Explorando el mecanismo de acción del curado crónico de insuficiencia cardíaca por DesertLiving Cistanche basado en la farmacología de la red combinada con el análisis de múltiples chips de la base de datos GEO

Abstracto

 

ObjetivoPara analizar el mecanismo de acción molecular deDesertliving Cistanchecontrainsuficiencia cardíaca crónica (CHF)Uso de bioinformática yFarmacología de la red.

MétodosElbase de datos de TCMSP, La predicción de objetivos suizos, ETCM, Pharmmapper y la búsqueda de literatura se usaron para detectar los compuestos y objetivos de la Cistanche de desertación. La base de datos de la expresión génica Omnibus (GEO) se usó para descargar los chips de genes GSE16499, GSE42955, GSE84796 para detectar los conjuntos de datos de genes diferenciales, y los conjuntos de datos de Genecard, Disggenet, DigSee, GEO y otras dtasabasas estaban integrados para obtener los genes potenciales de la enfermedad de CHF. La base de datos de cadenas y el software Cytoscape 3.7.2 se utilizaron para construir el ingrediente activo de la red de visualización de objetivos Cistanche de DesertLiving, y los objetivos centrales se obtuvieron mediante análisis de parámetros topológicos. Los análisis de enriquecimiento de la vía GO y KEGG se realizaron utilizando la base de datos DVAID para construir el ingrediente activo de la red de desertliving Cistanche -Target -Pathway. Finalmente, el software AutoDock se utilizó para visualizar los resultados del acoplamiento molecular entre objetivos y compuestos centrales. Results 55 compounds and 630 potential targets of Desertliving cistanche were screened, including key components such as Rhodiola rosea, gastrodynamics, batrachotoxin, and core targets such as glyceraldehyde-3-hosphate dehydrogenasem (GAPDH), interleukin 6 (IL-6), tumor necrosis factor (TNF), etc. Las vías clave se relacionaron principalmente con la vía de señalización de fosfoinositida -3- quinasa (PI3K) - proteína quinasa B (AKT), el metabolismo central del carbono en el cáncer y la vía de señalización PI3K -AKT y el metabolismo de carbono central en el cáncer. Las vías clave involucraban principalmente la vía de señalización PI3K-AKT, el metabolismo central del carbono en el cáncer, la vía de señalización de la proteína quinasa activada por mitógeno (MAPK), etc. Los resultados de acoplamiento molecular mostraron que los componentes clave y los objetivos centrales estaban bien combinados. Conclusión Se realizaron un estudio multicomponente, multi-objetivo y de vía múltiple para investigar el mecanismo molecular de la cistanche de desertación contra la CHF. El resultado sugirió que los ingredientes activos deDesertliving Cistanchepodría actuar sobre múltiples objetivos y vías para mejorar la CHF.

Palabras clave: Desertliving Cistanche; insuficiencia cardíaca crónica; Farmacología de la red; bioinformática; Base de datos GEO; Maceo molecular; objetivo principal

 

Extracto de Cistanche a base de hierbas para el tratamiento de insuficiencia cardíaca crónica

 

Insuficiencia cardíaca crónica (CHF)es un síndrome clínico complejo causado principalmente porestructura cardíaca anormaly función, lo que resulta enrelleno ventricular deterioradoo capacidad de eyección [1]. Los últimos datos epidemiológicos muestran que CHF se ha convertido en un problema global de salud pública y se correlaciona positivamente con el envejecimiento de la población [2-4]. Actualmente, los tratamientos internos y externos existentes no pueden curar CHF, y la enfermedad a menudo se acompaña de múltiples complicaciones, mal pronóstico y alta mortalidad. En la actualidad, se han desarrollado planes de tratamiento estándar para el tratamiento de CHF. Según los informes de literatura relevantes [5], los medicamentos tradicionales contra la falla antihaltar incluyen principalmente agentes cardiotónicos digitales, diuréticos, bloqueadores, inhibidores de enzimas convertidores de angiotensina, antagonistas de receptores de angiotensina y antagonistas de receptores de mineralocorticoides. Los nuevos fármacos terapéuticos incluyen receptores de angiotensina, inhibidores de la encefalinasa, inhibidores de cotransportadores de sodio-glucosa, agonistas de ciclasa de guanilato soluble, activadores de miosina cardíaca y bloqueadores de canales de iones sineatriales específicos. Aunque estos medicamentos pueden mejorar los síntomas clínicos de los pacientes con CHF, también están acompañados por muchas reacciones adversas. La investigación del profesor Zhou Jingmin señaló que los medicamentos anti-CHF actualmente utilizados en la práctica clínica pueden causar deshidratación o desequilibrio electrolítico, y en casos severos pueden causar angioedema, hipotensión, taquicardia, arritmia y daño en la función hepática y riñosa [6]. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar medicamentos o tratamientos más seguros y efectivos para prevenir y tratar la CHF.

