从分子网络解析非创伤性股骨头坏死不同中医证候的生物学基础及其对证方药的作用机制

李泰贤; 张彦琼; 黄泽青; 宋梦歌; 谭彪; 王荣田; 林娜; 陈卫衡

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20201142

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从分子网络解析非创伤性股骨头坏死不同中医证候的生物学基础及其对证方药的作用机制

数据挖掘 | 更新时间：2023-07-12

- 从分子网络解析非创伤性股骨头坏死不同中医证候的生物学基础及其对证方药的作用机制
- Exploration on Biological Basis Underling Different Syndromes of Nontraumatic Osteonecrosis of Femoral Head Based on Network Pharmacology
- 中国实验方剂学杂志 2020年26卷第16期页码：192-204
- 作者机构：
  
  1.中国中医科学院中药研究所，北京 100700
  2.中国中医科学院望京医院，北京 100102
  3.北京中医药大学第三附属医院，北京 100029
- 作者简介：
  
  李泰贤，博士，主治医师，从事中医骨关节疾病的临床与基础研究工作，E-mail：drlitaixian@163.com
  张彦琼，博士，副研究员，从事中医药系统生物学研究工作，E-mail：yqzhang@icmm.an.cn
  陈卫衡，博士，主任医师，从事中医骨关节疾病的临床与基础研究工作，E-mail：drchenweiheng@163.com
- 基金信息：
  
  国家科技重大新药创制项目(2019ZX09731-002);国家自然科学基金面上项目(81973888);北京市自然科学基金面上项目(7182186);中国博士后科学基金项目(2019M660954)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20201142
  中图分类号： R2-0;R289;R816.6
- 网络出版日期：2020-03-27，
  
  纸质出版日期：2020-08-20
- 稿件说明：
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李泰贤,张彦琼,黄泽青等.从分子网络解析非创伤性股骨头坏死不同中医证候的生物学基础及其对证方药的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2020,26(16):192-204.

LI Tai-xian,ZHANG Yan-qiong,HUANG Ze-qing,et al.Exploration on Biological Basis Underling Different Syndromes of Nontraumatic Osteonecrosis of Femoral Head Based on Network Pharmacology[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2020,26(16):192-204.
李泰贤,张彦琼,黄泽青等.从分子网络解析非创伤性股骨头坏死不同中医证候的生物学基础及其对证方药的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2020,26(16):192-204. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20201142.

LI Tai-xian,ZHANG Yan-qiong,HUANG Ze-qing,et al.Exploration on Biological Basis Underling Different Syndromes of Nontraumatic Osteonecrosis of Femoral Head Based on Network Pharmacology[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2020,26(16):192-204. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20201142.

摘要

目的

从分子网络切入，解析非创伤性股骨头坏死（NONFH）不同中医证候的生物学基础及其对证方药的作用机制。

方法

30例NONFH患者（包括痰瘀阻络证、经脉痹阻证、肝肾亏虚证各10例）为疾病组，10例接受激素治疗未发生NONFH的患者为对照组。通过全基因组表达谱芯片检测与生物分子网络分析相整合的方法，筛选NONFH不同证候相关差异基因。在中医药整合药理学研究平台（TCMIP）v2.0（http://www.tcmip.cn/）的疾病表型相关分子数据库与中药材数据库中分别检索并筛选NONFH不同中医证候临床表型相关基因与其对证方药的化学成分谱以及相关化学成分所对应的候选靶标谱。通过构建NONFH不同中医证候及其对证方药的相互作用网络，筛选不同中医证候及对证方药相关核心基因与靶标。

