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杜仲治療股骨頭壞死分子機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究*

2021-11-22 07:42:08黎永華譚仁霆黃世福邱金龍
中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào) 2021年3期
關(guān)鍵詞:杜仲靶標(biāo)股骨頭

黎永華,尹 恒,譚仁霆,黃世福,邱金龍

(1.儋州市中醫(yī)醫(yī)院,海南 儋州 571700;2.南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 210023)

股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)是好發(fā)于中青年的骨科難治性疾病,目前認(rèn)為其發(fā)病主要與髖部外傷、酗酒、糖皮質(zhì)激素使用等因素相關(guān)[1]。股骨頭內(nèi)血流障礙,造成局部骨細(xì)胞、骨小梁壞死,逐漸發(fā)展并導(dǎo)致股骨頭生物力學(xué)性能失衡,發(fā)生塌陷,髖關(guān)節(jié)功能障礙,嚴(yán)重影響患者身心健康[2]。人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是ONFH晚期有效的治療方式,但遠(yuǎn)期面臨關(guān)節(jié)翻修問(wèn)題[3]。中醫(yī)藥治療早中期股骨頭壞死的療效肯定,并在緩解疼痛、改善功能、防止塌陷進(jìn)展等方面開(kāi)展了較多研究[4]。

股骨頭壞死屬于中醫(yī)學(xué)“骨蝕”范疇,其病因病機(jī)目前尚無(wú)統(tǒng)一觀(guān)點(diǎn),多認(rèn)為其發(fā)病與“虛”“痰”“瘀”等因素相關(guān),主要辨證為肝腎虧虛、氣血虧虛、痰瘀阻絡(luò)、氣滯血瘀等證型[5-6],補(bǔ)肝腎、化痰濁、行氣血等治法貫穿于股骨頭壞死的中醫(yī)藥治療。杜仲有補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨之功,在股骨頭壞死的中醫(yī)藥治療中被廣泛應(yīng)用[7-9]?,F(xiàn)代藥理研究認(rèn)為杜仲提取物能抑制骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成脂分化,改善骨壞死內(nèi)部微循環(huán)[10-11],但杜仲治療ONFH的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、分子機(jī)制等目前尚未明確。逐一對(duì)杜仲具體成分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必將消耗大量時(shí)間和精力。本研究基于系統(tǒng)生物學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)理論,篩選預(yù)測(cè)杜仲治療股骨頭壞死的活性成分及作用靶標(biāo),并對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行富集分析,建立成分-疾病-靶標(biāo)網(wǎng)絡(luò),探究其潛在作用機(jī)制,旨在為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供方向。

1 資料與方法

1.1 杜仲活性成分與作用靶點(diǎn)預(yù)測(cè) 通過(guò)中藥系統(tǒng)藥理學(xué)成分分析平臺(tái)(BATMAN-TCM,http://bionet.ncpsb.org/batmantcm/)對(duì)杜仲的活性成分及其對(duì)應(yīng)作用靶點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

BATMAN-TCM是由北京蛋白組學(xué)研究中心開(kāi)發(fā)的中藥分子機(jī)理生物信息學(xué)分析工具,其主要功能包括:(1)中藥成分對(duì)應(yīng)靶標(biāo)基因的預(yù)測(cè);(2)靶標(biāo)基因的生物學(xué)功能分析;(3)可視化分析中藥成分-靶標(biāo)基因-生物學(xué)功能網(wǎng)絡(luò);(4)對(duì)比分析多個(gè)中藥。BATMAN-TCM數(shù)據(jù)庫(kù)建立中藥成分-靶標(biāo)基因互作預(yù)測(cè)模型,系統(tǒng)分析中藥成分三維化學(xué)分子結(jié)構(gòu),將其與經(jīng)臨床或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證的藥物小分子交互對(duì)比,預(yù)測(cè)中藥成分潛在的作用靶標(biāo)基因,不局限于已知的中藥成分作用靶標(biāo)基因關(guān)系,以獲得更加全面的中藥成分作用關(guān)系數(shù)據(jù),幫助全面系統(tǒng)理解中藥的多成分-多靶點(diǎn)分子作用機(jī)制[12]。

