ネットワークの薬理学とデータマイニングに基づいて、COVID-19に続発する肺線維症の分子メカニズムと高周波コアTCMの調査

背景：Covid-19に続発する合併症、肺線維症（PF）は、Covid-19に感染した膨大な数の個人を考えると、死亡率が遅れている可能性があります。ただし、COVID-19に続発するPFの分子メカニズムは完全には解明されておらず、標的療法のための新しい戦略の識別が困難になっています。この研究の目的は、ネットワークの薬理学とデータマイニングを通じて、COVID-19に続発するPFを標的とする分子メカニズムと高周波コアの伝統的な漢方薬（TCM）を体系的に特定することを目的としています。 方法：COVID-19に続発するPFの分子メカニズムは、PF、タンパク質 - タンパク質相互作用ネットワーク分析、および濃縮経路分析に関連するCOVID-19の差次的に発現した遺伝子および既知の標的をマッピングすることにより同定されました。次に、COVID-19に続発するPFを標的とする高周波コアTCMは、データマイニングと「Covid-19-成分に続発するPFに関連する主要なターゲット」および「主要成分キーハーブ」ネットワーク分析によって特定されました。そして最後に、分子ドッキングによる主要な成分と主要なターゲット間の相互作用を検証しました。 結果：COVID-19に続発するPFの分子メカニズムは、主に腫瘍壊死因子（TNF）シグナル伝達経路、サイトカインシトカイン受容体相互作用経路、およびNF-κBシグナル伝達経路に関連していました。これらのうち、サイトカインインターロイキン6（IL-6）、TNF、およびIL-1βは、Covid-19に続発するPFに関連する重要な標的として同定されました。これらの主要なターゲットをターゲットとする高周波コアTCMは、ケルセチン、エピガロカテキン-3-ガレート、エモディン、トリプトリド、レスベラトロール、およびポリゴナム帯状角のハーブなど、これらの主要なターゲットをターゲットにした高周波コアTCMが特定されました。最後に、我々の結果は、推定ドッキングエネルギー<0 kcal/molで、IL-6、TNF、およびIL-1βタンパク質によくドッキングされたケルセチンとレスベラトロールによって検証されました。 結論：この研究では、IL-6、TNF、およびIL-1βを標的とすることにより、COVID-19に続発するPFのサイトカイン関連の分子メカニズムとPFに対する高周波コアTCMを特定しました。これは、COVID-19に続発するPFに対する潜在的な治療効果を持つ小分子化合物の発見のための新しいアイデアを提供します。

BACKGROUND: The complication, pulmonary fibrosis (PF) secondary to COVID-19, may have a second wave of late mortality, given the huge number of individuals infected by COVID-19. However, the molecular mechanisms of PF secondary to COVID-19 haven't been fully elucidated, making the identification of novel strategies for targeted therapy challenging. This study aimed to systematically identify the molecular mechanisms and high-frequency core traditional Chinese medicine (TCM) targeting PF secondary to COVID-19 through network pharmacology and data mining. METHODS: The molecular mechanisms of PF secondary to COVID-19 were identified by mapping the COVID-19 differentially expressed gene and known targets associated with PF, protein-protein interactions network analysis, and enrichment pathway analysis; then the high-frequency core TCM targeting PF secondary to COVID-19 were identified by data mining and "Key targets related to PF secondary to COVID-19 - Ingredients" and "Key ingredients-key herbs" network analysis; and last we validated the interaction between the key ingredients and key targets by molecular docking. RESULTS: The molecular mechanisms of PF secondary to COVID-19 were mainly related to tumor necrosis factor (TNF) signaling pathway, cytokine-cytokine receptor interaction pathway, and NF-κB signaling pathway. Among these, cytokines interleukin 6 (IL-6), TNF, and IL-1β were identified as the key targets associated with PF secondary to COVID-19. The high-frequency core TCM targeting these key targets were identified, including ingredients of quercetin, epigallocatechin-3-gallate, emodin, triptolide, resveratrol, and herb of Polygonum cuspidatum. Finally, our results were validated by quercetin and resveratrol both well docked to IL-6, TNF, and IL-1β protein, with the estimated docking energy <0 kcal/mol. CONCLUSIONS: This study identified the cytokines-related molecular mechanisms of PF secondary to COVID-19, and the high-frequency core TCM against PF by targeting IL-6, TNF, and IL-1β. Which provides new ideas for the discovery of small molecular compounds with potential therapeutic effects on PF secondary to COVID-19.