מחקר פרמקולוגיה ברשת על השפעה דמוית אסטרוגנית של גליקוזידים של Cistanche Deserticola

 

תַקצִיר

מחקר זה בוחן את המנגנון הפוטנציאלי של השפעות דמויי אסטרוגניות שלגליקוזידים שלCistanche Deserticola(GCS)בהתבסס על פרמקולוגיה של רשת בשילוב עם נתונים טרנסקריפטיים. בסך הכל40 חומרים פעיליםשל GCs עם השפעות אסטרוגניות ניבאו באמצעות מסדי נתונים כמוTCMSP, Symmap, וכו ', תֶפֶר, וQSAR.

מידע היעד על מחלות מחסור אסטרוגניות אוחזר מכרטיסי ג'נרלוכןאיםמסדי נתונים. יעדי המפתח הוקרנו, ורשת PPIנבנה.ללכת ניתוח העשרה פונקציונליתוכןניתוח העשרת מסלול KEGGנערכו כדי לזהות יעדי מפתח ומסלולי מסלול.

בשילוב עם נתונים טרנסקריפטיים ראשוניים, בוצע ניתוח מתאם בין יעדי חיזוי פרמקולוגיים לרשת ומסלול KEGG כדי לחשוף עוד יותר את המנגנון של ההשפעה האסטרוגנית של GCS.

183 יעדיםהוקרנו, ו1,712 יעדיםנבחרו למחלות מחסור באסטרוגן.

24 יעדי מפתח ליבההושגו.

GO פונקצית והעשרת מסלול KEGG הראתה כי GCS פועלים בעיקר בתהליכים ביולוגיים כמו:

קשירת קולטן ציטוקין

קשירת קולטן אסטרוגן

קשירת קולטן גורם גדילה

פעילות קולטן גרעיני

קשירת קולטני הורמון גרעיני

פעילות קולטני הורמון סטרואידים

קשירת קולטני הורמונים

מסלולי הרגולציה כוללים:

מסלול איתות של גורם נמק גידול (TNF)

Interleukin -17 (il -17) מסלול איתות

גורם הניתן להפרעה hypoxia -1 (HIF -1) מסלול איתות

מסלול איתות אסטרוגן

שינויים בביטוי גנים התגלו בסך הכל24 יעדי ליבהאֶלָאMCL1וכןGCGו גנים המובעים באופן דיפרנציאלי כלולAr, Casp8, ESR1, פוס, וHMOX1ו בסך הכל68 מסלולי Keggזוהו, עםמסלול איתות אסטרוגן, מסלול איתות מחנה, ומסלול איתות TNFלהיות המסלולים העיקריים.

מַסְקָנָה

גליקוזידים שלCistanche Deserticolaיכול להפעיל אפקטים דמויי אסטרוגן באמצעות "מנגנון רב-רכיב, רב-יעדים, מרובי מסלול". מנגנון זה עשוי להיות קשור לוויסות של:

מסלול איתות אסטרוגן

מסלול איתות מחנה

מסלול איתות TNF

 

 

 

כדורי תמצית של Cistanche טבעיים במקוםאסטרומימטי

WhatsApp אותנו לפרטים נוספים

 

 

מילות מפתח

גליקוזידים שלCistanche Deserticola

אסטרומימטי

פרמקולוגיה של רשת

טרנסקריפטומיקה

ניתוח משותף

 

אסטרוגןהוא הורמון חיוני בהתפתחות מערכת הרבייה הנשית ומאפיינים מיניים משניים, וממלא תפקיד מכריע בוויסות פוריותן ותכונות המין של נשים [1]. לאחר כניסתו לגיל המעבר, נשים חוות ירידה בתפקוד השחלות, מה שמוביל להפחתת ייצור אסטרוגן, מה שגורם לסדרה של מצבים כמו אוסטאופורוזיס, טרשת עורקים, תסמונת גיל המעבר ומחלות לב כליליות [2]. טיפול בהחלפת אסטרוגן מסורתי יכול להקל או להפחית את הסימפטומים הנגרמים כתוצאה ממחסור באסטרוגן, אך טיפול זה עשוי להוביל גם לתופעות לוואי פוטנציאליות [3]. מחקרים הראו כי שימוש ארוך טווח באסטרוגן עלול לגרום להתפשטות מוגזמת של רירית הרחם, שרירנים ברחם והיפרפלזיה של בלוטת החלב, בין השפעות שליליות אחרות. לפיכך, לחפש טיפול יעיל, בטוח ומעשי לשיפור רמות האסטרוגן הנמוכות הוא בעל משמעות רבה וערך [4].

