Network Pharmacology Study of Astragaloside Ⅳ in Treatment of Ischemic Stroke

Ming-zhu QI; Ni-xue ZHANG; Xiao-hui SU; Xiang-ying KONG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20210338

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Network Pharmacology Study of Astragaloside Ⅳ in Treatment of Ischemic Stroke

Data Mining | 更新时间：2021-02-09

- Network Pharmacology Study of Astragaloside Ⅳ in Treatment of Ischemic Stroke
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 3, Pages: 163-170(2021)
- 作者机构：
  
  中国中医科学院中药研究所，北京 100700
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20210338
  CLC： R2-0;R289;R743
- Received：13 September 2020，
  
  Published Online：15 December 2020，
  
  Published：05 February 2021
- 稿件说明：
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戚明珠,张铌雪,苏晓慧等.黄芪甲苷治疗缺血性脑卒中的网络药理学[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(03):163-170.

QI Ming-zhu,ZHANG Ni-xue,SU Xiao-hui,et al.Network Pharmacology Study of Astragaloside Ⅳ in Treatment of Ischemic Stroke[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(03):163-170.
戚明珠,张铌雪,苏晓慧等.黄芪甲苷治疗缺血性脑卒中的网络药理学[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(03):163-170. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210338.

QI Ming-zhu,ZHANG Ni-xue,SU Xiao-hui,et al.Network Pharmacology Study of Astragaloside Ⅳ in Treatment of Ischemic Stroke[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(03):163-170. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210338.

摘要

目的

使用网络药理学的方法研究黄芪甲苷治疗缺血性脑卒中的机制。

方法

在药物靶点预测平台Swiss Target Prediction上预测黄芪甲苷的靶点，借助人类基因数据库（GeneCards），药物靶标数据库（TTD），中医药研究综合数据库（TCMID）及中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）检索缺血性脑卒中疾病的靶点；将化合物靶点与疾病靶点作交集得到黄芪甲苷作用于缺血性脑卒中的潜在靶点。使用蛋白质相互作用平台（STRING）构建蛋白相互作用（PPI）网络，并通过网络拓扑分析筛选核心靶点。在生物学信息注释数据库（DAVID）中对交集靶点进行基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析。最后进行分子对接验证，进一步明确黄芪甲苷作用于缺血性脑卒中的核心靶点。

结果

黄芪甲苷与缺血性脑卒中的靶点取交集后获得44个共同靶点，PPI网络拓扑分析发现蛋白激酶B1（Akt1），肾素（REN），表皮生长因子受体（EGFR），血管内皮生长因子A（VEGFA），非受体酪氨酸蛋白激酶Src（SRC）是黄芪甲苷治疗缺血性脑卒中的核心靶点。KEGG通路富集分析结果显示，黄芪甲苷作用于缺血性脑卒中的通路涉及神经活性配体-受体相互作用通路，环磷酸鸟苷（cGMP）/cGMP依赖的蛋白激酶（PKG）信号通路、钙信号通路、小分子G蛋白（Rap1）信号通路、磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路等。

结论

黄芪甲苷可能通过作用于Akt1，REN，EGFR，VEGFA，SRC等靶点促进血管生成及抑制血小板活性进而改善脑血流量，又可以抑制脑部缺血组织细胞的凋亡及炎症反应等减轻神经功能的损伤，最终产生治疗缺血性脑卒中的效果。该研究结果为深入探究黄芪甲苷治疗缺血性脑卒中的作用机制提供了思路和引导方向。

Abstract

Objective

To study the mechanism of astragaloside Ⅳ in the treatment of ischemic stroke by means of network pharmacology.

Method

The targets of astragaloside Ⅳ were predicted using Swiss Target Prediction platform， and the targets of ischemic stroke were retrieved using GeneCards， Therapeutic Target Database （TTD）， Traditional Chinese Medicine Integrated Database （TCMID） and Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform （TCMSP） databases. The potential targets of astragaloside Ⅳ acting on ischemic stroke were obtained by the intersection of the targets of astragaloside Ⅳ and ischemic stroke. STRING platform was used to build protein-protein interaction （PPI） network， and eigenvalues were calculated through network topology analysis to screen core targets. Gene Ontology （GO） analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway analysis were performed on the related targets in DAVID database. Finally， molecular docking verification was conducted to further clarify the core targets of astragaloside Ⅳ acting on ischemic stroke.

