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基于网络药理学和蛋白模块分析淫羊藿治疗骨关节炎的作用与机制

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中国组织工程研究 2020年第17期24卷 2660-2666页

作者：章晓云张驰宋世雷韩杰陈跃平杨楠许灿宏广西中医药大学附属瑞康医院骨科

背景:现代中药药理学研究表明淫羊藿苷在骨关节炎方面有着非常积极的作用。由于淫羊藿所含化学成分较为复杂,且在分子水平上治疗骨关节炎的机制尚不明确,因此利用网络药理学从分子水平来解释淫羊藿治疗骨关节炎的潜在化学成分及作用机制... 详细信息

背景:现代中药药理学研究表明淫羊藿苷在骨关节炎方面有着非常积极的作用。由于淫羊藿所含化学成分较为复杂,且在分子水平上治疗骨关节炎的机制尚不明确,因此利用网络药理学从分子水平来解释淫羊藿治疗骨关节炎的潜在化学成分及作用机制,可为后期药物研发及疾病治疗提供一定理论依据。目的:采用网络药理学方法探讨淫羊藿治疗骨关节炎的分子机制。方法:通过TCMSP数据库筛选淫羊藿的药效成分,通过TCMSP、Swiss Target Prediction和STITCH数据库预测淫羊藿药效成分的调控靶点,通过OMIM、GeneCards和TTD数据库预测治疗骨关节炎的靶点,将淫羊藿药效靶点与骨关节炎治疗靶点取交集,得到淫羊藿治疗骨关节炎的靶点,并构建“药物-成分-靶点-疾病”网络。通过STRING数据库分析蛋白互作关系,运用DAVID数据库分析蛋白模块的相关信号通路和功能。结果与结论:①筛选得到23个淫羊藿药效成分,共预测得到230个淫羊藿药效靶点和1221个骨关节炎的治疗靶点,取交集后得到95个淫羊藿治疗骨关节炎的靶点,蛋白互作分析提示JUN、AKT1、RELA、MAPK1、IL6、CXCL8、MAPK8、MAPK14、FOS、IL1B为蛋白互作网络中的核心靶点;②关键蛋白模块主要涉及白细胞介素受体通路、肿瘤坏死因子信号通路、Toll样受体信号通路、T细胞受体信号通路、NF-κB信号通路和破骨细胞分化通路,可能通过调控细胞增殖与凋亡、免疫细胞及免疫反应、炎症因子及炎症反应、脂多糖的细胞反应等多种生物过程发挥治疗骨关节炎的作用。

关键词：骨关节炎淫羊藿信号通路网络药理学蛋白互作分析

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生物信息学方法分析与宫颈癌有关联的基因

山东大学学报（医学版） 2022年第10期60卷 99-109页

作者：修德健高正文宋婷婷崔楠崔静孙健平青岛大学公共卫生学院山东青岛266000 青岛市崂山区疾病预防控制中心山东青岛266100 青岛城阳古镇正骨医院麻醉科山东青岛266000 青岛大学附属青岛市中心医院质控部山东青岛266000 青岛大学附属医院医院管理研究所山东青岛266000 青岛市疾病预防控制中心青岛市预防医学研究院山东青岛266033

目的通过TCGA和GEO数据库筛选与宫颈癌相关的关键基因,探讨其分子机制及临床意义。方法通过TCGA和GEO数据库获取宫颈癌的基因表达谱数据,采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取宫颈癌与正常宫颈组织差异表达基因(DEGs),对DEGs进行富集... 详细信息

目的通过TCGA和GEO数据库筛选与宫颈癌相关的关键基因,探讨其分子机制及临床意义。方法通过TCGA和GEO数据库获取宫颈癌的基因表达谱数据,采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取宫颈癌与正常宫颈组织差异表达基因(DEGs),对DEGs进行富集分析、蛋白-蛋白互作网络(PPI)分析并识别关键基因,进一步对关键基因与预后及蛋白表达、以及与宫颈癌免疫浸润的关系进行分析。结果通过TCGA与GEO数据库中共得到88个宫颈癌DEGs,GO分析发现大部分基因与核染色体减速分裂、核染色体分裂、染色体集缩、核染色体等相关;KEGG信号通路分析发现宫颈癌DEGs参与了细胞周期、DNA复制、卵母细胞减数分裂、p53信号通路、同源重组等信号通路。鉴定出20个宫颈癌关键基因,仅有丝分裂阻滞缺陷2样蛋白1(MAD2L1)低表达患者的总生存期(OS)长于MAD2L1高表达患者(P=0.013),但MAD2L1高表达患者的无病生存期(DFS)与低表达患者差异无统计学意义(P>0.05),宫颈癌组织中MAD2L1蛋白高于正常组织。TIMER在线软件分析显示,MAD2L1与肿瘤的免疫浸润水平均相关(P<0.05)。结论发现了与宫颈癌相关的候选基因MAD2L1,其与宫颈癌患者的预后及免疫浸润均有关,可能成为宫颈癌预后预测及治疗的新靶点。