אסטרוגנים מהצומח הם חומרים המסוגלים להפעיל פעילות דמוית אסטרוגן. המבנה המולקולרי שלהם דומה לזה של אסטרוגן של יונקים, מה שמאפשר להם להיקשר באופן ספציפי לקולטני אסטרוגן ולייצר השפעות דמויי אסטרוגן קלות [5]. מחקרים מצביעים על כך שלסטרוגנים של צמחים יש השפעות פרמקולוגיות שונות, כולל אנטי-אוסטאופורוזיס ושינוי הפרעות מטבוליות [6].

Cistanche Deserticolaהוא הגבעול המיובש והבשרני עם עלים קשקשים של צמח OrobanchaceaeCistanche deserticola yc maו יש לו פונקציות כמו טון יאנג בכליות, מעשיר מהות ודם, והרטיבות של המעיים כדי להקל על עצירות. הוא משמש בדרך כלל לטיפול במחסור ביאנג בכליות, מהות ומחסור בדם, אימפוטנציה, עקרות, כאב וחולשה של המותניים והברכיים, ועצירות הנגרמת כתוצאה מיובש מעיים [7]. מחקרים קודמים של קבוצת המחקר אישרו כי סך הגליקוזידים שלCistanche Deserticola(GCS), עם תוכן של יותר מ- 60% מהכינאקוזיד, הם המרכיבים הפעילים העיקריים האחראים להשפעותיו דמויי האסטרוגן. GCs מגדילים משמעותית את מקדם הרחם ואת גובה תאי האפיתל של רירית הרחם אצל חולדות לא בשלות. תוצאות ניתוח טרנסקריפטומי הראו כי GCs מפעילים השפעות דמויי אסטרוגן באמצעות 2,953 גנים המובעים באופן דיפרנציאלי, מתוכם הוסדרו 1,475 ו -1,478 הוסדרו למטה. גנים אלה קשורים בעיקר לתגובת אסטרוגן, ויסות חיובי של תהליכים מטבוליים של חנקן תרכובת חנקן, תהליכים התפתחותיים וויסות תהליכים ביולוגיים. הם משתתפים בעיקר במסלול איתות אסטרוגן, מסלול איתות מחנה, מסלול איתות RAP1, ומסלול איתות MAPK [8-9].

פרמקולוגיה של הרפואה הסינית המסורתית (TCM) יכולה לחקור את המנגנונים של TCM בטיפול במחלות על ידי בדיקת רכיבי TCM, לחזות את חלבוני היעד של רכיבים פעילים וניתוח מסלולי האיתות המעורבים בחלבוני יעד אלה [10-12]. כדי לחשוף עוד יותר את המנגנון של ההשפעות הדומות לאסטרוגן של GCS, מחקר זה מעסיק ניתוח ביו-אינפורמטיקה על בסיס הנתונים הטרנסקריפטיים הקודמים של הקבוצה כדי לחשוף את המנגנון האפשרי שבאמצעותו סה"כגליקוזידים שלCistanche Deserticola להפעיל השפעות דמויי אסטרוגן.

1. מסדי נתונים ניסיוניים ותוכנה

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

Symmap: https://www.symmap.org

וכו ': http://www.nrc.ac.cn:9090/etcm/

תֶפֶר: http://stitch.embl.de/

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

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

יוניפרוט: http://www.uniprot.org/

כרטיסי ג'נרל: http://www.genecards.org/

אים: https://www.omim.org/

חוּט: https://string-db.org/

קג: https://www.kegg.jp/

לָלֶכֶת: http://geneontology.org/

R שפה: Rx 64 3. 5.3 עם החבילות הבאות:

Venndiagram

COUNT.R

אשכול

org.hs.eg.db

symber2id

תסריט פרל: addsymbol.pl

ציטוסקופ: גרסה 3.7.1

 

