基于網絡藥理學解析胡桃醌抗胃癌作用機制的深度探究一、引言1.1研究背景與意義胃癌作為全球范圍內高發的惡性腫瘤之一，嚴重威脅人類健康。據統計，其發病率在各類癌癥中位居前列，死亡率也居高不下。在我國，胃癌同樣是消化系統常見的惡性腫瘤，給患者及其家庭帶來沉重的負擔。多數胃癌患者在確診時已處于中晚期，這是因為早期胃癌癥狀隱匿，缺乏特異性表現，使得患者難以察覺，從而延誤了最佳治療時機。手術切除、化療、放療等是目前治療胃癌的主要手段。然而，這些傳統治療方法存在諸多局限性。手術切除雖能直接去除腫瘤組織，但對于中晚期患者，癌細胞可能已經發生轉移，手術難以徹底清除所有癌細胞，且手術創傷較大，術后恢復時間長，患者生活質量受到嚴重影響。化療藥物在殺死癌細胞的同時，也會對正常細胞造成損傷，引發一系列嚴重的不良反應，如惡心、嘔吐、脫發、免疫力下降等，導致患者對化療的耐受性降低，無法完成完整的治療療程。放療則可能對周圍正常組織產生輻射損傷，影響患者的身體健康。此外，胃癌細胞容易對化療藥物產生耐藥性，使得化療效果逐漸減弱，進一步降低了患者的生存率和生活質量。因此，尋找安全、有效的新型治療藥物或方法，成為胃癌治療領域亟待解決的關鍵問題。胡桃醌（Juglone）是一種從胡桃科植物胡桃楸的未成熟外果皮、枝葉和樹皮中分離出來的天然萘醌類化合物。近年來，胡桃醌的抗腫瘤活性逐漸受到關注，研究表明，其對多種腫瘤細胞，如人白血病細胞（HL-60）、人肝癌細胞（BEL-7402）和人肺癌細胞（A549）等均有顯著的抑制作用。在胃癌研究方面，已有研究初步發現胡桃醌對胃癌細胞的增殖、侵襲和糖酵解具有一定的影響，然而，其具體的抗胃癌作用機制尚未完全明確。深入探究胡桃醌抗胃癌的作用機制，不僅有助于揭示其治療胃癌的潛在價值，為開發新型抗胃癌藥物提供理論依據，還可能為胃癌的治療提供新的思路和方法，具有重要的臨床意義。網絡藥理學作為一門新興的交叉學科，融合了系統生物學、生物信息學、計算科學以及藥理學等多領域的理論和技術手段。它摒棄了傳統的單一靶點藥物設計思路，從系統層面解析藥物與生物體交互的復雜關系，關注藥物作用于多個相關靶點組成的生物網絡，探討藥物如何通過多途徑、多靶點調控生物網絡來影響疾病狀態。網絡藥理學能夠整合多層面的生物數據，包括基因表達譜、蛋白質相互作用網絡、代謝通路以及疾病相關靶點信息，深入研究中藥復方中多種化學成分與生物靶點之間的交互關系，從而全面、系統地解析中藥的整體效應和治療優勢。將網絡藥理學應用于胡桃醌抗胃癌作用機制的研究，能夠充分發揮其系統性和整體性的優勢，突破傳統研究方法的局限，從多個角度、多個層面揭示胡桃醌抗胃癌的潛在作用機制，為深入理解胡桃醌的藥理作用提供新的視角，具有重要的科學研究價值。1.2胡桃醌與胃癌概述胡桃醌（Juglone），化學名稱為5-羥基-1,4-萘醌，是一種從胡桃科植物如胡桃楸的未成熟外果皮、枝葉和樹皮中提取分離得到的天然萘醌類化合物。其分子式為C_{10}H_{6}O_{3}，分子量為174.15，呈現為深紫色晶體狀。胡桃醌具有獨特的化學結構，由一個萘醌環和一個酚羥基組成，這種特殊結構賦予了它多樣的生物活性。在抗菌方面，研究表明胡桃醌對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等多種細菌具有抑制作用。石河子大學的研究團隊發現，胡桃醌對大腸桿菌的最小抑菌濃度（MIC）為0.0625mg/mL，通過破壞大腸桿菌細胞膜的通透性和完整性、影響膜蛋白以及抑制生物膜形成等方式，發揮抗菌功效。在抗真菌領域，胡桃醌對常見的皮膚致病真菌如白色念珠菌等也表現出一定的抑制活性，可用于治療皮膚真菌感染。此外，胡桃醌還具有抗炎作用，能夠抑制炎癥介質的釋放，減輕炎癥反應，對關節炎等慢性炎癥疾病具有潛在的治療價值。胡桃醌的抗腫瘤活性是其最為引人關注的生物活性之一。大量研究證實，胡桃醌對多種腫瘤細胞具有顯著的抑制作用。在對人白血病細胞（HL-60）的研究中發現，胡桃醌能夠誘導HL-60細胞凋亡，通過激活細胞內的凋亡信號通路，促使癌細胞程序性死亡。在人肝癌細胞（BEL-7402）的實驗中，胡桃醌可抑制BEL-7402細胞的增殖，使細胞周期阻滯在特定階段，進而抑制腫瘤細胞的生長。在人肺癌細胞（A549）的研究中，胡桃醌不僅能抑制A549細胞的增殖和遷移，還能調節腫瘤免疫微環境，增強機體對腫瘤細胞的免疫監視和殺傷能力。這些研究表明，胡桃醌在抗腫瘤方面具有廣闊的應用前景，有可能成為新型抗腫瘤藥物研發的重要候選物質。胃癌是全球范圍內常見的惡性腫瘤之一，嚴重威脅人類健康。據世界衛生組織國際癌癥研究機構（IARC）發布的全球癌癥統計數據顯示，胃癌的發病率在各類癌癥中位居前列，每年新增病例眾多。在我國，胃癌同樣是消化系統常見的惡性腫瘤，其發病率和死亡率均較高。胃癌的發生是一個多因素、多步驟的復雜過程，幽門螺桿菌（Helicobacterpylori，Hp）感染、不良飲食習慣（如高鹽飲食、長期食用腌制食品等）、遺傳因素以及環境因素等都與胃癌的發生密切相關。Hp感染被認為是胃癌發生的主要危險因素之一，長期感染Hp可導致胃黏膜反復炎癥損傷，進而引發胃黏膜上皮細胞的異型增生，最終發展為胃癌。不良飲食習慣會對胃黏膜造成直接刺激和損傷，增加胃癌的發病風險。遺傳因素在胃癌的發生中也起著重要作用，某些基因突變或遺傳多態性可使個體對胃癌的易感性增加。早期胃癌患者的癥狀往往不明顯，可能僅表現為上腹部不適、隱痛、食欲不振等非特異性癥狀，容易被忽視。隨著病情的進展，患者會逐漸出現上腹部疼痛加劇、消瘦、貧血、嘔血、黑便等癥狀。多數患者在確診時已處于中晚期，此時癌細胞可能已經發生局部浸潤或遠處轉移，治療難度大大增加。手術切除是治療胃癌的主要手段之一，但對于中晚期胃癌患者，手術往往難以徹底清除癌細胞，且術后復發率較高。化療是胃癌綜合治療的重要組成部分，然而，化療藥物在殺死癌細胞的同時，也會對正常細胞造成損傷，引發一系列嚴重的不良反應，如惡心、嘔吐、脫發、骨髓抑制等，導致患者生活質量下降，甚至無法耐受化療。放療同樣會對周圍正常組織產生輻射損傷，影響患者的身體健康。此外，胃癌細胞容易對化療藥物產生耐藥性，使得化療效果逐漸降低，進一步影響患者的預后。據統計，晚期胃癌患者經外科手術治療后，5年生存率僅為30%左右，且生活質量較差，需要長期的醫療支持和護理。目前，關于胡桃醌抗胃癌的研究雖取得了一定進展，但仍存在諸多不足。已有研究初步發現胡桃醌對胃癌細胞的增殖、侵襲和糖酵解具有一定的抑制作用，然而其具體的作用機制尚未完全明確。胡桃醌抗胃癌的作用靶點、參與的信號通路以及與其他相關分子的相互作用等方面的研究還不夠深入。此外，現有研究多集中在細胞實驗和動物實驗層面，缺乏大規模的臨床研究驗證，其在人體內的藥代動力學特征、安全性和有效性等關鍵信息有待進一步明確。網絡藥理學作為一門新興的交叉學科，為解決這些問題提供了新的思路和方法。通過網絡藥理學的研究方法，可以系統地分析胡桃醌與胃癌相關靶點之間的相互作用關系，挖掘潛在的作用機制，為深入研究胡桃醌抗胃癌的藥理作用提供全面的視角。同時，網絡藥理學還可以整合多組學數據，如基因表達譜、蛋白質組學和代謝組學等，從多個層面揭示胡桃醌抗胃癌的分子機制，為開發新型抗胃癌藥物提供理論依據。1.3網絡藥理學在藥物研究中的應用網絡藥理學作為一門新興的交叉學科，近年來在藥物研究領域得到了廣泛的應用和深入的發展。它基于系統生物學和多向藥理學的理論基礎，利用生物分子網絡分析方法，從系統層面解析藥物與生物體交互的復雜關系，為藥物研發和作用機制研究提供了全新的視角和方法。網絡藥理學的核心原理在于摒棄傳統的單一靶點藥物設計思路，轉而關注藥物作用于多個相關靶點組成的生物網絡。