基于网络药理学及分子对接探讨香连片对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的机制研究

作     者：董悦 李竣 佟海英 黄先菊 Awais Ihsan DONG Yue;LI Jun;TONG Hai-ying;HUANG Xian-ju;Awasi Ihsan

作者机构：中南民族大学药学院湖北武汉430074 北京中医药大学中医学院北京100029 伊斯兰堡COMSATS大学萨希瓦尔校区生物系巴基斯坦萨希瓦尔 

出 版 物：《中国医院药学杂志》 (Chinese Journal of Hospital Pharmacy)

年 卷 期：2021年第41卷第7期

页      面：667-674,686页

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

基　　金：中医药现代化研究重点研发计划项目(编号:2017YFC1701004) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号:CZP20002) 

主　　题：新型冠状病毒肺炎(COVID-19) 香连片 网络药理学 分子对接 (SARS-CoV-2)3CL水解酶 血管紧张素转化酶Ⅱ 

摘      要：目的:基于网络药理学及分子对接技术探讨香连片对新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)的作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP)、PubChem数据库、生物信息学分析工具(a bioinformatics analysis tool for molecular mechanism of traditional Chinese medicine, BATMAN-TCM)及SwissTarget Prediction平台查询香连片活性成分及其对应的靶点基因;根据大于2倍中位数的节点度值(degree)为条件,筛选香连片关键活性成分,并运用Cytoscape 3.6.1软件绘制关键活性成分-对应靶点网络;通过GeneCards及PHARMGKB疾病数据库,以coronavirus pneumonia、COVID-19及SARS-CoV-2为关键词进行检索疾病靶点基因。运用Cytoscape 3.6.1软件进行交集,得到共同靶点并构建成分-靶点-疾病网络图;通过STRING网站对共同靶点构建蛋白相互作用(Protein Protein interaction, PPI)网络,通过DAVID数据库对共同靶点进行基因本位(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)分析;利用CB-Dock网站对筛选出的活性成分及抗病毒化药和SARS-CoV-2 3CL水解酶及血管紧张素转化酶Ⅱ (angiotensin converting enzyme Ⅱ, ACE2)进行分子对接。结果:香连片共得到41个活性成分,其中16个关键活性成分,并与疾病靶点相交得到24个共同靶点;GO功能富集得到分子功能(molecular function, MF)、细胞组分(cellular component, CC)及其所参与的生物过程(biological process, BP)分别为125条、16条及24条;KEGG富集得到94条通路,其通路多与免疫反应和炎症反应有关,主要有PI3K-Akt、Ras、HIF-1、MAPK、NF-kB以及TNF等信号通路;分子对接得出黄柏酮、氧化小檗碱、吴茱萸碱、吴茱萸次碱及豆甾醇等多种成分与SARS-CoV-2 3CL水解酶及ACE2的对接亲和力均强于2种临床化学药物(阿比多尔及利巴韦林)。结论:香连片多是通过作用于MAPK家族、IL1B、NFKB1、CASP3、CCL5、TNF等靶点因子来调节PI3K-Akt、MAPK、NF-kB及TNF等炎症免疫通路,以多成分、多靶点、多途径参与COVID-19的多种生理过程,从而对COVID-19有一定治疗作用;在中药成分上,黄柏酮、氧化小檗碱、吴茱萸碱、吴茱萸次碱、豆甾醇、吴茱萸酰胺类成分等可以很好作用于COVID-19治疗中涉及到的2种关键酶(SARS-CoV-2 3CL水解酶及ACE2),故这几种中药单体成分有作为治疗COVID-19的新药潜能。