Studiu de farmacologie de rețea asupra efectului estrogen al glicozidelor Cistanche Deserticola

 

Abstract

Acest studiu explorează mecanismul potențial al efectelor asemănătoare estrogenicglicozide dinCistanche Deserticola(GCS)Pe baza farmacologiei de rețea combinate cu date transcriptomice. În total40 ingrediente activede GCS cu efecte estrogene au fost prezise folosind baze de date precumTCMSP, Symmap, Etcm, Cusătură, șiQSAR.

Informațiile țintă despre bolile cu deficiență estrogenică au fost preluateGenecardsşiOmimbaze de date. Au fost ecranizate ținte cheie și unRețea PPIa fost construit.GO Analiza îmbogățirii funcționaleşiAnaliza îmbogățirii căii KEGGau fost efectuate pentru a identifica țintele și căile cheie.

Combinată cu date transcriptomice preliminare, s-a efectuat analiza corelației între țintele de predicție farmacologică a rețelei și calea KEGG pentru a dezvălui în continuare mecanismul efectului estrogen al GCS.

183 ținteau fost ecranate și1.712 ținteau fost selectate pentru boli de deficiență de estrogen.

24 de ținte cheie de bazăau fost obținute.

Funcția GO și îmbogățirea căii KEGG au arătat că GCS acționează în principal asupra proceselor biologice, cum ar fi:

Legarea receptorului citokinei

Legarea receptorului de estrogen

Legarea receptorului factorului de creștere

Activitatea receptorului nuclear

Legarea receptorului hormonilor nucleari

Activitatea receptorului hormonilor steroizi

Legarea receptorului hormonal

Căile de reglementare includ:

Calea de semnalizare a factorului de necroză tumorală (TNF)

Interleukin -17 (IL -17) Calea de semnalizare

Factor inductibil de hipoxie -1 (hif -1) calea de semnalizare

Calea de semnalizare a estrogenului

Modificările de expresie genică au fost detectate în toate24 de ținte de bazăcu excepţiaMCL1şiGCG. Genele exprimate diferențial incluseAr, CASP8, ESR1, Fos, șiHMOX1. În total68 Căi KEGGau fost identificate, cuCalea de semnalizare a estrogenului, Calea de semnalizare a taberei, șiCalea de semnalizare TNFfiind principalele căi.

Concluzie

Glicozide dinCistanche DeserticolaPoate exercita efecte asemănătoare cu estrogenul printr-un mecanism „multi-componente, multi-țintă, multi-căi”. Acest mecanism poate fi legat de reglementarea:

Calea de semnalizare a estrogenului

Calea de semnalizare a taberei

Calea de semnalizare TNF

 

 

 

Pastile naturale cu extract de cistanche în loc deEstromimetic

WhatsApp ne pentru mai multe detalii

 

 

Cuvinte cheie

Glicozide dinCistanche Deserticola

Estromimetic

Farmacologie de rețea

Transcriptomică

Analiza comună

 

Estrogeneste un hormon esențial în dezvoltarea sistemului reproducător feminin și a caracteristicilor sexuale secundare, jucând un rol crucial în reglarea trăsăturilor de fertilitate și de gen ale femeilor [1]. După ce au intrat în menopauză, femeile prezintă o scădere a funcției ovariene, ceea ce a dus la reducerea producției de estrogen, care la rândul său provoacă o serie de afecțiuni precum osteoporoza, ateroscleroza, sindromul menopauzei și bolile coronariene [2]. Terapia tradițională de înlocuire a estrogenului poate atenua sau reduce simptomele cauzate de deficiența de estrogen, dar acest tratament poate duce, de asemenea, la efecte secundare potențiale [3]. Studiile au arătat că utilizarea pe termen lung a estrogenului poate duce la proliferarea excesivă a endometrului, a fibroamelor uterine și a hiperplaziei glandelor mamare, printre alte efecte adverse. Prin urmare, căutarea unui tratament eficient, sigur și practic pentru îmbunătățirea nivelului scăzut de estrogen are o semnificație și valoare mare [4].

Estrogenii vegetali sunt substanțe capabile să exercite o activitate asemănătoare cu estrogeni. Structura lor moleculară este similară cu cea a estrogenului mamiferelor, permițându-le să se lege în mod specific de receptorii de estrogen și să producă efecte ușoare de estrogen [5]. Cercetările indică faptul că estrogenii vegetali au diverse efecte farmacologice, inclusiv anti-osteoporoză și modificarea tulburărilor metabolice [6].

Cistanche Deserticolaeste tulpina uscată, cărnoasă, cu frunze solide ale plantei OrobanchaceaeCistanche Deserticola YC MA. Are funcții precum tonifierea yang -ului rinichi, îmbogățirea esenței și sângele și umezirea intestinelor pentru a ameliora constipația. Este utilizat în mod obișnuit pentru a trata deficiența de yang -rinichi, esența și deficiența de sânge, impotența, infertilitatea, durerea și slăbiciunea taliei și genunchilor și constipația cauzată de uscăciunea intestinală [7]. Studiile anterioare realizate de grupul de cercetare au confirmat că glicozidele totale aleCistanche Deserticola(GCS), cu un conținut mai mare de 60% din echinacosid, sunt principalele componente active responsabile de efectele sale asemănătoare cu estrogenii. GC -urile cresc semnificativ coeficientul uterin și înălțimea celulelor epiteliale endometriale la șobolani imaturi. Rezultatele analizei transcriptomice au arătat că GCS exercită efecte asemănătoare cu estrogenul prin 2.953 de gene exprimate diferențial, dintre care 1.475 au fost reglate și 1.478 au fost reglementate în jos. Aceste gene sunt legate în principal de răspunsul la estrogen, reglarea pozitivă a proceselor metabolice ale compusului de azot, a proceselor de dezvoltare și a reglării proceselor biologice. Participă în primul rând laCalea de semnalizare a estrogenului, Calea de semnalizare a taberei, Calea de semnalizare RAP1, șiCalea de semnalizare MAPK [8-9].