Deserticola de Cistanchees el tallo carnoso seco con hojas escamosas de Cistanche Deserticola ycma o Cistanche Tubulosa (Schenk) Wight, una planta de la familia Oobanchaceae. Tiene las características de ser tanto un medicamento como un alimento, y se ha utilizado clínicamente durante más de 2, 000 años. Según el "Shennong Bencao Jing", Cistanche Deserticola sabe dulce, salada y cálida, y tiene los efectos de tonificar el yang renal, beneficiar la esencia y la sangre, y humedecer los intestinos y aliviar la constipación [7-8]. Desde la perspectiva de la medicina tradicional china, el tratamiento de la CHF se centra principalmente en vigorizar el Qi y el calentamiento de yang, promover la circulación sanguínea y eliminar las estasis de sangre, y promover la diuresis y eliminar la humedad [9-12]. Como una buena medicina para calentar yang, nutrir la sangre y eliminar la estasis de sangre, Cistanche Deserticola ha mostrado múltiples efectos farmacológicos, como la aterosclerosis anticoronaria, la protección contra la lesión de reperfusión miocárdica isquémica, la anti-oxidación, la antiinflamación, el reglamento de la autotofagia celular y la promoción de la promoción gastrointestinal [7} Los ensayos clínicos y los estudios farmacológicos han demostrado que los principales ingredientes activos de la desértica de Cistanche, como el salidrosido, el ácido ferúlico, la leonurina, el ácido gálico, el ácido succínico, el ácido cafeico y la motilina de la motilina y la motilina significativa en los modelos experimentales animales y celulares relacionado con CHF, que ayudan a retrasar los cambios estructurales de las células miocardianas [{9 {9 {9}} Sin embargo, la investigación sobre el mecanismo de acción de la desértica de Cistanche en el tratamiento de la CHF sigue siendo relativamente escasa. En base a esto, este documento utiliza análisis de la articulación múltiple de la base de datos GEO, farmacología de red y tecnología de acoplamiento molecular para analizar la relación entre medicamentos y enfermedades desde múltiples perspectivas, como objetivos de fármacos, objetivos de enfermedades y vías de señal, y explora el mecanismo potencial de acción de la deserticola de cistancas en la mejora de los síntomas de CHF, proporcionando una base experimental posterior a la oración posterior [23].

 

1 Materiales y métodos

1.1 Detección de ingredientes activos de Deserticola de Cistanche y recolección de objetivos potenciales

Utilizando "Deserticola de Cistanche" como palabra clave, los componentes químicos relevantes se buscaron a través de la base de datos TCMSP, y los ingredientes activos de la desértica de Cistanche se seleccionaron de acuerdo con los estándares de bioavilitud oral (OB) mayores o iguales a 3 0}% y asistencia de medicamentos (DL) mayores que o iguales a 0.18. Los ingredientes activos en la desértica de Cistanche se complementaron aún más buscando en la literatura relevante publicada. La plataforma PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) se utilizó para obtener los números de CAS de todos los ingredientes activos principales seleccionados, y luego se obtuvieron sus fórmulas químicas de sonrisas. Descargue el archivo SDF de la estructura 2DS de los potenciales ingredientes activos e importe la fórmula química sonríe de todos los ingredientes en la plataforma de análisis swissadme (http://www.swissadme.ch/) en lotes. La detección se realizó en función de los cinco principios de Lipinski (al menos dos condiciones de "sí" se cumplieron, y la absorción de GL era "alta"), y se seleccionaron un total de 49 ingredientes activos. Uso de plataformas como la predicción de objetivos suizos (http://www.swisstargetprediction.ch/), pharmmapper (http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/), Stitch http://stitch.embl.de/), super preliminado (http: // predii
ction.charite.de/) and SEA Search Server https://sea.docking.org/search), set the species to "human" and add "Probability">0 como condición de detección para recolectar y organizar los objetivos potenciales de Cistanche Deserticola. Finalmente, los objetivos correspondientes a cada componente compuesto activo se ingresaron a través de la base de datos Uniprot (https://www.uniprot.org/), y la especie se seleccionó como "Homo sapiens". Todos los nombres objetivo fueron deduplicados y estandarizados para obtener abreviaturas genéticas.