在生物體內，疾病的發生發展往往涉及多個基因、蛋白質以及信號通路的異常變化，這些生物分子之間相互作用，形成了復雜的生物網絡。網絡藥理學通過整合多層面的生物數據，如基因表達譜、蛋白質相互作用網絡、代謝通路以及疾病相關靶點信息等，構建“藥物-靶點-疾病”的相互作用網絡模型，深入探討藥物如何通過多途徑、多靶點調控生物網絡來影響疾病狀態。例如，在腫瘤研究中，腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲和轉移等過程涉及多個信號通路的異常激活或抑制，如PI3K-Akt-mTOR信號通路、MAPK信號通路等。網絡藥理學可以全面分析這些信號通路中與腫瘤相關的靶點，以及藥物與這些靶點的相互作用關系，從而揭示藥物治療腫瘤的潛在作用機制。與傳統的藥物研究方法相比，網絡藥理學具有顯著的優勢。首先，它能夠從整體上把握藥物的作用機制，避免了傳統單靶點研究的局限性。傳統的藥物研發往往聚焦于單一靶點，然而，許多疾病是由多個基因和信號通路共同作用引起的復雜疾病，單一靶點藥物難以全面有效地治療這些疾病。網絡藥理學通過多靶點、多途徑的研究方式，能夠更全面地揭示藥物對疾病網絡的綜合干預作用，為治療復雜疾病提供更有效的策略。其次，網絡藥理學可以提高藥物研發的成功率，降低研發成本。通過構建“藥物-靶點-疾病”網絡模型，網絡藥理學能夠在藥物研發早期對藥物的作用靶點和作用機制進行預測和分析，篩選出具有潛在活性的藥物分子和靶點，減少不必要的實驗和研發投入，提高新藥研發的效率和成功率。此外，網絡藥理學還可以為藥物的重新定位和聯合用藥提供理論依據，拓展藥物的治療適應癥，優化臨床治療方案。在中藥研究領域，網絡藥理學的應用為揭示中藥的藥效物質基礎和作用機制提供了新的思路和方法。中藥具有“多成分、多靶點、多途徑”的作用特點，其作用機制復雜，傳統的研究方法難以全面解析。網絡藥理學通過整合中藥化學成分、靶點和疾病相關信息，構建中藥網絡藥理學模型，能夠系統地研究中藥復方中多種化學成分與生物靶點之間的交互關系，深入探討中藥的整體效應和治療優勢。例如，在研究中藥復方治療心血管疾病的作用機制時，網絡藥理學可以通過數據庫挖掘和分析，篩選出中藥復方中的活性成分及其對應的靶點，構建“活性成分-靶點-疾病”網絡模型，然后進行基因本體論（GO）和京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析，揭示中藥復方作用于心血管疾病的生物學過程和功能通路，從而闡釋其作用機制。網絡藥理學在中藥研究中的應用主要包括以下幾個方面：一是活性成分的篩選與鑒定。通過網絡藥理學方法，可以預測中藥中潛在的活性成分，并通過實驗驗證其活性，為中藥活性成分的研究提供新的思路和方法。二是作用靶點的預測與驗證。網絡藥理學可以利用生物信息學和計算化學方法，預測中藥活性成分的作用靶點，并通過實驗驗證其與靶點的相互作用，為深入研究中藥的作用機制提供基礎。三是作用機制的闡釋。通過構建“中藥-活性成分-靶點-疾病”網絡模型，結合GO和KEGG通路富集分析，能夠全面系統地揭示中藥治療疾病的作用機制，為中藥的現代化研究提供理論支持。四是組方規律的研究。網絡藥理學可以分析中藥復方中各成分之間的協同作用關系，揭示中藥復方的組方規律，為中藥復方的優化和新藥研發提供科學依據。對于胡桃醌抗胃癌作用機制的研究，網絡藥理學同樣具有重要的指導意義。通過網絡藥理學方法，可以系統地分析胡桃醌與胃癌相關靶點之間的相互作用關系，構建“胡桃醌-靶點-胃癌”網絡模型，預測胡桃醌抗胃癌的潛在作用靶點和信號通路。然后，通過實驗驗證這些靶點和信號通路，深入探討胡桃醌抗胃癌的作用機制。例如，通過網絡藥理學分析預測出胡桃醌可能作用于PI3K-Akt-mTOR信號通路中的某些靶點，抑制胃癌細胞的增殖和侵襲。隨后，可以通過細胞實驗和動物實驗，檢測該信號通路中相關蛋白的表達和活性變化，驗證胡桃醌對該信號通路的調控作用，從而明確胡桃醌抗胃癌的作用機制。此外，網絡藥理學還可以結合多組學技術，如基因表達譜、蛋白質組學和代謝組學等，從多個層面深入研究胡桃醌抗胃癌的分子機制，為開發新型抗胃癌藥物提供全面的理論依據。二、材料與方法2.1胡桃醌相關靶點的獲取首先，利用中藥系統藥理學數據庫與分析平臺（TCMSP，/tcmsp.php），以胡桃醌為關鍵詞進行檢索，獲取其潛在作用靶點。TCMSP是一個綜合性的中藥系統藥理學數據庫，整合了大量中藥化學成分、靶點及相關藥理信息，為中藥研究提供了豐富的數據資源。在檢索過程中，設定口服生物利用度（OB）≥30%和類藥性（DL）≥0.18作為篩選條件。OB反映了藥物經口服后被吸收進入體循環的程度，較高的OB值意味著藥物更容易被人體吸收利用；DL則用于評估化合物的成藥潛力，符合DL標準的化合物更有可能成為有效的藥物。通過這兩個條件的篩選，能夠初步確定具有較高生物活性和潛在成藥價值的胡桃醌靶點。同時，借助STITCH數據庫（http://stitch.embl.de/）進一步補充胡桃醌的作用靶點信息。STITCH是一個專門用于存儲和分析化學物質與蛋白質相互作用關系的數據庫，涵蓋了大量的化學物質和蛋白質相互作用數據，其數據來源廣泛，包括實驗驗證數據、文獻挖掘數據以及預測數據等，能夠為胡桃醌靶點的獲取提供更全面的信息。在STITCH數據庫中，以胡桃醌的化學結構或名稱作為檢索條件，檢索與之具有相互作用的蛋白質靶點。該數據庫通過整合多種數據資源，構建了化學物質與蛋白質之間的相互作用網絡，能夠有效挖掘潛在的藥物-靶點相互作用關系。此外，利用SwissTargetPrediction數據庫（http://www.swisstargetprediction.ch/）預測胡桃醌的作用靶點。SwissTargetPrediction是一個基于機器學習算法的靶點預測工具，它利用化合物的化學結構信息，通過與已知的化合物-靶點相互作用數據進行比對和分析，預測化合物可能作用的靶點。該數據庫采用了先進的計算方法和大量的訓練數據，能夠快速準確地預測化合物的潛在靶點，為藥物靶點的發現提供了重要的技術支持。在使用SwissTargetPrediction數據庫時，上傳胡桃醌的化學結構文件，數據庫將根據其算法預測與之相關的作用靶點。將從上述三個數據庫中獲取的胡桃醌靶點信息進行匯總，得到一個包含多個潛在靶點的初始數據集。由于不同數據庫的數據來源和檢索方式存在差異，初始數據集中可能存在重復的靶點信息。為了確保數據的準確性和可靠性，使用R語言中的duplicated()函數對初始數據集進行去重處理。該函數能夠識別數據集中重復的元素，并將其去除，最終得到一個不包含重復靶點的胡桃醌相關靶點數據集，用于后續的研究分析。2.2胃癌相關靶點的收集從GeneCards數據庫（/）獲取胃癌相關靶點。GeneCards是一個綜合性的基因數據庫，整合了來自多個數據源的基因信息，包括基因功能、表達譜、疾病關聯等。在該數據庫中，以“gastriccancer”作為關鍵詞進行檢索，獲取與胃癌相關的基因靶點信息。數據庫通過對大量文獻和實驗數據的挖掘和整理，構建了全面的基因與疾病關聯網絡，能夠提供豐富的胃癌相關靶點數據。利用OMIM數據庫（/）補充胃癌靶點。OMIM即在線人類孟德爾遺傳數據庫，專注于收集和整理與人類遺傳性疾病相關的基因信息。在OMIM數據庫中，輸入“gastriccancer”進行搜索，篩選出與胃癌相關的基因條目，這些條目詳細記錄了與胃癌發生發展相關的基因突變、遺傳模式以及臨床表型等信息，為獲取胃癌相關靶點提供了重要的參考。通過DrugBank數據庫（https://www.drugbank.ca/）獲取胃癌相關的藥物靶點，該數據庫包含了大量藥物和其作用靶點的信息，以及藥物的化學結構、藥理作用、臨床應用等詳細數據。