Result

The 44 common targets were obtained after the intersection of the targets of astragaloside Ⅳ and ischemic stroke. PPI network topology analysis showed that RAC-alpha serine/threonine-protein kinase （Akt1）， renin （REN）， epidermal growth factor receptor （EGFR）， vascular endothlial growth factor A （VEGFA） and neuronal proto-oncogene tyrosine-protein kinase （SRC） were the core targets of astragaloside Ⅳ in the treatment of ischemic stroke. Enrichment analysis results of KEGG pathway showed that the pathways of astragaloside Ⅳ acting on ischemic stroke involved the neuroactive ligand-receptor interaction pathway， cGMP-PKG signaling pathway， calcium signaling pathway， Rap1 signaling pathway， PI3K/Akt signaling pathway， etc.

Conclusion

Astragaloside Ⅳ may promote angiogenesis and inhibit platelet activity by acting on Akt1， REN， EGFR， VEGFA， SRC， thus improving cerebral blood flow. It can also inhibit the apoptosis of ischemic brain tissue cells and inflammation to reduce the damage of nerve function， and finally treat ischemic stroke. This study provides ideas and guidance for further exploring the mechanism of astragaloside Ⅳ in the treatment of ischemic stroke.

关键词

Keywords

references

王陇德，刘建民，杨弋，等 . 我国脑卒中防治仍面临巨大挑战——《中国脑卒中防治报告2018》概要［J］. 中国循环杂志， 2019 ， 34 （ 2 ）： 105 - 119 .

詹佳虹，楚世峰 . 补益药治疗缺血性脑卒中的研究进展［J］. 神经药理学报， 2018 ， 8 （ 6 ）： 61 .

黄娟，彭熙炜，廖君，等 . 中医药治疗急性缺血性脑卒中的用药规律分析［J］. 湖南中医杂志， 2017 ， 33 （ 1 ）： 115 - 116 .

罗飘，楚世峰 . 黄芪在脑卒中的临床药理学及机制研究［J］. 神经药理学报， 2018 ， 8 （ 6 ）： 42 .

滕跃，马文波，王晶，等 . 黄芪甲苷及缬芎滴丸对急性缺血性脑卒中患者影像学表现的影响［J］. 检验医学与临床， 2017 ， 14 （ 19 ）： 2839 - 2841，2844 .

WANG H L ， ZHOU Q H ， XU M B ， et al . Astragaloside Ⅳ for experimental focal cerebral ischemia：preclinical evidence and possible mechanisms ［J］. Oxid Med Cell Longev ， 2017 ， 2017 ： 8424326 .

潘家祜 . 基于网络药理学的药物研发新模式［J］. 中国新药与临床杂志， 2009 ， 28 （ 10 ）： 721 - 726 .

DAINA A ， MICHIELIN O ， ZOETE V . SwissTargetPrediction：updated data and new features for efficient prediction of protein targets of small molecules ［J］. Nucleic Acids Res ， 2019 ， 47 （ 1 ）： 357 - 364 .

UNIPROT C . UniProt：a worldwide hub of protein knowledge ［J］. Nucleic Acids Res ， 2019 ， 47 （ 1 ）： 506 - 515 .

SAFRAN M ， DALAH I ， ALEXANDER J ， et al . GeneCards Version 3：the human gene integrator ［J］. Database ， 2010 ， doi： 10.1093/database/baq020 http://dx.doi.org/10.1093/database/baq020 .

WANG Y ， ZHANG S ， LI F ， et al . Therapeutic target database 2020：enriched resource for facilitating research and early development of targeted therapeutics ［J］. Nucleic Acids Res ， 2020 ， 48 （ D1 ）： D1031 - D1041 .

SZKLARCZYK D ， GABLE A L ， LYON D ， et al . STRING v11：protein-protein association networks with increased coverage，supporting functional discovery in genome-wide experimental datasets ［J］. Nucleic Acids Res ， 2019 ， 47 （ D1 ）： D607 - D613 .

SHANNON P ， MARKIEL A ， OZIER O ， et al . Cytoscape：a software environment for integrated models of biomolecular interaction networks ［J］. Genome Res ， 2003 ， 13 （ 11 ）： 2498 - 504 .

LE D H ， PHAM V H . HGPEC：a Cytoscape app for prediction of novel disease-gene and disease-disease associations and evidence collection based on a random walk on heterogeneous network ［J］. BMC Syst Biol ， 2017 ， 11 （ 1 ）： 61 .

DENNIS G ， SHERMAN B T ， HOSACK D A ， et al . DAVID：database for annotation，visualization，and integrated discovery ［J］. Genome Biol ， 2003 ， 4 （ 5 ）： 418 - 427 .

TROTT O ， OLSON A J . AutoDock Vina：improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function，efficient optimization，and multithreading ［J］. J Comput Chem ， 2010 ， 31 （ 2 ）： 455 - 461 .