 

1.2 chip de gen CHF y detección de genes expresados ​​diferencialmente

Utilizando la "insuficiencia cardíaca crónica" como el término de búsqueda de clave, se buscó la base de datos GEO (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/), y el "organismo" se estableció en "homo sapiens" para extraer los datos de los datos de los genes de GSE42955, GSE16499 y GSE84796. Pacientes con CHF y controles sanos. El paquete Limma en el lenguaje R se utilizó para el análisis diferencial emparejado. Los criterios de detección se establecieron como [log2 (fc)] ＞ 0. 5 y corrigieron p ＜ 0. 05 para determinar genes expresados ​​diferencialmente (DEGS). Se hicieron gráficos de volcanes y mapas de calor génicos para obtener genes expresados ​​diferencialmente relacionados con la enfermedad de CHF proyectados por múltiples chip.

 

1.3 Detección de posibles objetivos de enfermedad y componentes de Deserticola Cistanche CHF COMUNOS

Basado en bases de datos de enfermedades como DISGGE (https://www.disgenet.org/), DrugBank (https://www.drugbank.com/datasets), digseehttp: //210.107.182.61/Genesearch/), GeneCards, GeneCards
(https://www.genecards.org/) y Geo (https://www.aclbi.com/), "insuficiencia cardíaca crónica" se usó como palabra clave de búsqueda para proteger los genes relacionados con CHF. Posteriormente, estos genes se importaron a la base de datos Uniprot para obtener símbolos genéticos, y después de tomar la unión, se eliminaron los objetivos de genes duplicados para obtener objetivos genéticos para la enfermedad de CHF. Aplicar
Venny 2.1 Software de mapeo en línea (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/) para dibujar la intersección de los ingredientes del deserticola de Cistanche y los genes objetivo fármaco, obtener los objetivos comunes y generar el diagrama de venado.

 

1.4 Construir redes de interacción proteína-proteína (PPI) de cistanche deserticola ingredientes activos para posibles objetivos terapéuticos de CHF

Importe los nombres estándar de destino comunes obtenidos en el diagrama de venny en la base de datos de cadenas, seleccione el modo "Múltiples proteínas", establezca la "puntuación de interacción mínima" en confianza media (confianza media) 0. 400, y genere la interacción objetivo de intersección.

 

1.5 Detección de objetivos centrales de Cistanche Deserticola Components-CHF Intersección de la enfermedad

Los datos de formato TSV se obtuvieron a través del diagrama de red de interacción de destino potencial anterior, y los datos de formato TSV exportados se analizaron y visualizaron utilizando el software Cytoscape 3.7.2. El valor de conectividad de destino (grado) se ajustó de pequeño a grande para ajustar el color y el tamaño de cada nodo (el color del nodo correspondiente cambió de luz a la oscuridad, ya que el valor de grado cambió de pequeño a grande), y el coeficiente de conexión (puntaje combinado) entre los objetivos se usó como una condición de control de calidad para controlar el espesor y el valor del valor del valor de la línea combinada (el valor combinado de la puntuación combinada de pequeño a la pequeña a la parte mayor a la correspondiente a la correspondencia a la forma de la luz de la luz de la luz a la pequeña a el color de la luz de la luz a los que se cambia a la luz a la pequeña. corresponder al nodo cambiado de pequeño a grande). Los parámetros topológicos, como la centralidad entre internos (BC), la centralidad de cercanía (CC) y el valor de grado, se utilizaron como condiciones de detección, y luego los parámetros topológicos de red de cada nodo en el diagrama de red de interacción se analizaron y calcularon utilizando el analizador de redes de herramientas incorporado del software Cytoscape 3.7.2. Al mismo tiempo, se seleccionó el objetivo con un valor mayor que BC, CC y Grado. El objetivo mediano se utilizó como el objetivo central en la regulación de CHF por Cistanche Deserticola. Las imágenes se dibujaron y visualizaron utilizando el software Cytoscape 3.7.2.