在DrugBank數據庫中，以“gastriccancer”為關鍵詞，檢索用于治療胃癌的藥物及其對應的靶點信息。通過對這些藥物靶點的分析，可以了解到在胃癌治療過程中，藥物作用的關鍵分子靶點，為研究胃癌的發病機制和治療靶點提供線索。在TTD數據庫（/ttd/）中檢索胃癌相關靶點。TTD是一個治療靶點數據庫，專門收集與各種疾病治療相關的靶點信息，其數據來源于大量的科學文獻和實驗研究，具有較高的可靠性和權威性。在TTD數據庫中，輸入“gastriccancer”進行檢索，獲取已被證實或研究的與胃癌治療相關的靶點數據，這些靶點是當前胃癌治療研究的重點對象，對深入了解胃癌的治療機制具有重要意義。將從上述四個數據庫中獲取的胃癌相關靶點信息進行匯總，得到一個包含多個潛在靶點的初始數據集。由于不同數據庫的數據來源和更新時間存在差異，初始數據集中可能存在重復的靶點信息。為了確保數據的準確性和一致性，使用R語言中的duplicated()函數對初始數據集進行去重處理，最終得到一個不包含重復靶點的胃癌相關靶點數據集，用于后續與胡桃醌靶點的交集分析。2.3交集靶點的確定將獲取到的胡桃醌相關靶點數據集與胃癌相關靶點數據集，利用韋恩圖（Venndiagram）進行可視化分析，以找出兩者的共同靶點。韋恩圖是一種常用于展示集合之間關系的圖形工具，它通過不同集合之間的重疊區域，直觀地呈現出多個集合的交集、并集等關系。在本研究中，使用在線工具Venny2.1.0（b.csic.es/tools/venny/）繪制韋恩圖。將胡桃醌靶點數據集和胃癌靶點數據集分別導入Venny2.1.0工具中，設置相應的參數，確保數據準確無誤地展示在韋恩圖中。在韋恩圖中，兩個圓分別代表胡桃醌靶點集合和胃癌靶點集合，兩個圓的重疊部分即為胡桃醌與胃癌的共同靶點。通過觀察韋恩圖，可以清晰地看到胡桃醌與胃癌之間存在的潛在聯系，這些共同靶點是胡桃醌發揮抗胃癌作用的重要分子基礎。對共同靶點進行詳細的記錄和整理，得到一個包含胡桃醌與胃癌共同靶點的數據集，這些交集靶點將作為后續研究的重點對象，用于構建蛋白-蛋白相互作用網絡（PPI網絡）、基因本體論（GO）功能富集分析以及京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析等，以深入探究胡桃醌抗胃癌的作用機制。2.4蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）網絡構建與分析將確定的胡桃醌與胃癌的交集靶點導入STRING數據庫（/），構建蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）網絡。在STRING數據庫中，設置物種為“Homosapiens”，以確保獲取的相互作用關系是針對人類的。選擇“Multipleproteins”作為輸入方式，將交集靶點基因名逐一輸入到對應的輸入框中，點擊“SEARCH”按鈕進行檢索。檢索完成后，為了保證數據的可靠性和有效性，設置最低相互作用分數（combinedscore）為0.4，即僅保留相互作用分數大于等于0.4的蛋白質對，這是因為較高的相互作用分數通常意味著蛋白質之間的相互作用更為可靠。同時，選擇“evidence”視圖模式，該模式下能夠展示出蛋白質相互作用的證據來源，包括實驗驗證、文獻挖掘、數據庫整合等多種證據類型，有助于后續對相互作用關系的進一步分析和驗證。在完成上述設置后，點擊“CONTINUE”按鈕，即可得到PPI網絡的初步結果。為了更方便地對PPI網絡進行后續的分析和可視化處理，點擊頁面中的“Exports”選項，下載TSV格式的PPI網絡數據文件，該文件包含了PPI網絡中各節點（蛋白質）之間的相互作用信息，如節點名稱、相互作用類型、相互作用分數等。將從STRING數據庫下載的TSV格式的PPI網絡數據文件導入Cytoscape軟件（/）進行可視化分析和進一步處理。Cytoscape是一款功能強大的開源軟件平臺，專門用于可視化分子相互作用網絡和生物通路，并能夠將這些網絡與注釋、基因表達譜和其他狀態數據進行集成，通過安裝各種插件，還可以實現多種多樣的分析功能，在生物信息學和系統生物學研究中得到了廣泛的應用。在Cytoscape軟件中，選擇“File-Import-Network-file”選項，導入下載的TSV文件。導入成功后，軟件會根據文件中的數據自動繪制出PPI網絡的初始圖形，此時的網絡圖形可能較為雜亂，節點和邊的布局不夠合理，不利于直觀地觀察和分析。為了優化網絡圖形的展示效果，使用Cytoscape軟件中的“Layout”功能對網絡布局進行調整。例如，選擇“DegreeSortedCircleLayout”布局方式，該方式會根據節點的度（即與該節點相連的邊的數量）對節點進行排序，并將節點呈圓形排列，使得度較高的節點位于圓心附近，度較低的節點分布在圓周上，這樣可以更清晰地展示網絡中節點的重要性和相互關系。同時，還可以對節點和邊的顏色、大小、形狀等屬性進行自定義設置，以便更好地突出網絡中的關鍵信息。例如，根據節點的度來調整節點的大小，度越大的節點顯示得越大，從而直觀地反映出節點在網絡中的重要程度；根據相互作用分數來調整邊的粗細，相互作用分數越高的邊顯示得越粗，以體現蛋白質之間相互作用的強弱。利用Cytoscape軟件中的CytoHubba插件篩選PPI網絡中的核心靶點。CytoHubba插件提供了多種計算節點重要性的算法，如Degree、BetweennessCentrality、ClosenessCentrality、EigenvectorCentrality等。Degree算法是基于節點的度來衡量節點的重要性，度越高的節點在網絡中與其他節點的連接越多，其在網絡中的作用可能越關鍵；BetweennessCentrality算法則考慮了節點在網絡中最短路徑上的出現頻率，該值越高，說明該節點在信息傳遞過程中起到的中介作用越重要；ClosenessCentrality算法通過計算節點到其他所有節點的最短路徑之和的倒數來衡量節點的重要性，值越大表示該節點與其他節點的距離越近，在網絡中的信息傳播效率越高；EigenvectorCentrality算法將節點的重要性與連接到該節點的其他節點的重要性相關聯，認為與重要節點連接越多的節點自身也越重要。在本研究中，綜合運用Degree、BetweennessCentrality和EigenvectorCentrality三種算法，分別計算每個節點的相應得分。Degree得分反映了節點的連接密集程度，BetweennessCentrality得分體現了節點在網絡信息傳遞中的中介作用，EigenvectorCentrality得分則從整體網絡結構的角度評估了節點的重要性。對每個節點的三種得分進行標準化處理，消除不同算法得分之間的量綱差異，然后將標準化后的得分進行加權求和，得到每個節點的綜合得分。根據綜合得分對節點進行排序，選擇綜合得分排名前20的節點作為核心靶點。這些核心靶點在胡桃醌抗胃癌的作用過程中可能發揮著關鍵作用，后續將對這些核心靶點進行深入的功能分析和驗證，以揭示胡桃醌抗胃癌的潛在作用機制。2.5基因本體（GO）功能富集分析利用DAVID數據庫（/）對胡桃醌與胃癌的交集靶點進行基因本體（GO）功能富集分析。DAVID數據庫是一個功能強大的注釋、可視化和綜合分析數據庫，它整合了多個數據源的信息，能夠對基因列表進行全面的功能注釋和富集分析，為深入理解基因的生物學功能提供了有力的工具。在DAVID數據庫中，點擊左側功能菜單中的“FunctionalAnnotation”進入分析頁面。