2. שיטות ניסוי

2.1 חיזוי פרמקולוגיה של רשת של מנגנון דמוי אסטרוגן של GCS

2.1.1 חיזוי יעדי הרכיבים הפעילים העיקריים של GCS

זוהו באמצעות ניתוח UPLC/Q-TOF-MS, זוהו 40 תרכובות עם פעילות פרמקולוגית דמוית אסטרוגן [13]. תרכובות אלה חיפשו בTCMSP, Symmap, ווכו 'בסיסי נתונים כדי למצוא יעדי גנים פוטנציאליים לכל תרכובת. בנוסף, יובאו מבני חיוכים מורכביםתֶפֶרוכןQSARמסדי נתונים לאיסוף יעדים. כל היעדים שנאספו התמזגו, וכפילויות הוסרו כדי להשיג חלבוני יעד פוטנציאליים.

2.1.2 מידע על מסד נתונים דמוי אסטרוגן

מילות המפתח "מחסור באסטרוגן" שימשו לחיפוש יעדים רלוונטיים בכרטיסי ג'נרלוכןאיםמסדי נתונים.

2.1.3 בניית הרשת "מתחם פעיל - ליבה - דמוי אסטרוגן"

באמצעותVenndiagramהחבילה ב- R, צומת היעדים משני המקורות זומם כתרשים של Venn. נתוני אינטראקציה בין חלבון מועמד יובאוCytoscape v3.9.1וזוהו יעדי ליבה. התרכובות המתאימות של יעדי הליבה נבחרו, ורשת "מתחם ליבה - ליבה - דמוי אסטרוגן" נותחה חזותית ונבנתה באמצעותCytoscape v3.9.1.

2.1.4 בניית רשת PPI

מידע על יעד ליבה יובא לחוּט database, selecting the species "Homo sapiens" and setting the confidence score to >0. 7 לבניית רשת האינטראקציה בין חלבון-חלבון (PPI). THECOUNT.Rהחבילה ב- R שימשה לניתוח ובחירה של 20 הגנים הליבה המובילים עם הקישוריות הגבוהה ביותר בקרב חלבוני יעד ליבה, אשר הוצגו בדמיון.

2.1.5 Go ניתוח העשרה פונקציונלית וניתוח העשרה של מסלול KEGG

עבור גני יעד ליבה, חיפושים בסיסי נתונים של Go ו- Kegg בוצעו באמצעות חבילות Rorg.hs.eg.db, symber2id, ואשכולו 20 המסלולים המובילים עם ערכי P מתוקנים הוצגו כתרשימי עמודות, וניתחו את ההערות והמסלולים התפקודיים המשמעותיים שהועשרו על ידי יעדי הליבה של ההשפעות הדומות לאסטרוגן של GCS.

2.2 שילוב עם נתונים טרנסקריפטיים

2.2.1 ניתוח מתאם בין יעדים חזויים לגנים טרנסקריפטיים

מכיוון שהמינים בתחזיות פרמקולוגיה ברשת הם אנושיים, המטרות הוסבו לגנים של עכברוש הומולוגי המשתמשיםHGNCבאמצעות פונקציית "כלים HCOP". רמות הביטוי של גנים דיפרנציאליים נותחו בין קבוצת GCS לקבוצת הביקורת ברצף טרנסקריפטומי [9].

 

2.2.2 ניתוח מתאם בין תחזיות פרמקולוגיית רשת לבין מסלולי KEGG טרנסקריפטומי

גני היעד הליבה שחזה על ידי פרמקולוגיה של רשת (המרה לגנים הומולוגיים של חולדה) חפשו במאגר KEGG באמצעות חבילות Rמוליך ביולוגיוכןאשכוליחד עםid2symbol.plתַסרִיט. המין הוגבל ל "rno", ונתיבים עם Padjust <0. 05 הוקרנו. ניתוח VENN נערך כדי לזהות מסלולים חופפים בין מסלולי KEGG המועשרים באמצעות תחזיות פרמקולוגיות ברשת וניסויים טרנסקריפטיים הקשורים להשפעות דמויי אסטרוגן של GCS.