1.6 构建姜黄素治疗膝骨关节炎的姜黄素-共同靶点-通路网络图对“1.4”中获得的药物与疾病共同靶点和“1.5”中获得的通路名称，制作和 文件，导入Cytoscape 软件，再次利用NetworkAnalyzer 工具包计算网络中节点的拓扑学属性，然后根据degree 值设置药物、靶点和通路标志大小，菱形表示姜黄素，圆形表示靶点，矩形表示通路，构建姜黄素-共同靶点-通路网络图。

1.7 姜黄素关键靶点与靶蛋白的分子对接为观察姜黄素进入机体后，能否和机体的靶蛋白结合进而发挥药效，文章将1.3 中根据degree 值设置大于中位数获得的关键靶点与姜黄素这个化合物进行分子对接，分子对接能有效确定与靶受体部位空间、作用力和电性特征匹配小分子化合物，预测与靶点结合的可能性[21]，文章借助IGEMDOCK 软件将潜在关键治疗靶点与靶蛋白进行对接，进一步验证化合物靶点预测的准确性[22]。首先将潜在关键治疗靶点输入蛋白质结构数据库(Protein Data Bank，PDB)中[23]，找到相应蛋白的PDBID，保存为pdb 格式。从pubchem数据库中下载Curcumin 的2D 结构的sdf格式[24]，然后通过OpenBabel 软件将其转化为mol2 格式，将靶蛋白数据信息和Curcumin 的mol2 文件导入IGEMDICK 软件进行分子对接，得到分子对接数据。

1.8 主要观察指标主要包括筛选的基因靶点及其相关通路。

2 结果 Results

2.1 姜黄素相关作用靶点的收集与筛选通过筛选上述药物数据库得到与姜黄素作用相关的靶点，合并去重后得到339个靶点，见图1。在GSE 的芯片中包含了12 个姜黄素干预U937 细胞(人类单核细胞系，The human monocytic cell line)的干预组和12 个对照组，对其结果使用GEO2R 进行在线分析，再根据P<0.05，logFC>1 或logFC<-1 为限定值，得到显著差异基因397 个，其中上调基因238 个，下调基因151 个，并制作火山图，上调基因用红色表示，下调基因用绿色表示，见图2。根据表达矩阵和分组信息，绘制差异基因的热图，见图3。最后将上述药物数据库获得的靶点与差异表达基因提取并集，即获得姜黄素作用的可能相关靶点(728 个)，见图1。

2.2 筛选膝骨关节炎的疾病靶点通过筛选上述疾病数据库合并去重后获得膝骨关节炎疾病相关靶点1 903 个。利用R 程序包绘制膝骨关节炎疾病靶点和姜黄素预测靶点绘制韦恩图，得到129 个共同靶点，见图4。

2.3 构建蛋白质互作网络图和拓扑学分析将上述药物-疾病共同靶点输入STRING 数据库，得到PPI 互作网络图，将结果保存成tsv 文件，借助Cytoscape软件构建PPI 网络，如图5，相互作用网络包含54 个节点(nodes)和241 条边(edges)。图5 中1 个节点的度(degree)表示网络中和节点相连的路线的条数，degree 越大表示该节点与其他节点的关系越密切，所处的位置在网络中越重要。通过NetworkAnalyzer 工具分析选取，选取Degree ≥15(中位数)，得到8 个关键靶点，关键靶点之间共26 条边，关键靶点详细介绍见表2。

2.4 GO 富集分析与KEGG 通路分析结果将 129 个共同靶点经R 语言运行后GO分析与KEGG 功能富集分析，分别得到125 个生物学进程条目和 37 个KEGG 信号通路条目，并将结果选取前20 条以气泡图形式输出，见图6，7，气泡的大小表示该条目下差异基因的个数，点越大表示基因数越多。颜色表示调整后的P值，越红表示调整后的P值越小，富集越明显。GO 分析结果显示，富集基因数目>10 的条目有11 个，主要与DNA 结合转录因子，DNA 结合转录激活剂活性，RNA 聚合酶Ⅱ特异性，内肽酶活性、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性、核受体活性、配体激活的转录因子活性、金属肽酶活性及磷酸酶结合有关。KEGG 功能分析显示：共同靶点主要富集于白细胞介素17 信号通路、肿瘤坏死因子信号通路和低氧诱导因子1 信号通路[25]，其中红色气泡的白细胞介素17 信号通路和肿瘤坏死因子通路更为重要，选择些条通路进行绘制，见图8，9。在这37 条通路中，根据count 值排序，大于中位数(12)的通路由大到小依次是PI3K-Akt(20)、MAPK(18)、白细胞介素17(16)、肿瘤坏死因子(16)和缺氧诱导因子1 信号通路(13)。

2.5 构建姜黄素治疗膝骨关节炎的姜黄素-共同靶点-通路网络图将药物与疾病共同靶点和通路构建姜黄素-共同靶点-通路网络图，见图10，其中节点越大，说明该节点越重要，相互作用网络包含129 药物-疾病共同靶点、37 个KEGG 信号通路、168 个节点和476 条边。共同靶点根据degree 排名，前10 位的靶点是AKT1，NFKB1，RELA，IKBKB，CHUK，MAPK14，JUN，IKBKG，EGFR 和GSK3B。

2.6 姜黄素关键靶点与靶蛋白的分子对接结果将姜黄素关键靶点进行分子对接判断其进入机体后能否与靶蛋白稳定结合。IGEMDOCK 软件的分子对接结果是以能量的高低来判断姜黄素关键靶点与靶蛋白结合程度的，能量值越小，与靶蛋白结合的亲和力越大，IGEMDOCK对接结果表明对接能量值均低于-100，见表3，结果表明姜黄素关键靶点与靶蛋白有很好的结合性，从表3 中可以看出胰岛素样生长因子1 受体(IGF1R)与3D94 结合亲和力最强，对其进行可视化分析，见图11。

文章来源：《中国中医药图书情报杂志》 网址: http://www.zgzyytsqbzz.cn/qikandaodu/2021/0613/733.html