基于生物信息学葛根素治疗骨质疏松症的关键机制分析

摘要

目的：基于生物信息学和网络药理学初步分析葛根素治疗骨质疏松的关键分子机制,为骨质疏松症的治疗提供新的靶点. 方法：通过TCMSP数据库分析葛根素的化学属性,检索GEO公共数据库中关于葛根素和骨质疏松症的相关芯片,借助R语言分析差异基因,分别构建作用靶点的蛋白质-蛋白质相互作用关系(PPI),明确葛根素治疗骨质疏松症的关键基因,利用DAVID数据库对关键基因进行GO分析和KEGG通路分析. 结果：①葛根素的类药性为0.69;②检索GEO数据库确定葛根素相关序列号为GSE85871的芯片,利用R语言分析筛选出667个差异基因;检索GEO数据库确定骨质疏松症相关序列号为GSE56116的芯片,利用R语言分析筛选出1228个差异基因,③通过GeneMANIA数据库分别构建葛根素和骨质疏松症作用靶点的PPI网络图,采用Cytoscape映射获得80个关键基因;④通过DAVID在线分析功能富集显示,葛根素治疗骨质疏松症的生物学进程主要涵盖凋亡过程、雄激素受体信号通路、细胞分裂、钙离子反应及基因转录的正向调节等,信号通路主要表现为内质网中的蛋白质加工、胰岛素信号转导通路、细胞凋亡及促性腺激素释放激素信号转导通路等. 结论：利用网络药理学和生物信息学能有效地分析GEO数据库的原始基因芯片数据,通过芯片内在的生物学信息分析不仅能识别目前已知的葛根素治疗骨质疏松症相关生物进程和信号通路,还能发现一些新的通路或生物学过程;葛根素有望成为新的治疗骨质疏松症的分子.