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二甲双胍对糖尿病视网膜病变治疗作用的网络药理学分析
陈源
邢茜
黄正如
作者及单位信息
·
DOI： 10.3760/cma.j.cn115989-20191215-00543
Network pharmacology analysis of metformin against diabetic retinopathy
Chen Yuan
Xing Qian
Huang Zhengru
Authors Info & Affiliations
Chen Yuan
Department of Ophthalmology, Changshu No.2 People's Hospital, Changshu 215500, China
Xing Qian
Department of Ophthalmology, Changshu No.2 People's Hospital, Changshu 215500, China
Huang Zhengru
Department of Ophthalmology, Changshu No.2 People's Hospital, Changshu 215500, China
·
DOI： 10.3760/cma.j.cn115989-20191215-00543
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摘要

目的通过网络药理学方法研究二甲双胍治疗糖尿病视网膜病变(DR)的分子药效机制。

方法自Pubchem数据库获取二甲双胍的化学结构，通过PharmMapper、SwissTargetPrediction及DrugBank数据库获取药物作用的靶点基因；通过GeneCards和DisGeNET获取数据库内DR的致病基因。取二甲双胍的作用靶点基因与DR致病基因的交集，将交集内的基因作为二甲双胍治疗DR的目标基因。通过STRING数据库构建目标基因的蛋白-蛋白互作网络。通过Metascape对目标基因进行生物本体论和功能通路分析。

结果获取了31个二甲双胍治疗DR的目标基因。这些基因的生物学过程主要富集于对缺氧的反应及核苷酸代谢等；细胞组件主要富集于微绒毛、细胞紧密连接等；分子功能主要富集于辅助因子结合、一氧化氮合成酶(NOS)活性等；功能通路富集于止血、血管内皮生长因子(VEGF)信号通路等。

结论二甲双胍主要通过影响细胞之间紧密连接、细胞缺氧反应、NOS以及VEGF信号通路等控制DR的进展。

二甲双胍;糖尿病视网膜病变;药理学;基因
ABSTRACT

ObjectiveTo explore the pharmacological molecular mechanisms of metformin against diabetic retinopathy (DR) based on network pharmacology approach.

MethodsAfter chemical constitution of metformin was acquired from Pubchem database, target genes of metformin were identified by PharmMapper, SwissTargetPrediction and DrugBank database, and the pathological genes were obtained from GeneCards and DisGeNET database.Subsequently, the intersection of metformin targets and pathologic targets of DR were served as therapeutic targets of metformin against DR.The construction of protein-protein interaction (PPI) network was constructed by STRING, gene ontology (GO) and functional pathway were analyzed by Metascape.

ResultsOverall 31 therapeutic target genes of metformin against DR were obtained.Biological process of the PPI network was mainly enriched in reactive oxygen species metabolic process and nucleotide metabolism; cellular component was mainly enriched in microvillus and adherens junction; molecular function was mainly enriched in cofactor binding and nitric oxide synthase (NOS) activity.Functional pathway was mainly enriched in hemostasis and signaling by vascular endothelial growth factor (VEGF).

ConclusionsMetformin prevents the development of DR mainly through affecting cellular tight junctions and reaction to hypoxia, modulating NOS and VEGF signaling pathways.

Metformin;Diabetic retinopathy;Pharmacology;Gene
Huang Zhengru, Email: mocdef.3ab61xoc2lcc
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引用本文

陈源,邢茜,黄正如. 二甲双胍对糖尿病视网膜病变治疗作用的网络药理学分析[J]. 中华实验眼科杂志,2020,38(12)：1011-1015.

DOI:10.3760/cma.j.cn115989-20191215-00543

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二甲双胍是一种双胍类降糖药，是目前治疗2型糖尿病的首选药物之一。糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病的眼部主要并发症之一，是一种严重的致盲眼病。近期研究表明，服用二甲双胍的糖尿病患者其眼部并发症，如DR的发病率较服用其他降糖药物明显偏低 [ 1 , 2 ]。目前有关二甲双胍治疗DR药理机制的研究较少，具体机制尚不明确。网络药理学是基于系统生物学的理论，从多靶点的研究策略出发，将药物、靶点网络与生物系统网络相结合，以分析、观察药物对疾病干预和影响的新学科。通过网络药理学对药物进行研究有助于揭示药物作用机制，提高药物的治疗效果，降低毒性作用和不良反应。本课题组应用网络药理学分析二甲双胍对DR的治疗作用。
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百度学术
万方数据
备注信息
A
黄正如，Email： mocdef.3ab61xoc2lcc
B

陈源：论文操作、论文撰写、数据整理、统计分析；黄正如、邢茜：论文修改

C
所有作者均声明不存在利益冲突
D
江苏省卫计委医学科研课题面上项目 (H2017001)
苏州市科技发展计划项目 (SYSD2019017)
常熟市卫健委科技发展计划项目 (cswsq201907)
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