关键词：宫颈癌差异表达基因加权基因共表达网络分析富集分析蛋白互作分析生物标志物

基于转录组学探讨氧化应激相关基因在牙周炎中的作用机制

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临床口腔医学杂志 2023年第3期39卷 147-152页

作者：罗敬一程波武汉大学中南医院口腔科湖北武汉430071

目的:探究氧化应激相关基因在牙周炎中的生物途径和分子机制,寻找牙周炎潜在的生物标记物和治疗药物。方法:利用R软件筛选牙周炎的差异表达氧化应激相关基因并进行富集分析和蛋白互作分析,以寻找关键通路和基因。对关键基因进行受试者... 详细信息

目的:探究氧化应激相关基因在牙周炎中的生物途径和分子机制,寻找牙周炎潜在的生物标记物和治疗药物。方法:利用R软件筛选牙周炎的差异表达氧化应激相关基因并进行富集分析和蛋白互作分析,以寻找关键通路和基因。对关键基因进行受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)分析以探究其对牙周炎的诊断价值。利用相关数据库预测靶向关键基因的miRNA、转录因子和治疗药物。最后在外部数据集和体外模型中验证氧化应激相关关键基因的表达。结果:筛选出54个差异表达氧化应激相关基因。蛋白互作分析鉴定出9个关键基因,其中6个ROC分析曲线下面积(AUC)>0.7且被外部数据集和体外模型验证。共预测出96个miRNA,131个转录因子和17种药物靶向这些关键基因。结论:氧化应激相关基因EGFR、FOS、IL6、MMP2、MMP9、NFE2L2可能是牙周炎潜在的生物标记物。

关键词：牙周炎氧化应激生物信息学富集分析蛋白互作分析关键基因 ROC分析

基于GEO数据库探讨肺结核差异表达基因及临床价值

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中国卫生检验杂志 2023年第19期33卷 2361-2365页

作者：谭磊张边防史珂赵桂增新乡医学院第一附属医院结核内科河南453100

目的通过生物信息学数据探讨肺结核(pulmonary tuberculosis, PTB)发病机制,为肺结核的形成和发展提供理论依据。方法从GEO数据库中下载肺结核的基因表达谱数据,通过GEO2R对数据集进行在线分析并筛选差异表达基因,进一步对共同差异表... 详细信息

目的通过生物信息学数据探讨肺结核(pulmonary tuberculosis, PTB)发病机制,为肺结核的形成和发展提供理论依据。方法从GEO数据库中下载肺结核的基因表达谱数据,通过GEO2R对数据集进行在线分析并筛选差异表达基因,进一步对共同差异表达基因并进行GO、KEGG富集分析和蛋白互作分析,通过ELISA法检测并比较活动期肺结核、潜伏期肺结核及健康对照中目的蛋白表达水平的差异。结果 GSE83456数据集中,PTB组中显著上调的基因共有1 621个,显著下调的基因有754个,GSE34608数据集中,PTB组中显著上调的基因共有1 468个,显著下调的基因有1 902个。筛选后获得21个共同差异表达基因,主要富集于蛋白结合、病毒免疫防御、免疫应答、固有免疫及NOD样受体信号通路等。蛋白互作分析后筛选出9个核心基因如IDO1、GBP1、GBP5、IFIT2、PSAD2、CARD17、CARD16、EPSTI1和AIM2。GBP1、GBP5和AIM2蛋白表达水平在对照组、潜伏期肺结核组和活动期肺结核组中依次升高,两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。GBP1、GBP5和AIM2在鉴别活动期和潜伏期肺结核的曲线下面积分别为0.911、0.879和0.815,3种指标均具有较高的鉴别敏感度和特异度。结论多种基因共同参与了PTB的发生发展,GBP1、GBP5和AIM2可能是PTB最相关的特征基因。

关键词：肺结核差异表达基因富集分析蛋白互作分析诊断效能

速效救心丸治疗心肌缺血疾病的网络药理学研究

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世界科学技术-中医药现代化 2018年第1期20卷 7-16页

作者：雷伟邓艳芳姜民白刚南开大学药学院天津300350

目的:借助网络药理学分析方法,研究速效救心丸主要活性成分对心肌缺血疾病的网络调控作用。方法:预测速效救心丸中生物利用度较好的化合物,整合Pharm Mapper和Mas等公共数据库提供的成分、靶点、通路信息,使用Cytoscape 3.1.0软件构建... 详细信息

