維生素C聯(lián)合甘草酸抗COVID-19的生信分析
2019冠狀病毒病(COVID-19)醫(yī)學(xué)診斷迅速而高效，但目前還沒(méi)有有效的治療方法。維生素C (VC)具有抗衰老、抗病毒和抗免疫損害的特性，是一種有效的治療復(fù)合肺炎的藥物。甘草酸(GA)是從甘草根中提取的主要生物活性成分。具有解毒、止咳、抗炎、抗腫瘤和抗菌功能等藥理作用，臨床上用于治療炎癥性疾病。目前VC+GA治療COVID-19的臨床療效尚未進(jìn)行研究。接下來(lái)這篇文章進(jìn)行了生物信息學(xué)分析，從理論上評(píng)估VC+GA抗COVID-19的潛在分子機(jī)制。
技術(shù)路線圖：
結(jié)果：
1. VC和GA目標(biāo)的篩選和識(shí)別
Genecard和OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)篩選出與COVID-19相關(guān)的426個(gè)基因。經(jīng)過(guò)Uniprot數(shù)據(jù)庫(kù)校正后，確定了338個(gè)VC藥理作用基因和223個(gè)GA藥理作用基因。Venn圖顯示了靶向COVID-19的34個(gè)VC交集基因和28個(gè)GA交集基因
2. VC和GA靶基因的GO生物學(xué)過(guò)程和KEGG通路富集
GO分析的結(jié)果表明, 靶向COVID-19的VC作用相關(guān)基因的生物過(guò)程主要參與peptidyl-絲氨酸磷酸化、peptidyl-絲氨酸修飾、調(diào)節(jié)細(xì)胞間粘附、生物刺激引起的細(xì)胞應(yīng)答、正向調(diào)節(jié)核質(zhì)運(yùn)輸、調(diào)節(jié)白細(xì)胞細(xì)胞間粘附、調(diào)節(jié)T細(xì)胞激活、脂多糖應(yīng)答、T細(xì)胞的激活、凝血、白細(xì)胞間粘附、外部刺激引起的細(xì)胞應(yīng)答、止血、凝血等。134條富集的KEGG通路包括人類巨細(xì)胞病毒感染、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)信號(hào)通路、T細(xì)胞受體(TCR)信號(hào)通路、非小細(xì)胞肺癌、 醛固酮調(diào)節(jié)的鈉重吸收、鞘脂類信號(hào)通路、甲狀腺激素信號(hào)通路等生物學(xué)過(guò)程。
GO的數(shù)據(jù)表明, 靶向COVID-19的GA作用相關(guān)基因的生物過(guò)程主要參與脂多糖應(yīng)答、非生物刺激引起的細(xì)胞應(yīng)答、細(xì)胞對(duì)環(huán)境的刺激做出反應(yīng)、細(xì)菌來(lái)源的分子反應(yīng)等。146個(gè)富集的KEGG通路包括人類巨細(xì)胞病毒感染、血清素激活的突觸、自然殺傷細(xì)胞介導(dǎo)細(xì)胞毒性、人類免疫缺陷病毒(HIV)感染、抗表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑、促性腺激素信號(hào)通路、VEGF信號(hào)通路等。
VC
GA
3. 治療COVID-19的VC+GA潛在靶點(diǎn)的生物信息學(xué)分析
針對(duì)COVID-19，確定了17個(gè)VC和GA相交的靶基因:PRKCE、SLC6A4、CYP2D6、PRKCB、 MAPK1、VEGFR、DPP4、MAPK3、ABCB1、ATP1A1、MAPK14、 LCK、CCR5、PTGS2、PTGS1、PRKCA和PTPRC。
VC+GA靶向COVID-19的排名前10的GO條目有外部刺激引起的細(xì)胞應(yīng)答(0071496)、peptidyl-絲氨酸修飾(0018209)、peptidyl-絲氨酸磷酸(0018105)、血小板激活(0030168)、調(diào)節(jié)細(xì)胞間粘附(0022407)、對(duì)脂多糖應(yīng)答(0032496)、反應(yīng)分子的細(xì)菌來(lái)源(0002237)、T細(xì)胞激活(0042110)、凝血(0007596)和白細(xì)胞間粘附(0007159)。
VC+GA靶向COVID-19的排名前15個(gè)KEGG信號(hào)通路有糖尿病并發(fā)癥中AGE-RAGE信號(hào)通路 (hsa04933)、醛固酮調(diào)節(jié)鈉重吸收(hsa04960),EGFR酪氨酸激酶抑制劑耐藥(hsa04960)、ErbB信號(hào)通路(hsa04012)、FcγR介導(dǎo)的吞噬作用(hsa04666)、膠質(zhì)瘤(hsa05214)、GnRH信號(hào)通路(hsa04912)、人巨細(xì)胞病毒感染(hsa04912)、卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒感染(hsa04912)、腫瘤中MicroRNAs (hsa05206)、非小細(xì)胞肺癌(hsa05206)、腫瘤中的蛋白多糖(hsa05205)、血清素能突觸(hsa04726)、TCR信號(hào)通路(hsa04660)和VEGF信號(hào)通路(hsa04370)
4. VC+GA對(duì)抗COVID-19的熱圖
圖6A和B分別為VC + GA對(duì)抗COVID-19的GO生物學(xué)過(guò)程和KEGG信號(hào)通路的熱圖。
5. VC+GA對(duì)抗COVID-19的網(wǎng)絡(luò)圖
前20個(gè)富集的GO條目和KEGG通路創(chuàng)建了VC+GA-靶基因-GO-KEGG-COVID-19 的網(wǎng)絡(luò)可視化。結(jié)果顯示，VC和GA共享10個(gè)BP和15個(gè)KEGG通路，代表它們聯(lián)合針對(duì)COVID-19的靶基因。
總結(jié)：
1.確定并可視化了維生素C (VC)和甘草酸(GA)聯(lián)合治療COVID-19的候選靶點(diǎn)和潛在機(jī)制。
2.生物信息學(xué)研究結(jié)果表明，VC+GA可能通過(guò)抗氧化、抗病毒和抗炎聯(lián)合作用抑制COVID-19，并激活免疫系統(tǒng)。
3.利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)進(jìn)行生物信息學(xué)分析是揭示生物活性化合物對(duì)抗復(fù)雜疾病的候選基因和分子途徑的一種有前景的方法。