基于生物信息学探究青娥丸治疗骨质疏松症的作用机制

摘要：

目的 利用生物信息学探究青娥丸治疗骨质疏松症(OP)的作用机制.方法 通过高通量基因表达数据库(CEO)检索OP相关芯片,利用R语言分析技术得到差异表达基因.借助GeneCards、DisGeNET、OMIM、MalaCards、PharmGKB数据库对OP已知靶基因进行检索与筛选,与差异表达基因去重取并集,对OP的疾病靶基因预测.运用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)及中药分子机制的生物信息学数据库(BATMAN-TCM)搜索青娥丸4味中药的有效成分并筛选和挖掘青娥丸有效成分的作用靶点,进一步构建药物与疾病映射靶基因,借助Cytoscape3.7.2软件构建"青娥丸药物-有效成分-靶点"网络图和蛋白质-蛋白质相互作用网络图(PPI网络图),得到青娥丸治疗OP的主要有效成分及关键靶基因.通过DAVID数据库对映射靶基因进行基因本体(GO)生物过程及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.结果 检索GEO获得差异表达基因542个;检索疾病数据库获得与OP发生发展相关的已知疾病靶基因3576个,合并去重后共获得3811个已知疾病靶基因.在TCMSP和BATMAN-TCM中检索杜仲、补骨脂、核桃仁、大蒜4味中药的化学成分并通过蛋白质数据库(Unitprot)进行转换处理,得到青娥丸有效成分48个、作用靶点1757个,去重后为973个.将青娥丸有效成分对应的973个靶基因与3811个OP疾病靶基因交叉映射生成Venny图,获得映射靶基因433个.将433个映射靶基因导入Cytoscape3.7.2软件构建"青娥丸药物-有效成分-靶点"网络图和PPI网络图,分别得到β-谷甾醇、豆甾醇、异补骨脂素、槲皮素4种活性成分自由度较高的主要有效成分和27个关键靶基因.对433个映射靶基因采用DAVID数据库进行GO生物过程和KEGG信号通路分析,分别筛选出符合条件的20个生物过程和20条信号通路:青娥丸主要通过胰岛素(INS)、蛋白激敏B1(Akt1)、白细胞介素6(IL-6)、TP53、血管内皮生长因子(VEGF)等多个靶基因作用于癌症、缺氧诱导因子-1(HIF-1)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及各促炎因子相关信号通路等多个信号通路来参与治疗OP.结论 应用生物信息学方法可揭示青娥丸治疗OP的潜在作用机制,具有较高的置信度和参考价值,提供了探索中药组方在治疗OP的新方向与新思路.

关键词：青娥丸、骨质疏松症、生物信息学、差异基因、机制

所属期刊栏目：44

分类号：R681.4;R283.6;R289.5(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)

资助基金：国家自然科学基金;全国名老中医药专家传承工作室建设项目

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1543-1548,1584