结果

痰瘀阻络证相关分子网络分析结果显示，其核心证候基因参与的通路主要与调节骨代谢和脂质代谢相关，并参与机体“免疫-炎症系统”平衡和血液循环；健脾活骨方相关靶标网络分析结果显示，其核心靶标基因参与的通路主要与成骨相关，并参与化痰、活血、止痛、调节机体代谢、提高免疫功能和减轻炎症等。经脉痹阻证相关分子网络分析结果显示，其核心证候基因参与的通路主要与调节血液循环和机体“免疫-炎症系统”平衡相关，并参与调节脂质代谢和骨代谢；活血通痹方相关靶标网络分析结果显示，其核心靶标基因参与的通路主要与减轻炎症反应和成骨相关，并参与补气、活血、通痹等。肝肾亏虚证相关分子网络分析结果显示，其核心证候基因参与的通路主要与骨代谢、调节机体“免疫-炎症系统”平衡和脂质代谢相关，并参与调节血液循环；补肾壮骨方相关靶标网络分析结果显示，其核心靶标基因参与的通路主要与增强免疫功能和减轻炎症反应、强筋、壮骨有关，并参与活血和止痛。

结论

NONFH不同证候生物学基础各有侧重，痰瘀阻络证以调节骨代谢和脂质代谢相关通路异常为主，经脉痹阻证在机体“免疫-炎症系统”失衡基础上，出现血液循环调节通路异常，肝肾亏虚证则在骨和脂质代谢、机体“免疫-炎症系统”和血液循环等方面呈现多通路的异常，上述对证方药的核心靶标均体现出与其对应证候生物学基础匹配的作用特点。

Abstract

Objective

To explore the biological basis underlying the different syndromes of nontraumatic osteonecrosis of the femoral head (NONFH) according to the molecular interaction network associated with syndromes and the corresponding prescriptions.

Method

A total of 30 NONFH patients and 10 healthy controls were enrolled in the present study. The gene expression profiles associated with different syndromes of NONFH were detected by microarray analysis. Then

the molecular interaction networks of the differentially expressed genes of different syndromes were constructed to identify the crucial syndrome-related genes. After collecting the phenotype-related genes and the candidate targets of the corresponding prescriptions of different syndromes from Integrative Pharmacology-based Research Platform of Traditional Chinese Medicine (TCMIP) v2.0 (http://www.tcmip.cn/)

the molecular interaction network associated with syndromes and the corresponding prescriptions were constructed and the biological basis of each syndrome was analyzed by functional enrichment analysis.

Result

The crucial genes associated with the phlegm-stasis blocking collateral syndrome were mainly involved into the bone and lipid metabolism

and the regulation of immune-inflammation balance and circulation. Consistently

the candidate targets of the corresponding prescription-Jianpi Huogu prescription might play roles in the metabolism of osteogenesis

dissipating phlegm

activating circulation to remove blood stasis

relieving pain and inflammatory response. In addition

our data revealed that the stagnation of meridians syndrome-related genes could be mainly involved into the regulation of circulation and inflammatory response

as well as the metabolism of lipid and bone. Accordingly

the corresponding prescription of this syndrome-Huoxue Tongbi Formula could exert the regulatory effects on osteogenesis and inflammatory response

as well as the activation of the circulation and qi-invigorating. Moreover

the crucial genes associated with the liver and kidney deficiency syndrome played roles in various pathological processes during NONFH

such as the abnormal bone and lipid metabolisms

the immune-inflammation imbalance

and the blocked blood circulation

which were in line with our findings on the pharmacological mechanisms of the corresponding prescription of this syndrome-Bushen Zhuanggu formula.

Conclusion

The current study indicated that the phlegm-stasis blocking collateral syndrome may be mainly associated with the abnormal bone and lipid metabolisms. The molecular mechanisms underlying the stagnation of meridians syndrome may be the imbalance of "immune-inflammation" and the blocking circulation. Furthermore

the liver and kidney deficiency syndrome may be not only associated with the abnormal bone and lipid metabolisms

but also implicated into various biological pathways-related to inflammation and circulation. Interestingly

the pharmacological mechanisms of the corresponding prescriptions may be in accord to the biological basis of each syndrome.

关键词

Keywords

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