在BATMAN-TCM中以“Du Zhong”(杜仲)為檢索詞,“Herb”(草藥)為輸入格式,檢索Score Cutoff設(shè)置為20,以P<0.05為有效靶點(diǎn)預(yù)測(cè)置信區(qū)間,檢索獲得杜仲的活性成分及其作用靶點(diǎn)信息,保存數(shù)據(jù)整理備用。1.2股骨頭壞死疾病靶標(biāo)基因預(yù)測(cè) 分別在人類(lèi)基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(GeneCards,https://www.genecards.org/)、基因關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)(GAD,https://geneticassociationdb.nih.gov/)、基因?qū)W庫(kù)(Gene,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/)等多個(gè)公認(rèn)的匯集疾病遺傳組信息與治療靶點(diǎn)的在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)[13]中,以“Osteonecrosis of the femoral head”或“ONFH”或“Femur Head Necrosis”為檢索詞運(yùn)行檢索,預(yù)測(cè)ONFH的疾病治療靶標(biāo)基因,保存數(shù)據(jù)整理備用。

1.3 杜仲活性成分-股骨頭壞死靶標(biāo)基因網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將從BATMAN-TCM獲得的中藥杜仲活性成分作用靶點(diǎn),與GeneCards、GAD、Gene等數(shù)據(jù)庫(kù)分別獲得的ONFH疾病靶標(biāo)基因交集,獲得杜仲活性成分治療ONFH作用靶點(diǎn)。

利用蛋白互作在線(xiàn)工具STRING(https://string-db.org/)進(jìn)行上述獲得的杜仲活性成分治療ONFH作用靶點(diǎn)的蛋白互作關(guān)系(Protein-Protein Interaction,PPI)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。在STRING中輸入獲得的全部靶標(biāo)基因,物種限定為“Homo sapiens”(人類(lèi)),運(yùn)行分析,將分析結(jié)果與已獲得的杜仲活性成分對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)信息匯總整理,導(dǎo)入至可視化網(wǎng)絡(luò)分析軟件Cytoscape 3.6.1中,通過(guò)軟件的Network Analyzer進(jìn)行杜仲活性成分-股骨頭壞死靶標(biāo)基因網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

1.4 靶標(biāo)基因通路富集與基因本體論分析 京都基因與基因組百科全書(shū)(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG),包含大量基因組高通量測(cè)序數(shù)據(jù),是目前公認(rèn)的細(xì)胞、生物、生態(tài)系統(tǒng)功能信息數(shù)據(jù)庫(kù),可獲取基因在各信號(hào)通路富集的信息[14]?;虮倔w論(Gene Ontology,GO),是廣泛應(yīng)用于描述基因產(chǎn)物的功能注釋與分類(lèi)的系統(tǒng),主要包括細(xì)胞組成(Cellular Component,CC)、分子功能(Molecular Function,MF)及生物過(guò)程(Biological Process,BP)3個(gè)部分[15]。

通過(guò)蛋白基因生物信息整合分析平臺(tái)DAVID Bioinformatics Resources 6.8[16](https://david.ncifcrf.gov/home.jsp)進(jìn)行杜仲活性成分治療ONFH靶標(biāo)基因的KEGG信號(hào)通路富集與GO功能注釋分析。在DAVID在線(xiàn)網(wǎng)站輸入所有獲得的靶標(biāo)基因,物種限定為“Homo sapiens”(人類(lèi)),運(yùn)行分析后下載保存數(shù)據(jù)結(jié)果。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,以P<0.05認(rèn)為該富集通路或注釋功能具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 杜仲活性成分及其治療股骨頭壞死靶標(biāo)基因 于BATMANTCM進(jìn)行杜仲活性成分條件性檢索,最終獲得杜仲活性成分38個(gè),包括松脂醇(Pinoresinol)、木黃酮(Genistein)、己六醇(Dulcitol)、可布酮(Kobusone)等。(見(jiàn)表1)

