基于网络药理学探讨龟鹿二仙胶治疗骨关节炎的

0 引言 Introduction

骨关节炎是最常见的关节疾病，是导致残疾的主要原因。个体遗传易感性、衰老、肥胖和关节排列不良等几个危险因素与骨关节炎密切相关[1-2]。在中医学中并无骨关节炎的病名，但据其临床表现可归属于中医学骨痹范畴，《中医骨伤科临床诊疗指南·膝痹病(膝骨关节炎)》将其分为肝肾亏虚、气血虚弱、寒湿痹阻、湿热痹阻及气滞血瘀共5 个证型，其治疗原则多为滋补肝肾、补气养血、温经散寒、清热除湿和活血化瘀等[3]。目前骨关节炎的诊断仅是基于临床症状和影像学标准，病因至今未明，为骨伤科治疗难题之一，因此，亟需探明有效的骨关节炎防治策略。因中医药治疗骨关节炎的不良反应较小，临床疗效肯定，近年来研究者对中药复方治疗骨关节炎作用机制的探究也越来越多。龟鹿二仙胶最早见于《医便》，由龟板胶、鹿角胶、人参和枸杞组成，诸药合用，共奏补益肝肾、填精益髓及助阳益气之功[4]。临床研究表明龟鹿二仙胶方治疗骨关节炎效果显著，能明显改善患者的临床症状[5-7]。此外，龟鹿二仙胶防治骨关节炎的作用机制也取得了一定的进展，研究表明龟鹿二仙胶能抑制软骨细胞凋亡、延缓软骨外基质降解及减少炎症因子表达[8-11]，但由于龟鹿二仙胶复方成分较复杂，其作用于骨关节炎的具体机制仍缺乏有力证据证明。

网络药理学集合了数据挖掘、靶点预测和高通量数据整合等多种研究方法，它把中药成分靶点间的相互作用和联系系统的展现出来，还能整体分析中药复方多成分的作用机制，其系统性和整体性与中医药辨证论治、整体观念的原则具有很大程度的一致性，深入推动了中药复方药效分子机制的研究[12-13]。文章基于网络药理学，通过数据挖掘与分析，筛选和系统预测龟鹿二仙胶治疗骨关节炎的潜在作用靶点和信号通路，为龟鹿二仙胶临床精准定位提供药理学依据，为进一步的基础研究以及临床应用提供了新的思路与线索。

1 资料和方法 Data and methods

1.1 数据库、软件及分析平台 作者于2020 年2 月至5 月运用生物信息学和数据挖掘技术检索以下10 个数据库的文献，见表1。

1.2 分析方法

1.2.1 龟鹿二仙胶活性成分的获取及靶点筛选 利用TCMSP，BATMAN-TCM和TCMID 数据库收集龟鹿二仙胶中龟板胶、鹿角胶、人参及枸杞的化学成分，基于口服生物利用度(OB)≥30%和类药性(DL)≥0.18 进行筛选[14-15]，同时查阅文献对未纳入数据库但已报道具生物活性和药理作用的也一并纳入，最终确定其活性成分。通过 TCMSP 和Drug Bank 数据库查询活性成分相对应的靶标蛋白，并利用 Unitprot 数据库查询靶标蛋白对应的基因名称，剔除非人类的靶点蛋白[16]，最终整理得到龟鹿二仙胶的活性成分及其对应靶点。

1.2.2 骨关节炎靶点筛选预测 利用GeneCards 和OMIM 数 据 库， 以“osteoarthritis”为关键词，对骨关节炎相关靶点进行检索及筛选，将所有筛选结果合并去重后得到骨关节炎的相关靶标信息。

1.2.3 网络构建与分析 利用Perl 语言将所得药物活性成分靶点与骨关节炎疾病靶点相映射，得到龟鹿二仙胶治疗骨关节炎的预测靶点。将交集得到的靶点导入String 数据库[17]，构建蛋白质-蛋白质相互作用网络，并用Cytoscape 3.7.2软件中的CytoNCA 插件对所得的蛋白质相互作用网络数据进行分析，借助度中心性(DC)和介度中心性(BC)指标进行筛选，首先筛选大于2 倍中位数的度中心性值的节点，筛选完成后根据初筛结果继续筛选大于每个指标所对应的中位数的节点[18]，得到龟鹿二仙胶治疗骨关节炎的关键靶点。

表1 ｜数据库及软件Table 1 ｜Databases and software序号 数据库及软件名称 网址1 中药系统药理学数据库及分析平台(TCMSP) http: /// 2 中药分子机制的生物信息学分析工具(BATMAN-TCM) 中医药综合数据库(TCMID) 4 Drug Bank 数据库 5 Unitprot 数据库 cytoscape 3.6.2 软件 蛋白质相互作用数据库(STRING) 真核生物基因组自动注释数据库(Ensembl) 9 GeneCards 数据库 10 OMIM 数据库

1.2.4 基因本体论(gene ontology，GO)富集分析 首先，使用R 语言(版本3.6.2)软件将龟鹿二仙胶治疗骨关节炎的靶点进行ID 转换，为下一步做基础；其次，在R 语言中调用生物类的程序包，如clusterProfiler，bioconductor 等对关键靶点进行GO 富集分析(P＜ 0.05)，得到GO 富集分析结果，其中包括龟鹿二仙胶治疗骨关节炎靶点的生物学过程(biological process，BP)、分子生物学功能(molecular function，MF)和细胞组分(cellular component，CC)等具体数据，通过对基因的富集分析预测龟鹿二仙胶治疗骨关节炎的可能机制。

文章来源：《现代中医药》 网址: http://www.xdzyyzz.cn/qikandaodu/2021/0208/336.html