癌の治療における黄琴白草ハーブペアの潜在的なメカニズムを探るためのネットワーク薬理学的アプローチ

A Network Pharmacology Approach to Explore the Potential Mechanisms of Huangqin-Baishao Herb Pair in Treatment of Cancer.

• Tian Xu
• Qingguo Wang
• Min Liu

抄録

背景 本研究の目的は、黄琴白草ペアの生理活性成分を同定し、薬理学的アプローチによりその抗がん作 用メカニズムを明らかにすることであった。材料と方法 HQ-BSハーブペアに含まれる化合物の詳細情報を漢方薬理学（TCMSP）から入手し、OB≧30％、DL≧0.18の基準でスクリーニングした。化合物標的予測にはシステマティック・ドラッグ・ターゲティング・モデル（SysDT）を使用し、京都遺伝子・ゲノム百科事典（KEGG）パスウェイエンリッチメントのために標的を解析した。また、Cytoscapeプラグインを用いてコアネットワークを同定した後、HQ-BSターゲットの蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）ネットワークを構築した。結果 HQ-BS の 47 種類の生理活性化合物と 107 種類のヒト由来の標的を発見した。化合物標的ネットワークと標的シグナル経路ネットワークを構築し、トポロジカル解析に使用した。その結果、がんのコア化合物として、ケンフェロール、β-シトステロール、スティグマステロール、ウォゴニン、オロキシリン-aが同定された。カルシウムシグナル伝達経路、PI3K-Aktシグナル伝達経路、TNFシグナル伝達経路、化学発がん、エストロゲンシグナル伝達経路、がんのプロテオグリカン、HIF-1シグナル伝達経路、甲状腺ホルモンシグナル伝達経路、VEGFシグナル伝達経路、小細胞肺がん、前立腺がん、大腸がん、NOD様受容体シグナル伝達経路、T細胞受容体シグナル伝達経路は、HQ-BSのがん治療における潜在的なシグナルであることがわかりました。また、PPIネットワーク解析により、TNFシグナル伝達経路、トリプトファン代謝、癌におけるプロテオグリカン、細胞周期、化学発癌のサブネットワークが得られた。結論 HQ-BSはフラボノイド、フィトステロール、その他の化合物を含む様々な生理活性化合物を含有しており、これらの化合物は癌に対する複数の標的や経路を阻害または活性化することができる。

BACKGROUND The aim of this study was to identify the bioactive ingredients of Huangqin-Baishao herb pair and to reveal its anti-cancer mechanisms through a pharmacology approach. MATERIAL AND METHODS Detailed information on compounds in the HQ-BS herb pair was obtained from the Traditional Chinese medicine systems pharmacology (TCMSP) and screened by the criteria of OB ≥30% and DL ≥0.18. A systematic drug targeting model (SysDT) was used for compound targets prediction, and then the targets were analyzed for Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway enrichment. The protein-protein interaction (PPI) network of HQ-BS targets was constructed, after identifying core networks through Cytoscape plugins. RESULTS We found 47 bioactive compounds of HQ-BS and 107 human-derived targets. A compound target network and a target signal pathway network were constructed and used for topological analysis. Kaempferol, beta-sitosterol, stigmasterol, wogonin, and oroxylin-a were identified as core compounds and pathways in cancer. The calcium signaling pathway, PI3K-Akt signaling pathway, TNF signaling pathway, chemical carcinogenesis, estrogen signaling pathway, proteoglycans in cancer, HIF-1 signaling pathway, thyroid hormone signaling pathway, VEGF signaling pathway, small cell lung cancer, prostate cancer, colorectal cancer, NOD-like receptor signaling pathway, and T cell receptor signaling pathway were found to be potential signals of HQ-BS in treating cancer. Through PPI network analysis, TNF signaling pathway, tryptophan metabolism, proteoglycans in cancer, cell cycle, and chemical carcinogenesis sub-networks were obtained. CONCLUSIONS HQ-BS contains various bioactive compounds, including flavonoids, phytosterols, and other compounds, and these compounds can inhibit or activate multiple targets and pathways against cancer.