表1 杜仲活性成分

由于杜仲各活性成分化學(xué)名稱(chēng)較長(zhǎng),故以代替名稱(chēng)如DZ1等進(jìn)行編號(hào),方便后續(xù)網(wǎng)絡(luò)分析。上述38個(gè)杜仲活性成分共作用于856個(gè)疾病靶標(biāo)基因,通過(guò)與GeneCards、GAD、Gene等數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的股骨頭壞死疾病靶標(biāo)基因取共交集,最終獲得杜仲活性成分治療ONFH目標(biāo)靶標(biāo)基因17個(gè),包括NOS1、IL10、IL4、FGF2、PPARG、HIF1A、ABCB1、SOX9、TP53、TNF、F2、CTNNB1、BMP2、SREBF1、APOA1、TGFB1、CYP3A4。

2.2 杜仲活性成分作用靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可視化 將BATMAN-TCM獲得的杜仲38個(gè)活性成分及其對(duì)應(yīng)疾病作用靶點(diǎn)856個(gè)之間的作用關(guān)系以Excel格式導(dǎo)入至Cytoscape 3.6.1軟件中,運(yùn)行Network Analyzer進(jìn)行杜仲活性成分與作用靶點(diǎn)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的可視化分析。圖中黃色三角形節(jié)點(diǎn)分別代表杜仲38個(gè)活性成分,紫色圓形節(jié)點(diǎn)代表活性成分作用靶點(diǎn),節(jié)點(diǎn)間連線(xiàn)代表彼此間存在作用關(guān)系,所有節(jié)點(diǎn)與連線(xiàn)共同構(gòu)成杜仲活性成分作用靶點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。(見(jiàn)圖1)

圖1 杜仲活性成分-疾病作用靶點(diǎn)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖

2.3杜仲治療股骨頭壞死靶標(biāo)基因互作網(wǎng)絡(luò)可視化 將獲得的17個(gè)杜仲治療ONFH靶標(biāo)基因上傳至STRING網(wǎng)站,運(yùn)行分析,將靶標(biāo)基因互作關(guān)系結(jié)果保存下載,導(dǎo)入到Cytoscape 3.6.1中,運(yùn)行Network Analyzer,使用cytoHubba插件對(duì)靶標(biāo)基因進(jìn)行Degree值計(jì)算,根據(jù)Degree值對(duì)各靶標(biāo)基因之間的互作關(guān)系進(jìn)行可視化分析。(見(jiàn)圖2)

cytoHubba基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)靶標(biāo)基因進(jìn)行Degree值與連接度計(jì)算分析,以此揭示靶標(biāo)基因在互作關(guān)系中的重要性與聯(lián)系強(qiáng)度[17]。Degree值越大,則認(rèn)為該靶標(biāo)基因重要性越顯著,連接度越高則認(rèn)為靶標(biāo)基因間互作關(guān)系越強(qiáng)。圖2中各圓形節(jié)點(diǎn)分別代表不同的靶標(biāo)基因,節(jié)點(diǎn)顏色各不相同。靶標(biāo)基因Degree值越大則節(jié)點(diǎn)直徑越大,其顏色越接近于暖色系,反之則Degree值越小,節(jié)點(diǎn)直徑越小,代表色接近冷色系。不同節(jié)點(diǎn)間根據(jù)聯(lián)系強(qiáng)度以不同顏色粗細(xì)的連線(xiàn)相聯(lián)系,連接度越大,連線(xiàn)則越粗,顏色越接近于暖色系。結(jié)果顯示,TNF、TP53、FGF2、PPARG、TGFB1依次為Degree值大小排名前5名的靶標(biāo)基因,TNF與NOS1、ABCB1,TP53與CYP3A4之間存在較強(qiáng)的連接度。

圖2 杜仲治療股骨頭壞死靶標(biāo)基因互作網(wǎng)絡(luò)圖

2.4 杜仲活性成分-股骨頭壞死靶標(biāo)互作網(wǎng)絡(luò)可視化 將上述獲得的38個(gè)杜仲活性成分中與17個(gè)治療ONFH靶標(biāo)基因有直接作用關(guān)系的成分,與STRING獲得的靶標(biāo)基因互作關(guān)系整理后導(dǎo)入至Cytoscape 3.6.1中,運(yùn)行Network Analyzer,將杜仲活性成分之間作用于ONFH的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)可視化。在杜仲38個(gè)活性成分中,與股骨頭壞死靶標(biāo)基因存在直接作用關(guān)系的成分有8個(gè),分別為異麥芽糖、咖啡酸二甲醚、靈貓酮、銀松素、去氧甘草次酸、γ-谷甾醇、三十烷醇、表奎尼丁。在網(wǎng)絡(luò)圖中以?xún)?nèi)圈的黃色三角形節(jié)點(diǎn)表示,外圈綠色圓形節(jié)點(diǎn)為17個(gè)ONFH靶標(biāo)基因,節(jié)點(diǎn)間以連線(xiàn)連接表示其作用關(guān)系。(見(jiàn)圖3)

