基于生物信息学探讨养心通脉饮治疗冠心病的机制研究

目的:运用生物信息学研究方法筛选养心通脉饮的有效成分、作用靶点,探讨养心通脉饮治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病(Coronary Heart Disease,CHD)的作用机制。方法:通过TCMSP、BATMAN-TCM数据库检索养心通脉饮十二味中Apoptosis抑制剂药的活性成分和靶点,在Uniprot数据库确定靶点基因名。利用Cytoscape构建中药-有效成分-基因网络,网络拓扑分析筛选核心活性成分。通过GEO数据库获取冠心病芯片数据集GSE66360,筛选出差异表达基因,将其与养心通脉饮有效成分的靶基因交集获得靶基因。在Cytoscape软件中构建交集靶点PPI网络,然后筛选出核心基因和关键有效成分。利用Bioconductor数据库对靶基因进行GO和Strongyloides hyperinfectionKEGG富集分析,并可视化展示。通过Pub Chem数据库获取关键有效成分,从PDB数据库获得靶点蛋白结构,通过Vina软件进行分子对接,计算结合自由能,最后通过Py MOL软件将结果可视化。结果:养心通脉饮中的251个有效成分作用于493个靶点基因。在GEO芯片数据集获得了414个与冠心病相关的差异表达基因,交集可得靶基因有36个。槲皮素、木犀草素、山奈酚、黄芩苷、川陈皮素、柚皮素为关键有效成分。IL1B、MMP9、CXCL8、PTGS2、VEGFA、JUN为关键基因。对脂多糖的反应、细胞对外部刺激的反应、白细胞迁移等是靶基因主要的生物过程。NF-κB信号通路、TNF信号通路、Toll样受体信号通路、IL-17信号通路等是与CHD相关的KEGG信号通路。分子对接显示,槲皮素-JUN、丹参酮IIA-JUN、柚皮素-MAPK3、木犀草素-NFKBIA结合Bafilomycin A1体内实验剂量活性相对更好。结论:(1)初步探讨养心通脉饮通过多成分、多靶点、多途径治疗CHD的机制。(2)养心通脉饮治疗CHD的作用是多种活性成分发挥作用,其中槲皮素、木犀草素、山奈酚、黄芩苷、川陈皮素、柚皮素等为核心成分。(3)养心通脉饮主要通过IL1B、MMP9、CXCL8、PTGS2、VEGFA和JUN等核心靶基因治疗冠心病。(4)养心通脉饮主要通过对脂多糖的反应、细胞对外部刺激的反应、白细胞迁移等生物过程防治冠心病,养心通脉饮主要通过NF-κB信号通路、TNF信号通路、Toll样受体信号通路、IL-17信号通路影响冠心病的发展。(5)通过分子对接验证核心成分与核心基因的结合活性较好,对接复合物较稳定。