ネットワーク薬理学に基づく乾癬治療におけるQubi Formulaのメカニズムの検討

Investigation on the Mechanism of Qubi Formula in Treating Psoriasis Based on Network Pharmacology.

• Lin Zhou
• Lingyun Zhang
• Disheng Tao

抄録

目的:

中国で乾癬治療に有効であることが実証されている伝統的な漢方薬であるQubi Formula（QBF）の薬理学的メカニズムを明らかにすることを目的とする。

Objective: To elucidate the pharmacological mechanisms of Qubi Formula (QBF), a traditional Chinese medicine (TCM) formula which has been demonstrated as an effective therapy for psoriasis in China.

方法:

漢方薬システム薬理学（TCMSP）データベース、BATMAN-TCMデータベース、文献検索を用いてQBFの薬理活性成分の発掘と標的候補の予測を行った。乾癬関連のターゲットは、Therapeutic Target Database（TTD）、DrugBank Database（DBD）、MalaCards データベース、DisGeNET データベースから取得した。また、QBFの潜在的標的と乾癬関連標的との相互作用に関するネットワークを、StringデータベースのPPIデータを用いて構築した。その後、乾癬治療におけるQubi Formulaのコアターゲット（PPIネットワークの主要ターゲット）を発掘するために、トポロジカルパラメータ（DNMC、Degree、Closeness、Betweennessを含む）を計算した。Cytoscapeを用いてQubi Formulaの乾癬治療における成分-ターゲットのコアネットワークを構築し、ClueGOを用いてこれらのコアターゲットのGO-BPとKEGG経路のエンリッチメント解析を行った。

Methods: The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology (TCMSP) database, BATMAN-TCM database, and literature search were used to excavate the pharmacologically active ingredients of QBF and to predict the potential targets. Psoriasis-related targets were obtained from Therapeutic Target Database (TTD), DrugBank database (DBD), MalaCards database, and DisGeNET database. Then, we established the network concerning the interactions of potential targets of QBF with well-known psoriasis-related targets by using protein-protein interaction (PPI) data in String database. Afterwards, topological parameters (including DNMC, Degree, Closeness, and Betweenness) were calculated to excavate the core targets of Qubi Formula in treating psoriasis (main targets in the PPI network). Cytoscape was used to construct the ingredients-targets core network for Qubi Formula in treating psoriasis, and ClueGO was used to perform GO-BP and KEGG pathway enrichment analysis on these core targets.

研究成果:

乾癬治療における QBF の成分-標的-疾患コアネットワークをスクリーニングしたところ，175 種類の有効成分が含まれており，27 のコアターゲットに対応することがわかった．さらに、濃縮分析の結果、乾癬治療におけるQBFのターゲットは、主に複数の生物学的プロセス（タンパク質の核内転座、複数の刺激（免疫炎症因子、酸化ストレス）に対する細胞応答に関連している）にクラスター化されていることが示唆された。また、乾癬に対するQBFの作用機序を明らかにするために、リンパ球の活性化、サイクラーゼ活性の調節、細胞接着、細胞死）、関連経路（VEGF、JAK-STAT、TLRs、NF-B、リンパ球分化関連経路）を明らかにした。

Results: The ingredient-target-disease core network of QBF in treating psoriasis was screened to contain 175 active ingredients, which corresponded to 27 core targets. Additionally, enrichment analysis suggested that targets of QBF in treating psoriasis were mainly clustered into multiple biological processes (associated with nuclear translocation of proteins, cellular response to multiple stimuli (immunoinflammatory factors, oxidative stress, and nutrient substance), lymphocyte activation, regulation of cyclase activity, cell-cell adhesion, and cell death) and related pathways (VEGF, JAK-STAT, TLRs, NF-B, and lymphocyte differentiation-related pathways), indicating the underlying mechanisms of QBF on psoriasis.

結論:

本研究により、Qubi Formulaが乾癬の様々な病態因子（炎症性浸潤や血管新生異常など）を「マルチ化合物・マルチターゲット・マルチパスウェイ」で緩和することをネットワーク薬理学を用いて明らかにしました。また、本研究で得られた成果は、乾癬治療におけるQBFのさらなる臨床応用の可能性を示唆するものである。

Conclusion: In this work, we have successfully illuminated that Qubi Formula could relieve a wide variety of pathological factors (such as inflammatory infiltration and abnormal angiogenesis) of psoriasis in a "multicompound, multitarget, and multipathway" manner by using network pharmacology. Moreover, our present outcomes might shed light on the further clinical application of QBF on psoriasis treatment.

Copyright © 2020 Lin Zhou et al.