基于网络药理学与转录组学探究白芷抗失重性骨质流失机制
梁学超
田野
茹康
桑柏
梁瑞
骞爱荣
西安市特种医学与健康工程重点实验室,西北工业大学生命科学学院,西安 710072
摘要：目的 研究白芷对失重性骨质流失的对抗作用及其有效活性成分、作用靶点及分子机制,以期为失重性骨质流失疾病提供新的治疗策略.方法 通过构建小鼠后肢尾悬吊力学去负荷模型研究中药白芷对失重性骨质流失的对抗作用.18只健康雄性小鼠随机分为对照组(Control)、尾悬吊组(HLU)和尾悬吊+白芷组(HLU+BZ),每组6只,连续灌胃28 d后,评价白芷对力学去负荷骨质流失模型小鼠骨密度的影响;采用TCMSP、Genecards、OMIM、TTD、DisGeNET等网络药理学数据库筛选出中药白芷有效活性成分及作用靶点;运用转录组测序方法对响应力学去负荷的差异表达基因进行分析,将白芷有效成分作用靶点与响应力学去负荷差异基因靶点交集,获得白芷干预失重性骨质流失的核心基因靶点;利用String数据库和Cytoscape软件构建白芷成分-靶点蛋白互作网络(PPI),采用R Studio软件富集分析白芷治疗失重性骨质流失的关键信号通路.结果 对后肢尾悬吊小鼠骨密度扫描定量分析,表明白芷可显著恢复模型小鼠骨密度的损失(P < 0.001);通过网络药理学数据库筛选获得10种白芷有效活性成分,306个成分作用靶点,骨质疏松相关疾病靶点1 751个,绘制韦恩图计算交集得到33个病药共同靶点.再次通过与模拟失重条件下转录组测序差异表达基因进行靶点交集,获得白芷干预失重性骨质流失的核心基因32个,包括核转录因子(JUN)、Toll样受体4(TLR4)、辣椒素受体(TRPV1)等;对32个核心基因进行富集分析,GO功能富集分析结果显示共得到GO条目194个,其中生物过程(BP)条目123个,主要包括胰岛素样生长因子受体、葡萄糖体内平衡和基因表达负调控等;分子功能(MF)条目28个,包括RNA聚合酶Ⅱ转录因子活性,配体激活的序列特异性DNA结合以及转录因子结合等;细胞组分(CC)条目43个,包括细胞质膜、受体复合物、常染色质等;KEGG富集分析结果表明白芷可能参与调控胰岛素样因子、HIF-1缺氧应激、AMPK等信号通路发挥治疗失重性骨质流失的功能.结论 白芷可有效恢复后肢尾悬吊小鼠骨量流失,并可能通过调控响应力学去负荷差异基因的表达,抑制失重应激胁迫所引起的晚期糖基化终末产物(AGEs)积累、氧化应激损伤(活性氧)以及炎症因子的产生,进而参与骨微环境中成骨细胞分化,缓解失重性骨质流失疾病的发生.
关键词：失重骨质流失转录组测序白芷网络药理学
资助基金：国家自然科学基金(32371371)中央高校业务费(D5000230122)
论文发表日期：2024-08-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 228-234 )
英文信息