ZHANG Y ， WAN Y ， CHEN Y ， et al . Ultrasound-enhanced chemo-photodynamic combination therapy by using albumin "nanoglue"-based nanotheranostics ［J］. ACS Nano ， 2020 ， 14 （ 5 ）： 5560 - 5569 .

URBAN T J ， NICOLETTI P ， CHALASANI N ， et al . Minocycline hepatotoxicity：clinical characterization and identification of HLA-B35：02 as a risk factor ［J］. J Hepatol ， 2017 ， 67 （ 1 ）： 137 - 144 .

MORRIS G M ， HUEY R ， OLSON A J . Using AutoDock for ligand-receptor docking ［J］. Curr Protoc Bioinformatics ， 2008 ， doi： 10.1002/0471250953.bi0814s24 http://dx.doi.org/10.1002/0471250953.bi0814s24 .

靳晓飞，张彐宁，周晓红，等 . 黄芪甲苷对脑缺血再灌注大鼠炎症因子及超微结构的影响［J］. 中国比较医学杂志， 2020 ， 30 （ 4 ）： 1 - 6 .

HERS I ， VINCENT E E ， TAVARE J M . Akt signalling in health and disease ［J］. Cell Signal ， 2011 ， 23 （ 10 ）： 1515 - 1527 .

FERNANDEZ-HERNANDO C ， JOZSEF L ， JENKINS D ， et al . Absence of Akt1 reduces vascular smooth muscle cell migration and survival and induces features of plaque vulnerability and cardiac dysfunction during atherosclerosis ［J］. Arterioscler Thromb Vasc Biol ， 2009 ， 29 （ 12 ）： 2033 - 2040 .

王雅惠，江澜，陈沛，等 . 肾素-血管紧张素系统与缺血性脑卒中的关系研究进展［J］. 中华神经医学杂志， 2019 ， 18 （ 2 ）： 184 - 188 .

张芹，奥婷，肖淑英，等 . 表皮生长因子受体-细胞外信号调节激酶信号通路在缺血性脑血管病中的相关研究进展［J］. 中国医药导报， 2018 ， 15 （ 9 ）： 36 - 40 .

GU D M ， LU P H ， ZHANG K ， et al . EGFR mediates astragaloside Ⅳ-induced Nrf2 activation to protect cortical neurons against in vitro ischemia/reperfusion damages ［J］. Biochem Biophys Res Commun ， 2015 ， 457 （ 3 ）： 391 - 397 .

GEISELER S J ， MORLAND C . The janus face of VEGF in stroke ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 5 ）： 1362 .

孙丽，王岭，李艳，等 . 黄芪甲苷对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用和机制研究［J］. 中国临床神经科学， 2014 ， 22 （ 1 ）： 43 - 49 .

丁明芹 . 非受体酪氨酸激酶Src在脑缺血损伤中研究进展［J］. 中国继续医学教育， 2015 ， 7 （ 9 ）： 169 - 170 .

潘玲珍，闫智勇，左长英，等 . 长期使用地西泮对神经活性配体受体相互作用信号通路的影响［J］. 中国药科大学学报， 2011 ， 42 （ 5 ）： 443 - 446 .

OLMESTIG J N E ， MARLET I R ， HAINSWORTH A H ， et al . Phosphodiesterase 5 inhibition as a therapeutic target for ischemic stroke：a systematic review of preclinical studies ［J］. Cell Signal ， 2017 ， 38 ： 39 - 48 .

张丽敏 . 黄芪甲苷抗PC12细胞氧化损伤作用机制研究［D］. 石家庄：河北联合大学， 2014 .

HENRICH M ， BUCKLER K J . Cytosolic calcium regulation in rat afferent vagal neurons during anoxia ［J］. Cell Calcium ， 2013 ， 54 （ 6 ）： 416 - 427 .

LAGARRIGUE F ， PAUL D S ， GINGRAS A R ， et al . Talin1 is the principal platelet Rap1 effector of integrin activation ［J］. Blood ， 2020 ， 136 （ 10 ）： 1180 - 1190 .

宋修云，胡金凤，陈乃宏 . 神经细胞凋亡与脑缺血疾病［J］. 中国药理学通报， 2012 ， 28 （ 3 ）： 307 - 310 .

杜帅，刘佳，刘婷，等 . 基于PI3K/Akt/NF- κ B信号通路探讨益母草碱对缺血性脑卒中大鼠脑组织病理变化的影响［J］. 中国动脉硬化杂志， 2019 ， 27 （ 10 ）： 853 - 861 .

张佳琳，李元元，杨文亮，等 . 黄芪甲苷基于PI3K/Akt/Bcl-2信号通路对PC12细胞OGD/R损伤的保护机制研究［J］. 神经药理学报， 2017 （ 5 ）： 1 - 8 .

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