圖3 杜仲活性成分-股骨頭壞死靶標(biāo)互作網(wǎng)絡(luò)圖

2.5 靶標(biāo)基因通路富集結(jié)果分析 將獲得的17個(gè)杜仲治療ONFH靶標(biāo)基因上傳至DAVID 6.8在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)行KEGG通路富集分析,最終獲得125個(gè)富集通路,經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)篩選出104個(gè)通路有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。對(duì)這104個(gè)通路根據(jù)P值從小到大進(jìn)行排序,將排名前5位的通路富集結(jié)果通過(guò)開(kāi)放式通路分析軟件FunRich3.1.3[18]以柱狀圖呈現(xiàn)。圖中橫坐標(biāo)展示多配體蛋白聚糖介導(dǎo)信號(hào)通路(proteoglycan syndecan-mediated signaling events)、磷脂?;嫉鞍拙厶蔷W(wǎng)絡(luò)(glypican 1 network)、凝血酶/蛋白酶激動(dòng)受體信號(hào)通路(thrombin/protease activated receptor pathway)、PAR1介 導(dǎo) 凝 血 酶 信 號(hào) 通 路(PAR1-mediated thrombin signaling events)、磷脂酰肌醇聚糖信號(hào)通路(glypican pathway)5個(gè)富集的KEGG信號(hào)通路,縱坐標(biāo)表示在該通路上富集的基因占總的輸入基因比例,各富集通路P值標(biāo)注于柱形圖上。(見(jiàn)圖4)

圖4 靶標(biāo)基因通路富集柱狀圖

2.6 靶標(biāo)基因的基因本體論結(jié)果分析 清空DAVID 6.8在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)KEGG運(yùn)行結(jié)果,繼續(xù)行靶標(biāo)基因的基因本體論GO分析,將所有GO分析結(jié)果保存下載。最終共獲得196個(gè)GO功能注釋結(jié)果,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn),獲得14個(gè)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的GO功能注釋?zhuān)瑢⒋私Y(jié)果以可視化形式呈現(xiàn)。圖中縱坐標(biāo)分別表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的GO注釋功能,如生長(zhǎng)因子活性(growth factor activity)、酶結(jié)合(enzyme binding)等,橫坐標(biāo)表示功能注釋的P值,橫縱坐標(biāo)交匯節(jié)點(diǎn)表示各功能注釋?zhuān)摴δ茏⑨屔细患幕蛟酱髣t節(jié)點(diǎn)越大,P值越小則其顏色越接近紅色。(見(jiàn)圖5)

圖5 靶標(biāo)基因的基因本體論結(jié)果可視化圖

3 討 論

骨組織結(jié)構(gòu)破壞與生物力學(xué)性能失衡,是股骨頭壞死的重要表現(xiàn),晚期將出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨破壞塌陷。保髖手術(shù)、人工髖關(guān)節(jié)置換是目前中晚期ONFH的重要治療方式[19]。中醫(yī)藥在治療早中期ONFH方面?zhèn)涫芸隙?,并仍有巨大的發(fā)展?jié)摿?。杜仲為杜仲科植物杜仲的干燥?shù)皮,其味甘,性溫,入肝腎經(jīng),《神農(nóng)本草經(jīng)》稱(chēng)之“主腰脊痛,補(bǔ)中益精氣,堅(jiān)筋骨,強(qiáng)志,除陰下癢濕,小便余瀝”,將杜仲列為上品。杜仲在ONFH的臨床治療中被廣泛應(yīng)用。本研究立足于杜仲治療ONFH的臨床療效,借助中藥系統(tǒng)藥理學(xué)成分分析平臺(tái)BATMAN-TCM,基于平臺(tái)對(duì)杜仲活性成分與疾病靶標(biāo)基因互作模型預(yù)測(cè),獲得杜仲有效活性成分38個(gè),疾病作用靶標(biāo)856個(gè)。