目的:借助网络药理学分析方法,研究速效救心丸主要活性成分对心肌缺血疾病的网络调控作用。方法:预测速效救心丸中生物利用度较好的化合物,整合Pharm Mapper和Mas等公共数据库提供的成分、靶点、通路信息,使用Cytoscape 3.1.0软件构建速效救心丸成分-靶点-通路的药理学网络。运用蛋白互作分析、子簇聚类算法和功能富集分析,来发现蛋白互作网络中的功能模块及其所参与的生物学过程。结果:速效救心丸的化学成分-靶点-通路网络图包括145个点和374条边。MCODE算法提取出得分≥3的5个子簇经功能富集分析(Bin Go)显示,这5个子簇参与的生物学过程主要有:脂质和固醇荷尔蒙的相关代谢、谷胱甘肽和氨基酸的相关代谢、炎症反应和免疫功能、心肌功能和能量供应及血压调节等方面。结论:本研究运用网络药理学的方法和技术,从分子网络层面阐释了速效救心丸主要活性成分通过调节心脏能量供应、脂质紊乱、免疫反应等方面发挥了多成分、多靶点、多途径相互协同治疗疾病的机制。

关键词：速效救心丸网络药理学蛋白互作分析功能富集分析

基于网络药理学和蛋白模块探讨淫羊藿治疗股骨头坏死的机制研究

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中药材 2019年第12期42卷 2905-2914页

作者：章晓云张驰宋世雷祁文陈跃平杨楠广西中医药大学附属瑞康医院骨科广西南宁530011 广西中医药大学广西南宁530001

目的:采用网络药理学方法探讨淫羊藿治疗股骨头坏死的分子机制。方法:通过TCMSP数据库筛选淫羊藿的药效成分,通过TCMSP数据库、Swiss Target Prediction数据库和STITCH数据库预测淫羊藿药效成分的调控靶点,通过OMIM数据库和GeneCards数... 详细信息

目的:采用网络药理学方法探讨淫羊藿治疗股骨头坏死的分子机制。方法:通过TCMSP数据库筛选淫羊藿的药效成分,通过TCMSP数据库、Swiss Target Prediction数据库和STITCH数据库预测淫羊藿药效成分的调控靶点,通过OMIM数据库和GeneCards数据库预测治疗股骨头坏死的靶点,将淫羊藿药效靶点与股骨头坏死治疗靶点取交集,得到淫羊藿治疗股骨头坏死的靶点,并构建"药物-成分-靶点-疾病"网络。通过STRING数据库分析蛋白互作关系,运用DAVID数据库分析蛋白模块的相关信号通路和功能。结果:筛选得到23个淫羊藿药效成分,共预测得到230个淫羊藿药效靶点和1612个股骨头坏死的治疗靶点,取交集后得到133个淫羊藿治疗股骨头坏死的靶点,蛋白互作分析提示AKT1、MAPK1、JUN、RELA、IL6为蛋白互作网络中的核心靶点。三个关键蛋白模块主要涉及PI3K-AKT信号通路、HIF-1信号通路、Toll样受体信号通路和FoXO信号通路,可能通过调控细胞增殖、细胞凋亡、抗缺氧、免疫反应、骨代谢和脂质代谢等功能而发挥治疗股骨头坏死的作用。结论:本研究通过"药物-成分-靶点-通路"网络关系分析淫羊藿调控细胞增殖、细胞凋亡、抗缺氧、免疫反应、骨代谢和脂质代谢等功能,可能为治疗股骨头坏死提供新的思路,上述结论需要设计实验进一步验证。

关键词：股骨头坏死淫羊藿信号通路网络药理学蛋白互作分析

烯脂酰辅酶A水合酶短链1（ECHS1）在HBx增强HBV复制中的作用研究

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烯脂酰辅酶A水合酶短链1（ECHS1）在HBx增强HBV复制中的作用研究

作者：韩宁四川大学

学位级别：硕士

目的:乙型肝炎病毒X蛋白(HBx)是一个多功能调节病毒蛋白,能增强HBV的转录复制。有研究发现HBx能增强HBVC区启动子的转录活性,且HBx的C末端反式激活功能区对增强HBV复制至关重要,主要依赖于第52-65位氨基酸和第88-154位氨基酸。然而,目前... 详细信息