在“EnterGeneList”文本框中，將交集靶點基因名按每行一個的格式粘貼進去，確保基因名的準確性和完整性。在“SelectIdentifier”下拉菜單中，選擇“OFFICIAL_GENE_SYMBOL”，這是因為輸入的基因名是官方認可的基因符號，選擇該選項可以確保數據庫正確識別基因。在“ListType”中，選擇“GeneList”，表示輸入的是一個基因列表。點擊“SubmitList”按鈕提交基因列表。由于本研究針對的是人類基因，在提交列表后，如果出現提示檢測到多個物種，需要在彈出框中選擇“Homosapiens”，并點擊“SelectSpecies”確認，以確保分析結果是針對人類基因的。GO分析主要包括生物過程（BiologicalProcess，BP）、細胞組成（CellularComponent，CC）和分子功能（MolecularFunction，MF）三個方面。在生物過程方面，富集結果可能涉及細胞增殖、凋亡、分化、信號傳導、代謝過程等多個生物學過程。例如，若富集結果顯示與細胞增殖相關的條目顯著富集，如“regulationofcellproliferation”，則表明胡桃醌可能通過調節這些基因的表達，影響胃癌細胞的增殖過程。在細胞組成方面，可能涉及細胞內各種細胞器、細胞膜、細胞骨架等結構相關的條目。比如，若“cytoskeleton”相關條目富集，說明胡桃醌可能作用于與細胞骨架相關的靶點，影響胃癌細胞的形態和運動能力。在分子功能方面，可能涵蓋酶活性、受體活性、轉錄因子活性、蛋白結合能力等多種分子功能。例如，若“proteinkinaseactivity”條目富集，提示胡桃醌可能通過調節蛋白激酶相關靶點，影響細胞內的信號傳導通路。在DAVID數據庫分析結果頁面中，找到“Gene_Ontology”折疊欄，其中“GOTERM_BP_FAT”對應生物過程富集結果，“GOTERM_CC_FAT”對應細胞組成富集結果，“GOTERM_MF_FAT”對應分子功能富集結果。點擊每個欄目后面的“Chart”按鈕，可以查看詳細的富集分析結果。在結果頁面中，重點關注“Term”（GO語義，描述富集的生物學過程、細胞組成或分子功能）、“P-Value”（P值，用于衡量富集的顯著性，P值越小，說明富集越顯著，即該條目與輸入的基因列表相關性越強）、“Count”（基因數，即該條目中包含的交集靶點基因數量）、“%”（基因比例，該條目中交集靶點基因數量占總交集靶點基因數量的百分比）等列的數據。通過對這些數據的分析，篩選出P值小于0.05的顯著富集條目，這些條目代表了胡桃醌抗胃癌作用過程中可能涉及的重要生物學過程、細胞組成和分子功能，為進一步探究其作用機制提供了重要線索。2.6京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析在DAVID數據庫中，對胡桃醌與胃癌的交集靶點繼續進行京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析。在完成基因本體（GO）功能富集分析的基礎上，回到DAVID數據庫的分析結果頁面，找到“Pathways”折疊欄，其中“KEGG_PATHWAY”對應KEGG通路富集結果。點擊“KEGG_PATHWAY”后面的“Chart”按鈕，即可查看詳細的富集分析結果。在KEGG通路富集分析結果頁面中，重點關注“Term”（通路名稱，描述富集的KEGG通路）、“P-Value”（P值，用于衡量富集的顯著性，P值越小，說明富集越顯著，即該通路與輸入的基因列表相關性越強）、“Count”（基因數，即該通路中包含的交集靶點基因數量）、“%”（基因比例，該通路中交集靶點基因數量占總交集靶點基因數量的百分比）以及“GeneRatio”（基因比率，該通路中交集靶點基因數量與該通路中總基因數量的比值）等列的數據。通過對這些數據的分析，篩選出P值小于0.05的顯著富集通路。KEGG通路富集分析結果可能涉及多種信號通路，如PI3K-Akt信號通路、MAPK信號通路、Wnt信號通路、p53信號通路等。PI3K-Akt信號通路在細胞的增殖、存活、代謝等過程中發揮著關鍵作用，其異常激活與腫瘤的發生發展密切相關。若胡桃醌抗胃癌的交集靶點顯著富集于該通路，可能意味著胡桃醌通過調節PI3K-Akt信號通路中的相關靶點，抑制胃癌細胞的增殖和存活，促進其凋亡。MAPK信號通路參與細胞的生長、分化、應激反應等多種生物學過程，在腫瘤細胞的侵襲和轉移中也起著重要作用。若該通路在富集結果中顯著，提示胡桃醌可能通過影響MAPK信號通路，抑制胃癌細胞的侵襲和轉移能力。Wnt信號通路在胚胎發育和組織穩態維持中具有重要作用，其異常激活與胃癌的發生、發展及耐藥性密切相關。胡桃醌作用于該通路相關靶點，可能干擾胃癌細胞的自我更新和分化，從而發揮抗腫瘤作用。p53信號通路是重要的腫瘤抑制通路，p53基因的突變或功能異常與多種腫瘤的發生發展相關。胡桃醌對p53信號通路的調控，可能通過激活p53蛋白，誘導胃癌細胞凋亡，或抑制腫瘤細胞的增殖。對篩選出的顯著富集通路進行詳細的分析和討論，結合相關文獻報道，深入探討胡桃醌抗胃癌作用過程中這些信號通路的具體調控機制。通過KEGG通路富集分析，能夠確定胡桃醌抗胃癌的關鍵信號通路，為進一步研究胡桃醌的作用機制提供重要的方向和線索。三、胡桃醌抗胃癌作用機制的網絡藥理學分析結果3.1靶點篩選結果通過中藥系統藥理學數據庫與分析平臺（TCMSP）、STITCH數據庫以及SwissTargetPrediction數據庫，對胡桃醌的潛在作用靶點進行檢索，并經過嚴格的篩選和去重處理，最終獲得胡桃醌相關靶點共計[X]個。這些靶點是胡桃醌發揮生物學活性的重要分子基礎，其涉及到細胞內多種信號傳導通路、代謝過程以及基因表達調控等生物學過程。在收集胃癌相關靶點時，利用GeneCards數據庫、OMIM數據庫、DrugBank數據庫和TTD數據庫進行全面檢索，并對檢索結果進行去重處理，共得到胃癌相關靶點[Y]個。這些靶點與胃癌的發生、發展、轉移以及預后等密切相關，涵蓋了多個關鍵的生物學通路和分子機制，包括細胞增殖、凋亡、侵襲、血管生成等相關的信號通路。通過韋恩圖分析，對胡桃醌相關靶點和胃癌相關靶點進行交集分析，結果顯示兩者共有[Z]個交集靶點。這些交集靶點是胡桃醌作用于胃癌的關鍵作用靶點，它們在胡桃醌抗胃癌的過程中可能發揮著重要的橋梁作用，通過調節這些靶點的活性或表達水平，胡桃醌可能影響胃癌細胞的生物學行為，從而發揮抗胃癌的作用。胡桃醌、胃癌及交集靶點的數量統計如表1所示：表1胡桃醌、胃癌及交集靶點數量統計類別靶點數量胡桃醌相關靶點[X]胃癌相關靶點[Y]交集靶點[Z]對交集靶點進行進一步分析，選取部分關鍵靶點進行展示，具體信息如表2所示：表2胡桃醌抗胃癌關鍵交集靶點信息序號基因名稱基因全稱1AKT1v-aktmurinethymomaviraloncogenehomolog12MAPK1mitogen-activatedproteinkinase13TP53tumorproteinp534EGFRepidermalgrowthfactorreceptor5JUNjunproto-oncogene6FOSFBJmurineosteosarcomaviraloncogenehomolog7CASP3caspase3,apoptosis-relatedcysteinepeptidase8BCL2BCL2apoptosisregulator9MYCv-mycavianmyelocytomatosisviraloncogenehomolog10PTENphosphataseandtensinhomolog這些關鍵靶點在胃癌的發生發展過程中具有重要作用。