BATMAN-TCM是功能強(qiáng)大的中藥分子機(jī)理生物信息學(xué)分析工具,其獨(dú)特的中藥成分分子作用靶標(biāo)預(yù)測(cè)模型可幫助獲得藥物分子與未知的疾病靶標(biāo)基因潛在互作關(guān)系,獲得系統(tǒng)全面的中藥分子作用靶標(biāo)基因網(wǎng)絡(luò)。目前同類(lèi)型研究中常用的TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)[20]主要基于中藥分子的藥代動(dòng)力學(xué)特性如口服生物利用度等指標(biāo)進(jìn)行中藥活性成分的篩選,但該數(shù)據(jù)庫(kù)僅支持注冊(cè)的中草藥數(shù)據(jù)檢索,部分動(dòng)物源中藥(如龜甲、鹿角等)則無(wú)法提供藥理數(shù)據(jù)分析。BATMAN-TCM提供基于中藥成分三維化學(xué)結(jié)構(gòu)的疾病作用靶標(biāo)基因預(yù)測(cè),同時(shí)收錄有更加全面的中藥單味藥、復(fù)方、單體及其靶標(biāo)數(shù)據(jù),并可在線(xiàn)可視化分析靶標(biāo)基因的基因本體論、信號(hào)通路富集結(jié)果,功能全面。

將BATMAN-TCM預(yù)測(cè)的杜仲成分靶標(biāo)基因與各人類(lèi)基因組數(shù)據(jù)庫(kù)篩選獲得的ONFH疾病靶標(biāo)基因相映射,最終獲得杜仲的咖啡酸二甲醚等8個(gè)活性成分與17個(gè)股骨頭壞死靶標(biāo)基因存在直接作用關(guān)系。從杜仲活性成分-股骨頭壞死靶標(biāo)互作網(wǎng)絡(luò)圖可知,咖啡酸二甲醚、靈貓酮、表奎尼丁等多個(gè)活性成分能作用于多個(gè)ONFH靶標(biāo)基因,而TNF、TGFB1、SOX9等靶標(biāo)基因能同時(shí)與多個(gè)杜仲活性成分相聯(lián)系,杜仲活性成分治療ONFH可能存在著協(xié)同作用,通過(guò)不同信號(hào)通路的不同靶點(diǎn)發(fā)揮共同的治療作用。

從杜仲治療ONFH的17個(gè)靶標(biāo)基因互作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系可知,杜仲治療ONFH的機(jī)制復(fù)雜,不同靶標(biāo)之間存在直接或間接的協(xié)調(diào)調(diào)控作用,TNF、TP53、FGF2、PPARG、TGFB1等是網(wǎng)絡(luò)中Degree值最高的前5位靶標(biāo),是網(wǎng)絡(luò)中的核心靶標(biāo),在ONFH疾病治療的生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著多通路協(xié)作調(diào)控的重要作用。如腫瘤壞死因子(TNF)具有炎癥介導(dǎo)作用,YUAN L等[21]研究發(fā)現(xiàn)TNF-α、IL-10等細(xì)胞因子基因突變與漢族人ONFH易感性密切相關(guān);PPARG基因與類(lèi)固醇代謝、血管生成等生物過(guò)程相關(guān)。研究[22]認(rèn)為PPARG高表達(dá)是ONFH的危險(xiǎn)因素;轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1是調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)分化的重要因子,在TGF-β/Smad信號(hào)通路調(diào)控前體細(xì)胞成骨分化、抑制破骨細(xì)胞活性的過(guò)程承擔(dān)重要作用[23],與ONFH的骨修復(fù)重建相關(guān)。

