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目的:(1)运用生物信息学的方法,分析IBS-D的关键差异基因及相关信号通路,探究潜在的病理机制。(2)本研究利用网络药理学和分子对接技术,对乌梅丸治疗IBS-D的关键活性成分、核心靶点和信号通路进行研究,阐明相关的作用机制,为乌梅丸治疗IBS-D的潜在机制提供新的见解并为临床用药提供一定的参考。方法:(1)生物信息学分析:利用R 4.1.2软件对GEO数据库中的GSE36701数据集进行系统分析;使用Normalize函数对数据进行归一化处理并获取归一化后的样本图;运用Limma程序包筛选出差异基因和表达矩阵;利用Ggplot2、Pheatmap等程序包将筛选出的差异基因绘制成火山图和热图。为了更深入地了解起作用的生物网络,将差异基因导入Cytoscape 3.8.0软件,利用插件Cyto NCA对基因进行分析,筛选出关键基因并绘制PPI网络图;使用Clusterprofiler程序包对DEGs进行基因本体的GO功能富集分析与京都基因与基因组百科全书KEGG通路分析,并对相关结果进行可视化分析,为潜在的治疗性干预打开新的途径。(2)网路药理学:为探索乌梅丸对IBS-D的潜在疗效,本研究利用中药系统药理学数据库及分析平台(TCMSP数据库)对乌梅丸中各药物的有效成分及相应靶点进行检索和预测;在“GENECARDS”、“OMIM”、“TTD”、“DRUGBANK”和“PHARMGKB”共五个数据库中筛选IBS-D靶点,并结合生物信息学分析得到的差异基因,分别构建Venn图、“中药-活性成分-靶点”作用网络图及PPI蛋白互作网络图;为了进一步了解乌梅丸对IBS-D的潜在治疗作用,对差异基因进行GO、KEGG分析和分子对接分析及相关结果的可视化。结果:(1)通过对GSE36701数据集进行生物信息学分析,结果显示,数据集中有77个正常样本和53个IBS-D患病样本,总共筛选出17137个差异基因,其中包含25个表达上调和17112个表达下调。通过蛋白互作分析得到17个关键基因,分别为“RUVBL1、MCRS1、BMS1、IMP4、NAT10、SNRNP200、DDX49、SART1、DDX55、PRPF8、R RP9、SNRPD2、PRPF19、PSMC3、SNRNP40、MAP3K14和PSMC5”,且表达水平在IBS-D患者中明显下调。此外,GO富集分析显示,DEGs主要与核糖核蛋白复合体生物发生、线粒体基因表达、线粒体含蛋白复合体、线粒体内膜、线粒体基质、解旋酶活性、ATP水解活性、RNA解旋酶活性等关系密切。KEGG富集结果可知,TNF信号通路、细胞凋亡、PI3K-Akt信号通路等与IBS-D发病机制密切相关。(2)运用网络药理学和分子对接技术,分析了乌梅丸治疗IBS-D的活性成分、核心靶点、信号通路,共得出乌梅丸治疗IBS-D的活性成分129个,治疗靶点147个;其中排名前10的主要活性成分为“槲皮素、β-谷甾醇、山奈酚、豆甾醇、延胡索碱、四氢非洲方己碱、巴马汀、四氢小檗碱、小檗碱和R-氢化小檗碱”等。PPI网络分析得到30个核心靶点,其中包括“HSP90AA1、MAPK1、JUN、RELA、AKT1、IL6、ESR1、FOS、MAPK8和EGFR”等。GO功能富集分析可见,乌梅丸通过在膜筏、膜微区、质膜筏等处影响DNA结合转录因子结合、RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合、细胞因子受体结合、泛素样蛋白连接酶结合和细胞因子活性等主要功能,在脂多糖反应、对细菌来源分子的反应、对异生物质刺激的反应生物进程中发挥作用。根据KEGG通路结果显示,在乌梅丸治疗IBS-D的过程中,IL-17信号通路、TNF信号通路和Toll样受体等信号通路起着关键作用。同时,分子对接结果显示,乌梅丸中的小檗碱、巴马汀、四氢小檗碱、β-谷甾醇、槲皮素和延胡索碱能够与HSP90AA1、MAPK1、JUN、RELA、IL6、IL2、ESR1和FOS等分子对接较好。结论:(1)通过生物信息学分析,发现17个关键基因表达水平在IBS-D患者中明显下调,这些基因可能与IBS-D的发病密切相关。(2)网络药理学结果显示乌梅丸治疗IBS-D涉及HSP90AA1、MAPK1、JUN和RELA等多种基因及IL-17信号通路、TNF信号通路和Toll样受体等多条通路,可见乌梅丸治疗IBS-D主要是作用于多个活性成分、靶点、通路,达到减少炎症反应、调节肠道微生物、提高免疫力来达到治疗IBS-D的目的。