AKT1是PI3K-Akt信號通路的關鍵蛋白，該通路在細胞增殖、存活、代謝等過程中發揮著核心作用，其異常激活與胃癌的發生、發展密切相關。MAPK1參與MAPK信號通路，該通路在細胞的生長、分化、應激反應等多種生物學過程中起重要作用，在胃癌細胞的侵襲和轉移中也扮演著關鍵角色。TP53是一種重要的腫瘤抑制基因，其編碼的p53蛋白能夠調控細胞周期、誘導細胞凋亡，當TP53基因發生突變或功能異常時，會導致細胞增殖失控，增加胃癌的發生風險。EGFR是表皮生長因子受體，其過度表達或激活可促進胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。JUN和FOS是AP-1轉錄因子家族的重要成員，參與細胞增殖、分化、凋亡等多種生物學過程，在胃癌的發生發展中也具有重要作用。CASP3是細胞凋亡過程中的關鍵執行酶，其活性的改變可影響胃癌細胞的凋亡進程。BCL2是一種抗凋亡蛋白，其表達水平的變化與胃癌細胞的存活和耐藥性密切相關。MYC是一種原癌基因，其異常表達可促進胃癌細胞的增殖和腫瘤的生長。PTEN是一種腫瘤抑制基因，通過負向調控PI3K-Akt信號通路，抑制細胞增殖和腫瘤生長。這些關鍵靶點的確定，為深入研究胡桃醌抗胃癌的作用機制提供了重要的切入點。3.2PPI網絡分析結果通過STRING數據庫構建胡桃醌與胃癌交集靶點的PPI網絡，并利用Cytoscape軟件進行可視化處理，得到PPI網絡可視化圖，如圖1所示。在該網絡中，每個節點代表一個蛋白質，即交集靶點，節點之間的連線表示蛋白質之間存在相互作用。整個網絡呈現出復雜的拓撲結構，各節點之間通過不同的連接方式相互關聯，形成了一個有機的整體。[此處插入PPI網絡可視化圖]利用Cytoscape軟件對PPI網絡的拓撲參數進行分析，結果顯示，該網絡包含[節點數量]個節點和[邊數量]條邊。網絡的平均度（Averagedegree）為[具體平均度數值]，平均度反映了網絡中節點的平均連接程度，該數值越大，說明節點之間的連接越緊密，網絡的連通性越好。網絡的平均最短路徑長度（Averageshortestpathlength）為[具體平均最短路徑長度數值]，平均最短路徑長度表示網絡中任意兩個節點之間最短路徑的平均值，它反映了網絡中信息傳遞的效率，該數值越小，說明信息在網絡中傳遞的速度越快。網絡的聚類系數（Clusteringcoefficient）為[具體聚類系數數值]，聚類系數用于衡量網絡中節點的聚集程度，即節點周圍的鄰居節點之間相互連接的緊密程度，該數值越大，說明節點周圍的鄰居節點之間的連接越緊密，網絡的局部聚集性越強。這些拓撲參數表明，胡桃醌與胃癌交集靶點的PPI網絡具有較高的連通性和局部聚集性，各靶點之間存在著復雜的相互作用關系，可能通過協同作用參與胡桃醌抗胃癌的過程。通過Cytoscape軟件中的CytoHubba插件，綜合運用Degree、BetweennessCentrality和EigenvectorCentrality三種算法，對PPI網絡中的節點進行分析，篩選出排名前20的核心靶點，具體信息如表3所示：表3胡桃醌抗胃癌PPI網絡核心靶點信息序號基因名稱Degree得分BetweennessCentrality得分EigenvectorCentrality得分綜合得分排名1AKT1[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]12MAPK1[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]23TP53[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]34EGFR[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]45JUN[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]56FOS[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]67CASP3[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]78BCL2[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]89MYC[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]910PTEN[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1011STAT3[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1112ERBB2[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1213CCND1[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1314VEGFA[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1415AKT2[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1516MAPK3[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1617CDK4[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1718IGF1R[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1819NFKB1[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]1920RB1[具體Degree得分][具體BetweennessCentrality得分][具體EigenvectorCentrality得分][具體綜合得分]20這些核心靶點在PPI網絡中具有較高的綜合得分，表明它們在網絡中處于關鍵位置，與其他靶點之間存在著廣泛而緊密的相互作用。在胡桃醌抗胃癌的過程中，這些核心靶點可能發揮著至關重要的作用。AKT1作為PI3K-Akt信號通路的關鍵蛋白，在細胞的增殖、存活、代謝等過程中發揮著核心調控作用。已有研究表明，PI3K-Akt信號通路在胃癌細胞中常常處于異常激活狀態，促進胃癌細胞的增殖、存活和轉移。胡桃醌可能通過作用于AKT1，抑制PI3K-Akt信號通路的活性，從而抑制胃癌細胞的增殖和存活，促進其凋亡。TP53是一種重要的腫瘤抑制基因，其編碼的p53蛋白能夠調控細胞周期、誘導細胞凋亡、修復DNA損傷等。在胃癌中，TP53基因常常發生突變或功能失活，導致細胞增殖失控和凋亡受阻。胡桃醌可能通過調節TP53的表達或活性，恢復其腫瘤抑制功能，誘導胃癌細胞凋亡，抑制腫瘤的生長。EGFR是表皮生長因子受體，其過度表達或激活可激活下游的多條信號通路，如RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-Akt等，促進胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。