目的:乙型肝炎病毒X蛋白(HBx)是一个多功能调节病毒蛋白,能增强HBV的转录复制。有研究发现HBx能增强HBVC区启动子的转录活性,且HBx的C末端反式激活功能区对增强HBV复制至关重要,主要依赖于第52-65位氨基酸和第88-154位氨基酸。然而,目前HBx反式激活HBV复制的确切机制尚未完全阐明。由于HBx不能直接结合DNA,主要作为转录激活协同因子与感染细胞内的关键蛋白相互作用而调控HBV复制。因此,筛选能与HBx特异性结合的宿主蛋白对于明确HBx增强HBV复制具体机制有重要意义。本研究主要基于课题组前期通过GST pull-down技术高通量筛选出来的可能与HBx特异性结合的蛋白,进行生物信息学分析,明确更可能与HBx功能区特异性结合的关键蛋白并进行功能验证,以期为HBx增强HBV复制的具体机制提供新思路。方法:第一部分利用生物信息学方法对HBx结合蛋白进行筛选和功能聚类本课题组前期基于野生型GST-HBx、有增强HBV复制能力的GST-HBx-Cm6和无增强HBV复制的GST-HBx-Cm16分组后,通过GST pull-down实验成功沉淀可能与HBx各区段特异性结合的蛋白并回收,随后进行液相串联质谱分析获得特异性结合蛋白的基本信息。本研究主要基于上述数据进行生物信息学分析,分析各组间检出结合蛋白的差异性,并且利用string数据库和DAVID数据库对检出的差异蛋白进行数据可视化和功能聚类。根据生物信息学分析的结果和质谱结果评分,最终选出一个关键宿主蛋白——烯脂酰辅酶A水合酶短链 1(enoyl-CoA hydratase short chain 1,ECHS1)进一步研究。第二部分 ECHS1在HBx增强HBV复制中的作用研究本研究主要构建了 ECHS1的过表达质粒和干扰质粒,通过Western Blot实验进行验证。随后向293T细胞和HepG2细胞转染了过表达质粒ECHS1和HBx,通过免疫共沉淀的方法验证二者在细胞内是否相互结合。基于稳定表达HBV的HepAD38细胞,转染ECHS1干扰质粒后收集上清以检测HBsAg和HBeAg的水平,提取HBV复制中间体进行Southern杂交,从而观察HBV复制水平。对HepG2细胞转染野生型HBV复制型重组质粒和HBx表达缺失的HBV复制型重组质粒,随后回补HBx的表达,构建具有不同HBV复制能力的HBV肝癌细胞复制模型,再转染ECHS1干扰质粒,通过ELISA法对各组细胞的上清液进行HBV相关抗原检测,同时提取各组细胞的复制中间体,进行Southern Blot从而观察HBV的复制水平。结果:第一部分 10个与HBx特异性结合可能影响HBV复制的蛋白比较野生型GST-HBx组与无增强HBV复制能力的GST-HBx-Cm16组所检出的结合蛋白,GST-HBx组单独检出342个蛋白,我们推测这些蛋白可能与HBx进行结合且影响HBx增强HBV复制这一效应。利用string数据库和DAVID数据库对这342个蛋白构建互作网络和功能聚类分析,发现这些蛋白多与调控mRNA和蛋白质稳定、细胞内糖脂代谢等过程相关。随后纳入有增强HBV复制能力的GST-HBx-Cm6组所检出的蛋白进一步分析,最终得到10个最可能与HBx特异性结合且可能对HBx增强HBV复制有促进作用的蛋白,包括CANX、UBA1、DPYSL2、ALDH1A1、ECHS1、PSMA7、PSMC3、PSMD1、ARHGDIA和LTF。根据质谱结果对这10个蛋白质进行评分,发现ECHS1评分较高和所含肽段较多,且既往文献提示ECHS1能与HBsAg结合从而影响宿主细胞的能量代谢。因此,我们选用ECHS1作为下一步研究的蛋白质。第二部分 ECHS1能与HBx结合且影响HBx增强HBV复制的作用首先利用免疫共沉淀技术分别证实在293T细胞和HepG2细胞中ECHS1与HBx确实存在相互结合。在HepAD38细胞中,发现干扰ECHS1的表达以后,各实验组的细胞上清中HBeAg和HBsAg的水平降低,同时HBV复制也降低,提示ECHS1在存在HBx的情况下能影响HBV复制。向HepG2细胞中转染具有不同复制能力的HBV重组质粒,构建具有不同复制能力的HBV肝癌细胞复制模型。我们发现当ECHS1正常表达时,与野生型HBV复制组相比,HBx表达缺失组的细胞上清中HBeAg和HBsAg水平明显下降,复制中间体的水平也显著降低,此时外源性回补HBx的表达,HBV的复制水平恢复。随后利用ECHS1-shRNA2干扰ECHS1的表达,与野生型HBV复制组相比,HBx表达缺失组的细胞上清中HBeAg和HBsAg水平明显下降,复制中间体的水平也显著降低,此时外源性回补HBx的表达,HBV的复制水平并未恢复,提示ECHS1可能影响HBx增强H

关键词：乙肝病毒复制 HBx蛋白 ECHS1 蛋白互作分析

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EET在人体细胞蛋白互作研究中的应用

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