性正负、靶向关系、相关显著性 ……
43
3.2 节点颜色+pathway
44
操作 节点颜色单一变化
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Node， 进入点调整页面 2）点击 Fill color 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 function；Mapping type选择 Discrete mapping 4）依次设定每个pathway的颜色
有方向
无方向
52
操作 查看连通性
53
操作 节点大小渐变
1）Control Panel ，点击 Style，点击底部 Node， 进入点调整页面 2）点击 Size 右侧三角形，打开折叠 3）Column选择 Degree；Mapping type选择 Continuous mapping 4）双击阴影区域，设定渐变趋势
9
主要功能
网络图
整体 局部
布局 样式
节点 线
单个/部分 节点/线 选择过滤
10
数据要求
格式： tsv 文件 （Tab Separated Values） csv 文件 （Comma Separated Values） xls，xlsx 文件（Excel Files） 内容： edge文档，绘制网络图基本框架，必要文档。 node文档，丰富美化网络图信息，补充文档，可有可无。
27
基础调整练习 1. 切换布局 2. 删除移动点、自定义布局 3. 切换样式、创建样式
5 min
28
2.3 节点/线 Node/edge
预设中不满意的样式 可进行个性化调整 改变形状/颜色
29
进入节点调整页面
1）左侧Control panel 窗口 点击 Style
2）窗口底部选择 Node
47
操作 设定粗细渐变
选择拐点 下方Handle position 填写数值， 回车键运行
位置 大小
添加新的拐点
48
操作 设定粗细渐变
1）选中拐点
3）选中拐点
2）输入节点大小：0.6，回车 4）输入节点大小：6，回车
49
操作 设定颜色渐变
1）选中拐点
3）选中拐点
2）选择浅灰色 4）选择黑色
50
15
1.2 操作 导入node数据
1）工具栏，点击
2）打开文件 darkorange_node.xlsx 3）点击OK，导入
导入哪个网络 导入文件用于节点/线 导入文件与哪一列对应
16
导入数据 edge node
3 min
17
二 基础操作
数据导入：edge数据、node数据 基础修改：布局、样式、所有节点/线 高级调整：单个节点/线、计算连通性、渐变 图片导出：矢量图、位图
2. 整理绘图数据（edge、node文档） 3. 个性化数据挖掘，图形美化（结合属性调整）
7
目 录 CONTENTS
一 网络图基础理论 二 Cytoscape基础操作 三 Cytoscape案例实战
8
Cytoscape
是由许多研究单位共同合作开发的开放源码的生物信息分析软件 网址： /
选择Export as image，导出图片，可选择格式、保存路径
57
4. 导出图片
备注：仅导出主视窗内可视部分（红框中的图形）
58
基本操作小结
1. 菜单栏/工具栏 ：导入数据、调整布局、新建网络图
2. Control panel： ● 切换样式 ● 改变节点颜色、形状 ● 调整线类型、粗细