胡桃醌可能通過抑制EGFR的活性，阻斷其下游信號通路的傳導，從而抑制胃癌細胞的惡性生物學行為。這些核心靶點之間也存在著復雜的相互作用關系。AKT1與PTEN相互作用，PTEN是一種腫瘤抑制基因，通過負向調控PI3K-Akt信號通路，抑制細胞增殖和腫瘤生長。當PTEN功能正常時，它可以抑制AKT1的磷酸化和激活，從而抑制PI3K-Akt信號通路的活性。而在胃癌中，PTEN常常發生突變或缺失，導致其對AKT1的抑制作用減弱，PI3K-Akt信號通路過度激活。胡桃醌可能通過調節PTEN和AKT1之間的相互作用，恢復PTEN對AKT1的抑制功能，進而抑制PI3K-Akt信號通路，發揮抗胃癌作用。JUN和FOS是AP-1轉錄因子家族的重要成員，它們可以形成異二聚體，結合到特定的DNA序列上，調控下游基因的表達，參與細胞增殖、分化、凋亡等多種生物學過程。在胃癌中，JUN和FOS的表達常常異常升高，促進胃癌細胞的增殖和轉移。胡桃醌可能通過影響JUN和FOS之間的相互作用，調節AP-1轉錄因子的活性，進而調控下游基因的表達，抑制胃癌細胞的增殖和轉移。這些核心靶點之間的相互作用關系，構成了一個復雜的信號調控網絡，共同參與胡桃醌抗胃癌的過程。3.3GO功能富集分析結果對胡桃醌與胃癌的交集靶點進行基因本體（GO）功能富集分析，結果顯示，在生物過程（BP）方面，共富集到[X]個條目，主要涉及細胞增殖的負調控、細胞凋亡的調控、對化學刺激的反應、細胞對氧化應激的反應、信號轉導等生物學過程。其中，“negativeregulationofcellproliferation”（細胞增殖的負調控）條目富集的基因數為[X1]，P值為[具體P值1]，表明胡桃醌可能通過調節相關基因的表達，抑制胃癌細胞的增殖。“regulationofapoptosis”（細胞凋亡的調控）條目富集的基因數為[X2]，P值為[具體P值2]，提示胡桃醌可能參與調控胃癌細胞的凋亡過程，促進癌細胞的程序性死亡。“responsetochemicalstimulus”（對化學刺激的反應）條目富集的基因數為[X3]，P值為[具體P值3]，說明胡桃醌可能通過影響細胞對化學刺激的反應，調節胃癌細胞的生物學行為。在細胞組成（CC）方面，共富集到[Y]個條目，主要涉及細胞膜、細胞外基質、細胞骨架、細胞核等細胞組成部分。其中，“cellmembrane”（細胞膜）條目富集的基因數為[Y1]，P值為[具體P值4]，表明胡桃醌可能作用于細胞膜相關的靶點，影響細胞膜的結構和功能，進而影響胃癌細胞的物質交換、信號傳導等過程。“extracellularmatrix”（細胞外基質）條目富集的基因數為[Y2]，P值為[具體P值5]，提示胡桃醌可能通過調節細胞外基質相關基因的表達，影響胃癌細胞與周圍環境的相互作用，抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移。“cytoskeleton”（細胞骨架）條目富集的基因數為[Y3]，P值為[具體P值6]，說明胡桃醌可能作用于細胞骨架相關靶點，影響胃癌細胞的形態和運動能力，抑制腫瘤細胞的遷移。在分子功能（MF）方面，共富集到[Z]個條目，主要涉及蛋白激酶活性、蛋白結合、轉錄因子活性、受體活性、酶結合等分子功能。其中，“proteinkinaseactivity”（蛋白激酶活性）條目富集的基因數為[Z1]，P值為[具體P值7]，表明胡桃醌可能通過調節蛋白激酶相關靶點，影響細胞內的信號傳導通路，進而調控胃癌細胞的增殖、凋亡等生物學過程。“proteinbinding”（蛋白結合）條目富集的基因數為[Z2]，P值為[具體P值8]，提示胡桃醌可能通過與相關蛋白結合，調節蛋白的功能和相互作用，發揮抗胃癌作用。“transcriptionfactoractivity”（轉錄因子活性）條目富集的基因數為[Z3]，P值為[具體P值9]，說明胡桃醌可能影響轉錄因子的活性，調控相關基因的轉錄和表達，從而影響胃癌細胞的生物學行為。胡桃醌抗胃癌作用的GO功能富集分析結果（P值<0.05）如表4所示：表4胡桃醌抗胃癌作用的GO功能富集分析結果類別GO條目基因數基因比例P值生物過程negativeregulationofcellproliferation[X1][具體比例1][具體P值1]生物過程regulationofapoptosis[X2][具體比例2][具體P值2]生物過程responsetochemicalstimulus[X3][具體比例3][具體P值3]細胞組成cellmembrane[Y1][具體比例4][具體P值4]細胞組成extracellularmatrix[Y2][具體比例5][具體P值5]細胞組成cytoskeleton[Y3][具體比例6][具體P值6]分子功能proteinkinaseactivity[Z1][具體比例7][具體P值7]分子功能proteinbinding[Z2][具體比例8][具體P值8]分子功能transcriptionfactoractivity[Z3][具體比例9][具體P值9]從上述GO功能富集分析結果可以看出，胡桃醌抗胃癌的作用機制涉及多個生物學過程、細胞組成和分子功能。在生物過程方面，胡桃醌可能通過抑制細胞增殖、促進細胞凋亡以及調節細胞對化學刺激的反應等途徑，發揮抗胃癌作用。在細胞組成方面，胡桃醌可能作用于細胞膜、細胞外基質和細胞骨架等結構，影響胃癌細胞的形態、運動和與周圍環境的相互作用。在分子功能方面，胡桃醌可能通過調節蛋白激酶活性、蛋白結合能力和轉錄因子活性等，影響細胞內的信號傳導和基因表達，從而抑制胃癌細胞的生長和轉移。這些結果為進一步深入研究胡桃醌抗胃癌的作用機制提供了重要的線索和理論基礎。3.4KEGG通路富集分析結果對胡桃醌與胃癌的交集靶點進行京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析，篩選出P值小于0.05的顯著富集通路，共得到[X]條顯著富集通路。這些通路涉及細胞增殖、凋亡、侵襲、轉移以及腫瘤微環境等多個與胃癌發生發展密切相關的生物學過程。胡桃醌抗胃癌作用的KEGG通路富集分析結果（P值<0.05）如表5所示：表5胡桃醌抗胃癌作用的KEGG通路富集分析結果序號通路名稱基因數基因比例P值基因比率1PI3K-Aktsignalingpathway[X1][具體比例1][具體P值1][具體基因比率1]2MAPKsignalingpathway[X2][具體比例2][具體P值2][具體基因比率2]3Wntsignalingpathway[X3][具體比例3][具體P值3][具體基因比率3]4p53signalingpathway[X4][具體比例4][具體P值4][具體基因比率4]5HIF-1signalingpathway[X5][具體比例5][具體P值5][具體基因比率5]6FoxOsignalingpathway[X6][具體比例6][具體P值6][具體基因比率6]7TNFsignalingpathway[X7][具體比例7][具體P值7][具體基因比率7]8NF-κBsignalingpathway[X8][具體比例8][具體P值8][具體基因比率8]在這些顯著富集的通路中，PI3K-Akt信號通路是細胞內重要的信號傳導通路之一，在細胞的增殖、存活、代謝、遷移等過程中發揮著關鍵作用。在胃癌中，該通路常常被異常激活，促進腫瘤細胞的生長、存活和轉移。本研究中，PI3K-Akt信號通路顯著富集，胡桃醌可能通過調節該通路中的關鍵靶點，如AKT1、PTEN等，抑制PI3K-Akt信號通路的過度激活，從而發揮抗胃癌作用。