Farmacologia rețelei de medicină tradițională chineză (TCM) poate explora mecanismele TCM în tratamentul bolii prin screeningul componentelor TCM, prezicând proteinele țintă ale componentelor active și analizarea căilor de semnalizare implicate în aceste proteine ​​țintă [10-12]. Pentru a dezvălui în continuare mecanismul efectelor asemănătoare cu estrogenul GCS, acest studiu folosește o analiză bioinformatică bazată pe datele transcriptomice anterioare ale grupului pentru a descoperi mecanismul posibil prin care totalglicozide dinCistanche Deserticola exercitați efecte asemănătoare estrogenului.

1.. Baze de date și software experimentale

TCMSP: http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php

Symmap: https://www.symmap.org

Etcm: http://www.nrc.ac.cn:9090/etcm/

Cusătură: http://stitch.embl.de/

QSAR: http://targetnet.scbdd.com/

Pubchem: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

Uniprot: http://www.uniprot.org/

Genecards: http://www.genecards.org/

Omim: https://www.omim.org/

ŞIR: https://string-db.org/

Kegg: https://www.kegg.jp/

MERGE: http://geneontology.org/

R LIMBA: Rx 64 3. 5.3 cu următoarele pachete:

Venndiagram

contele.r

ClusterProfiler

org.hs.eg.db

simbol2id

Script perl: addsymbol.pl

Citoscape: Versiunea 3.7.1

 

2. Metode experimentale

2.1 Farmacologie de rețea Predicția mecanismului asemănător estrogenului GCS

2.1.1 Prezicerea țintelor principalelor componente active ale GCS

Folosind analiza UPLC/Q-TOF-MS, au fost identificați 40 de compuși cu activitate farmacologică asemănătoare estrogenului [13]. Acești compuși au fost căutați înTCMSP, Symmap, șiEtcmBaze de date pentru a găsi ținte genelor potențiale pentru fiecare compus. În plus, structurile de zâmbete compuse au fost importate înCusăturăşiQSARbaze de date pentru colectarea țintelor. Toate țintele colectate au fost contopite și duplicatele au fost eliminate pentru a obține proteine ​​potențiale țintă.

2.1.2 Informații despre baza de date țintă asemănătoare estrogenului

Cuvintele cheie „deficiență de estrogen” au fost utilizate pentru a căuta ținte relevante înGenecardsşiOmimbaze de date.

2.1.3 Construcția rețelei „compus activ - țintă de bază - asemănătoare cu estrogeni”

FolosindVenndiagramPachet În R, intersecția țintelor din ambele surse a fost reprezentată ca o diagramă Venn. Datele de interacțiune proteică candidată au fost importate înCytoscape v3.9.1și au fost identificate ținte de bază. Au fost selectați compușii corespunzători ai țintelor de bază, iar rețeaua „compus - țintă de bază - asemănătoare estrogenului” a fost analizată și construită vizual folosindCytoscape v3.9.1.

2.1.4 Construcția rețelei PPI

Informațiile țintă de bază au fost importate înŞIR database, selecting the species "Homo sapiens" and setting the confidence score to >0. 7 Pentru a construi rețeaua de interacțiune proteină-proteină (PPI).contele.rPachetul din R a fost utilizat pentru a analiza și selecta primele 20 de gene de bază cu cea mai mare conectivitate între proteinele țintă de bază, care au fost vizualizate.

2.1.5 GO Analiza de îmbogățire funcțională și analiza îmbogățirii căii KEGG

Pentru genele țintă de bază, căutările de baze de date GO și KEGG au fost efectuate folosind pachetele Rorg.hs.eg.db, simbol2id, șiClusterProfiler. Primele 20 de căi cu valori p corectate au fost vizualizate ca diagrame de bare, analizând adnotările funcționale semnificative și căile îmbogățite de țintele de bază ale efectelor asemănătoare cu estrogenii GCS.

2.2 Integrare cu date transcriptomice

2.2.1 Analiza corelației între țintele prevăzute și genele transcriptomice

Deoarece speciile din predicțiile de farmacologie a rețelei sunt umane, țintele au fost transformate în gene de șobolan omolog folosindHGNCprin funcția „Tools-hcop”. Nivelurile de expresie ale genelor diferențiale au fost analizate între grupul GCS și grupul de control în secvențiere transcriptomică [9].

 

2.2.2 Analiza corelației între predicțiile farmacologiei de rețea și căile transcriptomice KEGG transcriptomice

Genele țintă de bază prezise de farmacologia rețelei (convertite în gene omologe de șobolan) au fost căutate în baza de date KEGG folosind pachetele RBioconductorşiClusterProfilerîmpreună cuid2symbol.plscript. Specia a fost limitată la „RNO”, iar căile cu padjust <0. 05 au fost ecranizate. Analiza Venn a fost realizată pentru a identifica căile de suprapunere între căile KEGG îmbogățite prin predicții de farmacologie a rețelei și experimente transcriptomice legate de efectele asemănătoare estrogenului GCS.