機(jī)體的組織、細(xì)胞、代謝因子等物質(zhì)之間存在復(fù)雜的信號(hào)通路調(diào)控網(wǎng)絡(luò),互相協(xié)作或抑制以發(fā)揮相應(yīng)功能,這與中醫(yī)核心理念“整體觀(guān)念”相契合。從KEGG通路富集結(jié)果來(lái)看,杜仲治療ONFH的17個(gè)靶標(biāo)基因共富集于125個(gè)信號(hào)通路,其中有104個(gè)經(jīng)檢驗(yàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,這些信號(hào)通路主要集中在細(xì)胞的增殖凋亡、癌癥相關(guān)、血管生成及凝血相關(guān)、免疫、炎癥、代謝等生物學(xué)過(guò)程。(1)調(diào)控骨代謝:成骨細(xì)胞-破骨細(xì)胞耦聯(lián)的骨重建-骨吸收穩(wěn)態(tài)平衡是ONFH治療的關(guān)鍵點(diǎn)之一,破骨細(xì)胞分化(osteoclast differentiation)、調(diào)控干細(xì)胞多能性的信號(hào)通路(signaling pathways regulating pluripotency of stem cells)、細(xì)胞周期(cell cycle)、Wnt信號(hào)通路(Wnt signaling pathway)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK signaling pathway)均有較顯著的富集。Wnt信號(hào)通路調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化、抑制成脂分化[24];研究[25]表明激活MAPK信號(hào)通路通過(guò)提高ALP、BMP2等成骨相關(guān)蛋白表達(dá),促進(jìn)成骨細(xì)胞礦化過(guò)程;破骨細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖凋亡周期調(diào)控與成骨細(xì)胞-破骨細(xì)胞穩(wěn)態(tài)平衡關(guān)系密切,杜仲活性成分可能通過(guò)相關(guān)信號(hào)通路恢復(fù)ONFH的骨重建-骨吸收失衡,促進(jìn)骨重建,抑制骨吸收,修復(fù)骨壞死。(2)血管生成調(diào)控:ONFH發(fā)病與股骨頭血液循環(huán)欠佳密切相關(guān),缺氧缺血是發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié),HIF-1α信號(hào)通路耦聯(lián)血管生成與骨代謝平衡,可作用于生長(zhǎng)板軟骨細(xì)胞促進(jìn)血管內(nèi)皮生成因子表達(dá)從而促進(jìn)血管生成[26-27]。杜仲活性成分可能有改善ONFH病程中股骨頭局部微循環(huán)、促進(jìn)血管新生的作用。(3)炎癥代謝調(diào)控:改善ONFH局部特殊炎癥環(huán)境對(duì)其治療轉(zhuǎn)歸具有重要意義。NF-kappa B、T細(xì)胞受體等信號(hào)通路是重要的炎癥介導(dǎo)與免疫調(diào)控通路。炎癥因子誘導(dǎo)NF-κB活化,促進(jìn)破骨細(xì)胞增殖活動(dòng)[28];T細(xì)胞受體信號(hào)通路調(diào)控機(jī)體免疫應(yīng)答、炎癥因子釋放、殺傷靶細(xì)胞等生物學(xué)過(guò)程[29];杜仲苷、杜仲醇提物可抑制NF-κB、T細(xì)胞受體通路,減輕局部炎癥[30]。以上可能是其治療ONFH的潛在機(jī)制。

從靶標(biāo)基因富集的GO生物學(xué)過(guò)程來(lái)看,杜仲治療ONFH主要與藥物反應(yīng)、核酸的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、生長(zhǎng)因子活性、酶結(jié)合、細(xì)胞代謝因子活性等聯(lián)系緊密,與前述各富集的信號(hào)通路調(diào)控機(jī)體的生物學(xué)活動(dòng)相吻合,是進(jìn)一步探索杜仲活性成分治療ONFH潛在機(jī)制的重要環(huán)節(jié)。

綜上所述,杜仲治療ONFH存在多成分、多靶點(diǎn)、多通路等特點(diǎn),各活性成分、靶標(biāo)基因存在一定協(xié)同調(diào)控或拮抗調(diào)控作用,主要涉及的骨代謝平衡、血管生成、炎癥免疫調(diào)控等信號(hào)通路之間存在復(fù)雜相互作用,可能在股骨頭局部、機(jī)體全身發(fā)揮調(diào)控作用。杜仲治療ONFH的潛在分子機(jī)制復(fù)雜,本研究初步對(duì)相關(guān)機(jī)制進(jìn)行總體探索,希望為后續(xù)具體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供思路與方法。

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