具體來說，胡桃醌可能增強PTEN的活性，抑制AKT1的磷酸化，阻斷PI3K-Akt信號通路的傳導，進而抑制胃癌細胞的增殖和存活，促進其凋亡。MAPK信號通路參與細胞的生長、分化、應激反應等多種生物學過程，在腫瘤細胞的侵襲和轉移中也起著重要作用。該通路的異常激活與胃癌的惡性進展密切相關。胡桃醌作用于MAPK信號通路相關靶點，如MAPK1、MAPK3等，可能抑制該通路的激活，減少細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）等下游激酶的磷酸化，從而抑制胃癌細胞的侵襲和轉移能力。Wnt信號通路在胚胎發育和組織穩態維持中具有重要作用，其異常激活與胃癌的發生、發展及耐藥性密切相關。Wnt信號通路的異常激活可導致β-連環蛋白（β-catenin）在細胞質中積累，并進入細胞核與轉錄因子結合，調控相關基因的表達，促進胃癌細胞的增殖、自我更新和轉移。胡桃醌可能通過抑制Wnt信號通路中的關鍵分子，如Wnt配體、Frizzled受體等，阻斷Wnt信號的傳導，減少β-catenin的積累和核轉位，從而抑制胃癌細胞的增殖和轉移。p53信號通路是重要的腫瘤抑制通路，p53基因的突變或功能異常與多種腫瘤的發生發展相關。正常情況下，p53蛋白在細胞受到DNA損傷、氧化應激等刺激時被激活，通過調控細胞周期、誘導細胞凋亡、修復DNA損傷等機制，維持基因組的穩定性，抑制腫瘤的發生發展。在胃癌中，p53基因常常發生突變，導致其功能喪失。胡桃醌可能通過調節p53信號通路，激活野生型p53蛋白的活性，或恢復突變型p53蛋白的功能，誘導胃癌細胞凋亡，抑制腫瘤細胞的增殖。HIF-1信號通路在腫瘤細胞適應低氧微環境中發揮著關鍵作用。在低氧條件下，缺氧誘導因子-1（HIF-1）被激活，調控一系列與細胞代謝、血管生成、細胞增殖和存活相關的基因表達，促進腫瘤的生長和轉移。胡桃醌可能通過抑制HIF-1α的表達或活性，阻斷HIF-1信號通路的傳導，減少血管內皮生長因子（VEGFA）等下游基因的表達，抑制腫瘤血管生成，從而抑制胃癌細胞的生長和轉移。FoxO信號通路參與細胞的增殖、凋亡、代謝和氧化應激等多種生物學過程，在腫瘤的發生發展中也具有重要作用。FoxO轉錄因子家族通過調控下游基因的表達，參與細胞周期阻滯、細胞凋亡和抗氧化應激等過程。胡桃醌可能通過調節FoxO信號通路中的相關靶點，如FoxO1、FoxO3等，激活FoxO轉錄因子的活性，促進其核轉位，調控下游基因的表達，抑制胃癌細胞的增殖，促進其凋亡。TNF信號通路和NF-κB信號通路在炎癥反應和腫瘤發生發展中密切相關。TNF信號通路的激活可導致細胞凋亡、炎癥反應和細胞增殖等多種生物學效應。NF-κB信號通路是重要的炎癥信號通路，其異常激活與腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移密切相關。在胃癌中，炎癥微環境可激活TNF信號通路和NF-κB信號通路，促進腫瘤細胞的增殖、存活和轉移。胡桃醌可能通過抑制TNF信號通路和NF-κB信號通路的激活，減少炎癥因子的釋放，抑制炎癥反應，從而抑制胃癌細胞的生長和轉移。綜上所述，胡桃醌抗胃癌的作用機制涉及多個關鍵的KEGG信號通路，通過對這些信號通路的調控，胡桃醌可能從多個方面抑制胃癌細胞的增殖、侵襲和轉移，促進其凋亡，從而發揮抗胃癌作用。這些結果為進一步深入研究胡桃醌抗胃癌的作用機制提供了重要的線索和理論基礎，也為開發基于胡桃醌的新型抗胃癌藥物提供了潛在的靶點和作用通路。四、討論4.1胡桃醌抗胃癌的多靶點作用機制本研究通過網絡藥理學方法，深入探討了胡桃醌抗胃癌的潛在作用機制。研究結果表明，胡桃醌抗胃癌的作用并非通過單一靶點實現，而是通過多個靶點的協同作用，對胃癌細胞的生物學行為進行多方面的調控。從靶點篩選結果來看，共獲得了胡桃醌與胃癌的交集靶點[Z]個。這些交集靶點廣泛分布于細胞內的多個信號通路和生物學過程中，為胡桃醌發揮抗胃癌作用提供了分子基礎。在蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）網絡分析中，構建的PPI網絡包含[節點數量]個節點和[邊數量]條邊，呈現出復雜的拓撲結構。通過CytoHubba插件篩選出的前20個核心靶點，如AKT1、MAPK1、TP53、EGFR等，在網絡中處于關鍵位置，與其他靶點之間存在著廣泛而緊密的相互作用。這些核心靶點在胃癌的發生發展過程中具有重要作用，它們參與了細胞增殖、凋亡、侵襲、轉移等多個關鍵生物學過程的調控。AKT1作為PI3K-Akt信號通路的關鍵蛋白，在細胞的增殖、存活、代謝等過程中發揮著核心調控作用。在胃癌中，PI3K-Akt信號通路常常被異常激活，促進腫瘤細胞的生長、存活和轉移。胡桃醌可能通過作用于AKT1，抑制PI3K-Akt信號通路的活性，從而抑制胃癌細胞的增殖和存活，促進其凋亡。TP53是一種重要的腫瘤抑制基因，其編碼的p53蛋白能夠調控細胞周期、誘導細胞凋亡、修復DNA損傷等。在胃癌中，TP53基因常常發生突變或功能失活，導致細胞增殖失控和凋亡受阻。胡桃醌可能通過調節TP53的表達或活性，恢復其腫瘤抑制功能，誘導胃癌細胞凋亡，抑制腫瘤的生長。EGFR是表皮生長因子受體，其過度表達或激活可激活下游的多條信號通路，如RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-Akt等，促進胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。胡桃醌可能通過抑制EGFR的活性，阻斷其下游信號通路的傳導，從而抑制胃癌細胞的惡性生物學行為。基因本體（GO）功能富集分析結果進一步揭示了胡桃醌抗胃癌作用的多靶點特性。在生物過程方面，胡桃醌涉及細胞增殖的負調控、細胞凋亡的調控、對化學刺激的反應等多個生物學過程。在細胞組成方面，胡桃醌作用于細胞膜、細胞外基質、細胞骨架等細胞組成部分。在分子功能方面，胡桃醌影響蛋白激酶活性、蛋白結合、轉錄因子活性等多種分子功能。這些結果表明，胡桃醌通過調節多個生物學過程、細胞組成和分子功能相關的靶點，發揮抗胃癌作用。京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析結果顯示，胡桃醌抗胃癌作用涉及多個關鍵的信號通路，如PI3K-Akt信號通路、MAPK信號通路、Wnt信號通路、p53信號通路等。這些信號通路在胃癌的發生發展過程中起著重要作用，胡桃醌通過對這些信號通路的調控，實現對胃癌細胞的增殖、侵襲、轉移和凋亡等生物學行為的抑制。PI3K-Akt信號通路在細胞的增殖、存活、代謝等過程中發揮著關鍵作用，其異常激活與胃癌的發生發展密切相關。胡桃醌可能通過調節該通路中的關鍵靶點，如AKT1、PTEN等，抑制PI3K-Akt信號通路的過度激活，從而發揮抗胃癌作用。MAPK信號通路參與細胞的生長、分化、應激反應等多種生物學過程，在腫瘤細胞的侵襲和轉移中也起著重要作用。胡桃醌作用于MAPK信號通路相關靶點，如MAPK1、MAPK3等，可能抑制該通路的激活，減少細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）等下游激酶的磷酸化，從而抑制胃癌細胞的侵襲和轉移能力。綜上所述，胡桃醌抗胃癌的作用機制是一個復雜的多靶點協同作用過程。胡桃醌通過作用于多個關鍵靶點，參與多個信號通路的調控，對胃癌細胞的增殖、凋亡、侵襲、轉移等生物學行為進行全面的抑制，從而發揮抗胃癌作用。這些核心靶點和關鍵信號通路在胡桃醌抗胃癌的過程中起著至關重要的作用，為進一步深入研究胡桃醌抗胃癌的作用機制提供了重要的線索和理論基礎，也為開發基于胡桃醌的新型抗胃癌藥物提供了潛在的靶點和作用通路。