Mechanism of action of aloperine in the treatment of pulmonary arterial hypertension based on network pharmacology and molecular docking methods

BackgroundPulmonary arterial hypertension is a severe pulmonary vascular disease, marked by high mortality and substantial treatment costs, underscoring the urgent need for the exploration of traditional Chinese medicine as a potential therapeutic strategy for pulmonary hypertension. This study aimed to investigate the underlying mechanisms of aloperine in treating PAH through network pharmacology and molecular docking approaches.MethodsThe Swiss Target Prediction database was employed to predict molecular targets of aloperine, while Cytoscape was used to construct the "active component-target" network. Disease-associated targets were identified through the GeneCards and OMIM databases and cross-referenced with drug targets to determine effective targets of aloperine for PAH treatment. Analysis of protein-protein interaction (PPI) was conducted using the STRING database. Furthermore, gene ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway analyses were carried out via the Metascape platform.ResultsFollowing screening, 42 molecular targets of aloperine, 1264 disease-related targets, and 23 effective targets of aloperine in treating PAH were identified. The PPI analysis revealed that aloperine targets SLC6A2, ADRA1B, CYP2D6, CCR5, and JAK2, all of which play a therapeutic role in PAH. The GO and KEGG pathway analyses identified relevant biological functions, such as membrane raft organization, G protein-coupled amine receptor activity, and regulation of tube diameter, as well as ten pathways including neuroactive ligand-receptor interaction, the cGMP-PKG signaling pathway, calcium signaling, and vascular smooth muscle contraction. Molecular docking results confirmed the interaction between aloperine and its key targets, with a high docking affinity observed between aloperine and the core target ADRA1A.ConclusionNetwork pharmacology analysis demonstrated that aloperine exerts its therapeutic effects in PAH primarily through multi-target and multi-pathway mechanisms, providing a novel direction and foundation for PAH treatment. HintergrundDie PAH ist eine schwere pulmonale Gef & auml;ss erkrankung, die durch eine hohe Mortalit & auml;tsrate und erhebliche Behandlungskosten gekennzeichnet ist. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit, die traditionelle chinesische Medizin als potenzielle therapeutische Strategie f & uuml;r pulmonale Hypertonie zu erforschen. Ziel dieser Studie war es, die zugrundeliegenden Mechanismen von Aloperin bei der Behandlung der pulmonalen arteriellen Hypertonie (PAH) durch netzwerkpharmakologische und molekulare Docking-Ans & auml;tze zu untersuchen.MethodenDie Schweizer TargetPrediction-Datenbank wurde zur Vorhersage der molekularen Targets von Aloperin verwendet, w & auml;hrend Cytoscape zum Aufbau des ,,Wirkstoff-Target"-Netzwerks genutzt wurde. Krankheitsassoziierte Zielmolek & uuml;le wurden in den Datenbanken GeneCards und OMIM identifiziert und mit den Zielmolek & uuml;len von Medikamenten abgeglichen, um wirksame Zielmolek & uuml;le von Aloperin f & uuml;r die PAH-Behandlung zu bestimmen. Die Analyse von Protein-Protein-Interaktionen (PPI) wurde mit Hilfe der STRING-Datenbank durchgef & uuml;hrt. Dar & uuml;ber hinaus wurden Analysen der Gen-Ontologie (GO) und der Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) & uuml;ber die Metascape-Plattform durchgef & uuml;hrt.ErgebnisseNach dem Screening wurden 42 molekulare Zielmolek & uuml;le von Aloperin, 1264 krankheitsbezogene Zielmolek & uuml;le und 23 wirksame Zielmolek & uuml;le von Aloperin f & uuml;r die Behandlung von PAH identifiziert. Die PPI-Analyse ergab, dass Aloperin auf SLC6A2, ADRA1B, CYP2D6, CCR5 und JAK2 abzielt, die alle eine therapeutische Rolle bei PAH spielen. Die GO- und KEGG-Signalweganalysen identifizierten relevante biologische Funktionen wie die Organisation von Membran-Rafting, die Aktivit & auml;t von G-Protein-gekoppelten Aminrezeptoren und die Regulierung des Rohrdurchmessers sowie zehn Signalwege, darunter die Interaktion zwischen neuroaktiven Liganden und Rezeptoren, der cGMP-PKG-Signalweg, die Kalzium-Signalgebung und die Kontraktion der glatten Gef & auml;ss muskulatur. Die Ergebnisse des molekularen Dockings best & auml;tigten die Interaktion zwischen Aloperin und seinen Haupttargets, wobei eine hohe Docking-Affinit & auml;t zwischen Aloperin und dem Kerntarget ADRA1A beobachtet wurde.SchlussfolgerungDie Analyse der Netzwerkpharmakologie zeigte, dass Aloperin seine therapeutischen Wirkungen bei PAH in erster Linie & uuml;ber Multi-Target- und Multi-Pathway-Mechanismen entfaltet und damit eine neue Richtung und Grundlage f & uuml;r die PAH-Behandlung bietet.