基于转录组学和网络药理学探讨芝麻素减轻肝缺血再灌注损伤的作用机制

摘要

目的 基于转录组学数据和网络药理学分析探讨芝麻素减轻肝缺血再灌注损伤的作用机制。方法 对高通量基因表达数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中肝缺血再灌注损伤相关数据集进行分析得到差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)并筛选出核心基因，对DEGs进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)富集分析。通过对芝麻素靶点与肝缺血再灌注损伤相关靶点进行交集分析，明确芝麻素减轻肝缺血再灌注损伤的潜在作用靶点，利用这些靶点进行蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络构建，并基于多算法联合获取核心靶点。随后，对潜在靶点进行KEGG富集分析。使用AutodockTools软件对芝麻素和核心靶点进行分子对接。结果 分析GSE15480数据集共获得DEGs 318个，经过筛选得到8个核心基因。KEGG富集分析主要涉及白细胞介素(interleukin, IL)-17信号通路等相关通路。通过作用靶点交集得到芝麻素减轻肝缺血再灌注损伤潜在靶点108个，拓扑分析后得到核心靶点9个。KEGG富集分析主要集中在IL-17信号通路等相关通路。结果提示，芝麻素可能通过靶向IL-17信号通路中的前列腺素内过氧化物合酶(prostaglandin-edoperoxide synthase, PTGS2)、IL-6和IL-1β发挥保护作用。分子对接结果显示，芝麻素与核心靶点PTGS2、IL-6、IL-1β的结合能分别为-8.08 kcal/mol、-6.37 kcal/mol和-7.75 kcal/mol,均显示出了良好的结合性。结论 芝麻素可能通过靶向IL-17信号通路中的PTGS2、IL-6和IL-1β减轻肝缺血再灌注损伤。

关键词

再灌注损伤 / 转录组学 / 网络药理学 / 芝麻素

基金资助

国家自然科学基金项目(82373558)