基于加权基因共表达网络的复方红豆杉胶囊治疗肺腺癌有效成分及作用机制分析

目的 基于加权基因共表达网络(WGCNA)分析复方红豆杉胶囊治疗肺腺癌(LUAD)的有效成分及作用机制.方法 使用TCMSP数据库、BATMAN数据库筛选复方红豆杉胶囊的活性成分及治疗靶点;使用TCGA数据库及GEO数据库对LUAD的表达谱数据进行WGCNA分析,筛选LUAD的共表达模块.将复方红豆衫胶囊活性成分治疗靶点、TCGA数据库及GEO数据库中相关性差异最大的基因模块进行相互映射,取交集获得复方红豆杉胶囊治疗LUAD的加权共表达基因;使用R语言绘制加权共表达基因的药物—化合物—靶点图,并对加权共表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析.使用R语言对TCGA数据库的临床数据进行生存分析,绘制Kaplan-Meier单变量生存分析图,筛选复方红豆杉胶囊治疗LUAD的核心靶基因,并通过HPA数据库对该核心靶基因进行免疫组化分析,验证其在正常组织及LUAD组织中是否有差异.结果 共得到复方红豆杉胶囊活性成分141个,作用靶点356个.TCGA数据库中共得到15个基因共表达模块,GEO数据库中共得到5个基因共表达模块,其中TCGA数据库中的绿松石色模块(正常样本r=0.77,LUAD样本r=-0.77,P=9E-119)及GEO数据库中的绿松石色模块(正常样本r=0.88,LUAD样本r=-0.88,P=5E-22)相关性差异最明显,分别包含了6587、649个基因.将复方红豆杉胶囊活性成分治疗靶点、GEO数据库绿松石色基因、TCGA数据库绿松石色基因取交集,共得到复方红豆杉胶囊治疗LUAD的加权共表达基因14个,分别为LDLR、FOS、IL6、CAV1、TUBB3、TUBB6、MCL1、CA2、JUN、SLC6A4、CD36、ALDH1A1、MAOB、TFAP2C.加权共表达基因的药物—化合物—靶点图显示,红豆素A和紫杉碱为复方红豆杉胶囊治疗LUAD的主要活性成分.GO功能分析显示,复方红豆杉胶囊治疗LUAD的主要生物过程为有机羟基化合物转运、细胞对氧化应激的反应、对脂多糖的反应等,主要细胞成分为内吞囊泡膜、内吞囊泡、膜筏等,主要分子功能为低密度脂蛋白颗粒受体活性、一氧化氮合酶结合、脂蛋白颗粒受体活性等;KEGG通路分析显示,复方红豆杉胶囊治疗LUAD主要通过致病性大肠杆菌感染、朊病毒病、苯丙胺成瘾等通路发挥作用.Kaplan-Meier单变量生存分析图显示,CAV1基因为复方红豆杉胶囊治疗LUAD的核心靶基因(P<0.009).HPA数据库中免疫组织化学染色显示,CAV1在肺正常组织中染色中等,在LUAD组织中无染色.结论 复方红豆杉胶囊治疗LUAD的主要的活性成分为红豆素A和紫杉碱,核心靶基因为CAV1,其可通过有机羟基化合物的转运、调节低密度脂蛋白颗粒受体的活性等方式与致病性大肠杆菌感染信号传导通路协同发挥治疗作用.