1.6 GO Función biológica y análisis de enriquecimiento de la vía KEGG

Los objetivos comunes de Cistanche Deserticola-CHF obtenidos del diagrama de Venny se cargaron a la plataforma de análisis en línea de David (https://david.ncifcrf.gov/). "Homo sapiens" se seleccionó en las opciones de "especies de entrada" y "especies de análisis". Después de configurar (p <0. 01), se realizó el análisis de enriquecimiento de GO y KEGG. Los 10 procesos biológicos principales (BP), componentes celulares y funciones moleculares (MF) y las 20 vías significativas principales se seleccionaron de acuerdo con el valor de P. Luego, los mapas de enriquecimiento funcional GO y KEGG se dibujaron a través de la plataforma de mapeo de información microbiana (https://www.bioinformatics.com.cn/) para el análisis de visualización.

 

1.7 Construcción de red de vías de señalización de ingredientes activos objetivos de núcleo

Según los resultados del análisis de la vía KEGG, el equipo de investigación extrajo objetivos potenciales enriquecidos en estas vías, y los coincidió con los ingredientes activos correspondientes, los importó a un software Cytoscape 3.7.2 para la visualización, y construyó un diagrama de red de los objetivos de las vías de firma de ingredientes activos.

 

1.8 Verificación de acoplamiento molecular

La estructura compuesta del ingrediente activo del fármaco se obtuvo a través de la base de datos de PubChem, y el archivo SDF se convirtió en formato PDB utilizando OpenBabel -3. 1.1 Software. Luego, la estructura de la proteína clave del receptor objetivo se recuperó a través de la base de datos PDB (http://www.rcsb.org), y la deshidratación y la deligening se realizaron en el software Pymol. Luego, el software AutoDock Tools (AutoDock Tools.exe) se utilizó para la hidrogenación y el equilibrio de carga, y la proteína del receptor y las moléculas pequeñas de ligando finalmente se convirtieron en formato PDBQT. Finalmente, se usó AutoDock Vina versión 1.1.2 para el acoplamiento molecular y la predicción de la energía libre de unión, y el software Pymol (Pymol.exe) se usó para visualizar un gráfico tridimensional para mostrar los componentes clave con energía de unión molecular alta entre los objetivos, el núcleo de combinación objetivo.

 

2 resultados

2.1 Ingredientes activos principales de Cistanche Deserticola

La base de datos TCMSP se buscó con la palabra clave "Deserticola Cistanche" para obtener 75 componentes químicos. OB mayor o igual a 3 0% y DL mayor o igual a 0.18 se establecieron como condiciones de detección, y se seleccionaron 6 ingredientes activos principales de Deserticola de Cistanche. Además, se agregaron 49 ingredientes activos como salidrosido, cafo de fenetilo, leonurina, onconina, cistanina, dauricina y motilina a través de la búsqueda de literatura, y finalmente se obtuvieron un total de 55 ingredientes activos. Consulte la Tabla 1 para más detalles.

 

Tabla 1 Los principales ingredientes activos de Cistanche Deserticola

No.	Categoría de sustancia	Nombre	CAS No.
R1	Pigmento rojo	alizarina	103-58-8
R2	Compuesto fenólico	floretina	104-57-4
R3		ácido cafeico	331-39-5
R4	Compuesto de sabor	kenuín	92432-60-5
R5		enone	101-62-6
R6		ácido ferúlico	1135-24-6
R7		ácido salicílico	69-72-7
R8		cumarina	91-64-5
R9		kava lactone h1	68434-40-4
R10		kava lactone h2	17193-39-6
R11		kava lactone h3	17193-40-9
R12		kava lactone h4	17193-41-0
R13		3, 4- dihidroxifenilalanina	1194-00-1
R14		4- alcohol hidroxibencílico	623-05-2