独活-牛膝药对治疗膝骨关节炎的网络药理学机制及实验验证

[目的]应用网络药理学及分子对接技术探讨独活-牛膝药对治疗膝骨关节炎(KOA)的作用机制,并通过体外实验进行验证.[方法]检索TCMSP、中国药典、BATMAN-TCM数据库获取独活、牛膝的活性成分,筛选去重后应用TCMSP数据库确定作用靶点,运用GeneCards和OMIM数据库筛选KOA相关的靶点.采用Cytoscape构建药物活性成分-KOA-靶点网络模型并进行分析;运用STRING数据库构建蛋白质相互作用(PPI)网络,通过R 4.0.2软件对交集靶点进行基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集;运用AutoDockTools对前5位的核心靶点进行分子对接.进而通过体外细胞实验验证有效成分槲皮素对核心靶点的调控作用.[结果]通过筛选得到14个有效活性成分、171个活性成分靶点、2040个KOA靶点和99个交集靶点.GO分析结果显示独活-牛膝药对治疗KOA关键靶点的生物功能主要涉及炎症反应、细胞代谢、调节蛋白激酶及磷酸酶活性等.KEGG通路主要富集到肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、白细胞介素17(IL-17)信号通路、癌症通路等.分子对接结果显示独活-牛膝药对中槲皮素与MMP9、VEGFA、TP53等关键靶点有较好的结合能力.体外实验验证结果显示,蛋白免疫印迹(Western Blot)及定量聚合酶链反应(RT-PCR)证明槲皮素可以抑制MMP9、VEGFA、TP53的表达(P<0.05).[结论]独活-牛膝药对治疗KOA的机制可能是通过抑制MMP9、VEGFA、TP53的表达进而综合抑制炎症反应、影响软骨代谢及细胞增殖凋亡的结果.