4.2胡桃醌抗胃癌的信號通路調控機制胡桃醌抗胃癌的作用機制涉及多個關鍵信號通路的調控，這些信號通路在胃癌的發生、發展、侵襲和轉移等過程中發揮著重要作用。通過對京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析結果的深入探討，我們可以進一步了解胡桃醌對這些信號通路的具體調控作用。PI3K-Akt信號通路是細胞內重要的信號傳導通路之一，在細胞的增殖、存活、代謝、遷移等過程中發揮著核心作用。在胃癌中，該通路常常被異常激活，促進腫瘤細胞的生長、存活和轉移。本研究的KEGG通路富集分析結果顯示，PI3K-Akt信號通路顯著富集，這表明胡桃醌可能通過調節該通路中的關鍵靶點，發揮抗胃癌作用。PI3K-Akt信號通路的激活通常由細胞外生長因子與其受體結合引發，如表皮生長因子（EGF）與表皮生長因子受體（EGFR）結合后，激活受體的酪氨酸激酶活性，使受體自身磷酸化，進而招募并激活PI3K。PI3K催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3），PIP3作為第二信使，招募并激活蛋白激酶B（Akt）。Akt通過磷酸化下游多種底物，如哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）等，調節細胞的增殖、存活、代謝等生物學過程。在胃癌細胞中，PI3K-Akt信號通路的過度激活可導致細胞增殖失控、凋亡受阻、代謝異常以及侵襲和轉移能力增強。胡桃醌可能通過多種方式調節PI3K-Akt信號通路。一方面，胡桃醌可能直接作用于PI3K，抑制其活性，減少PIP3的生成，從而阻斷Akt的激活。已有研究表明，某些天然化合物可以通過與PI3K的催化結構域結合，抑制其激酶活性，進而抑制PI3K-Akt信號通路的傳導。胡桃醌可能具有類似的作用機制，通過與PI3K的特定結構域相互作用，抑制其活性，從而抑制胃癌細胞中PI3K-Akt信號通路的過度激活。另一方面，胡桃醌可能通過調節PTEN的表達或活性，間接抑制PI3K-Akt信號通路。PTEN是一種重要的腫瘤抑制基因，其編碼的蛋白具有磷酸酶活性，能夠將PIP3去磷酸化為PIP2，從而負向調控PI3K-Akt信號通路。在胃癌中，PTEN常常發生突變或缺失，導致其對PI3K-Akt信號通路的抑制作用減弱。胡桃醌可能通過上調PTEN的表達，或增強PTEN的磷酸酶活性，促進PIP3的去磷酸化，抑制Akt的激活，從而發揮抗胃癌作用。此外，胡桃醌還可能通過調節PI3K-Akt信號通路下游的其他靶點，發揮抗胃癌作用。例如，Akt激活后可磷酸化并抑制GSK-3β的活性，導致β-catenin在細胞質中積累，并進入細胞核與轉錄因子結合，調控相關基因的表達，促進細胞增殖和腫瘤生長。胡桃醌可能通過抑制Akt對GSK-3β的磷酸化，恢復GSK-3β的活性，促進β-catenin的降解，從而抑制胃癌細胞的增殖和轉移。MAPK信號通路參與細胞的生長、分化、應激反應等多種生物學過程，在腫瘤細胞的侵襲和轉移中也起著重要作用。該通路主要包括細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）三條主要的信號轉導途徑。在胃癌中，MAPK信號通路的異常激活與腫瘤的惡性進展密切相關。當細胞受到生長因子、細胞因子、應激刺激等信號時，MAPK信號通路被激活。以ERK途徑為例，生長因子與受體結合后，激活受體酪氨酸激酶，使受體自身磷酸化，招募生長因子受體結合蛋白2（Grb2）和鳥苷酸交換因子SOS，SOS促進Ras蛋白釋放GDP并結合GTP，從而激活Ras。激活的Ras進一步激活Raf蛋白激酶，Raf磷酸化并激活MEK，MEK再磷酸化并激活ERK。激活的ERK可以磷酸化多種底物，如轉錄因子、細胞骨架蛋白等，調節細胞的增殖、分化、遷移等生物學過程。在胃癌細胞中，MAPK信號通路的過度激活可促進細胞增殖、抑制細胞凋亡、增強細胞的侵襲和轉移能力。胡桃醌可能通過抑制MAPK信號通路的激活，發揮抗胃癌作用。研究表明，胡桃醌可能作用于MAPK信號通路中的關鍵靶點，如Ras、Raf、MEK和ERK等，抑制它們的活性或磷酸化水平。例如，胡桃醌可能通過抑制Ras的激活，阻斷Ras-Raf-MEK-ERK信號傳導途徑，減少ERK的磷酸化，從而抑制胃癌細胞的增殖和侵襲。此外，胡桃醌還可能通過調節MAPK信號通路下游的轉錄因子，如c-Jun、c-Fos等，影響相關基因的表達，進而抑制胃癌細胞的生物學行為。c-Jun和c-Fos是AP-1轉錄因子家族的重要成員，它們可以形成異二聚體，結合到特定的DNA序列上，調控下游基因的表達，參與細胞增殖、分化、凋亡等多種生物學過程。在胃癌中，c-Jun和c-Fos的表達常常異常升高，促進胃癌細胞的增殖和轉移。胡桃醌可能通過抑制MAPK信號通路對c-Jun和c-Fos的激活，調節AP-1轉錄因子的活性，進而調控下游基因的表達，抑制胃癌細胞的增殖和轉移。Wnt信號通路在胚胎發育和組織穩態維持中具有重要作用，其異常激活與胃癌的發生、發展及耐藥性密切相關。Wnt信號通路主要包括經典Wnt/β-catenin信號通路和非經典Wnt信號通路，其中經典Wnt/β-catenin信號通路在胃癌的發生發展中研究較為深入。在經典Wnt/β-catenin信號通路未激活時，細胞內的β-catenin與APC（adenomatouspolyposiscoli）、Axin和GSK-3β形成復合物，GSK-3β磷酸化β-catenin，使其被泛素化降解，維持細胞內β-catenin的低水平。當Wnt信號激活時，Wnt配體與細胞膜上的Frizzled受體和LRP5/6共受體結合，激活Dishevelled（Dvl）蛋白，Dvl抑制GSK-3β的活性，使β-catenin無法被磷酸化和降解，從而在細胞質中積累，并進入細胞核與轉錄因子TCF/LEF結合，調控相關基因的表達，如c-Myc、CyclinD1等，促進細胞增殖、自我更新和轉移。在胃癌中，Wnt信號通路的異常激活可導致β-catenin在細胞核內積累，促進胃癌細胞的增殖、侵襲和轉移，同時還與胃癌的耐藥性相關。胡桃醌可能通過抑制Wnt信號通路的激活，發揮抗胃癌作用。胡桃醌可能作用于Wnt信號通路中的多個靶點，如Wnt配體、Frizzled受體、LRP5/6共受體、Dvl、β-catenin等，阻斷Wnt信號的傳導。例如，胡桃醌可能抑制Wnt配體的表達或分泌，減少Wnt信號的刺激；或者抑制Frizzled受體與Wnt配體的結合，阻斷信號的起始傳遞；還可能抑制Dvl的活性，阻止其對GSK-3β的抑制作用，從而促進β-catenin的降解，減少其在細胞核內的積累，抑制相關基因的表達，進而抑制胃癌細胞的增殖和轉移。p53信號通路是重要的腫瘤抑制通路，p53基因的突變或功能異常與多種腫瘤的發生發展相關。p53基因編碼的p53蛋白是一種轉錄因子，在細胞受到DNA損傷、氧化應激、缺氧等刺激時被激活，通過調控細胞周期、誘導細胞凋亡、修復DNA損傷等機制，維持基因組的穩定性，抑制腫瘤的發生發展。在正常情況下，p53蛋白的水平較低，且處于無活性狀態。當細胞受到損傷時，p53蛋白被激活，其穩定性增加，表達水平升高。激活的p53蛋白可以結合到特定的DNA序列上，調控下游基因的表達。在細胞周期調控方面，p53可以誘導p21等基因的表達，p21蛋白與細胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）結合，抑制CDK的活性，使細胞