基于网络药理学和生物信息分析法研究二甲双胍对血管性痴呆的神经保护作用

摘要

目的 基于网络药理学和生物信息分析方法，探究二甲双胍（metformin,Met）对血管性痴呆（vascular dementia,VaD）患者的潜在神经保护作用的机制。方法从数据库获取Met作用靶点基因与VaD数据集GSE122063，筛选对照组与疾病组的差异基因，与Met靶点基因取交集后进行基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Analysis,KEGG）分析，构建蛋白质-蛋白质相互作用网络（protein-protein interaction network,PPI）筛选关键基因，进行关键基因与免疫细胞相关性分析，评估关键基因的临床诊断价值，并预测与关键基因作用的转录因子。采用SH-SY5Y细胞设5组实验，检测细胞活力、凋亡、相关基因表达及炎性因子含量。结果 VaD差异基因与Met靶基因获16个交集基因，筛选出8个关键基因，分别是编码胸苷酸合酶（thymidylate synthase,TYMS）、胰岛素受体（insulin receptor,INSR）、二氢叶酸还原酶（dihydrofolate reductase,DHFR）、3-磷酸甘油脱氢酶1(glycerol-3-phosphate dehydrogenase 1,GPD1)、腺苷酸活化蛋白激酶非催化性β1亚基（protein kinase amp-activated non-catalytic subunit β 1,PRKAB1）、尿苷磷酸化酶1(uridine phosphorylase 1,UPP1)、成纤维细胞生长因子受体1(fibroblast growth factor receptor 1,FGFR1)和嘌呤核苷磷酸化酶（purine nucleoside phosphorylase,PNP）的基因。其中，关键基因DHFR、FGFR1、INSR、PNP和UPP1在疾病组高表达。Met能有效地减少细胞凋亡，100μM效果较为显著。结论 Met可能通过DHFR、FGFR1、INSR、PNP和UPP1基因发挥作用，且能有效地抑制SH-SY5Y细胞凋亡，可能对VaD患者具有神经保护作用。

关键词

血管性痴呆 / 生物信息学 / 二甲双胍