التنبؤ بالأهداف المحتملة لـ PLB وفحصها
تم الحصول على معلومات البنية الكيميائية لـ PLB من قاعدة بيانات PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). وتم التنبؤ بالأهداف الجزيئية لـ PLB بناءً على التشابه ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد القائم على الرابط (ligand-based) باستخدام قواعد بيانات SwissTarget (https://swisstargetprediction.ch/index.php)، وSEA (https://sea.bkslab.org/)، وTargetNet (http://targetnet.scbdd.com/calcnet/index/)، وPharmMapper (https://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/index.html)، وقاعدة بيانات السموم الجينية المقارنة (CTD, https://ctdbase.org/)، ومنصة تحليل وقاعدة بيانات علم الصيدلة النظمي للطب الصيني التقليدي (TCMSP, https://www.tcmsp-e.com/index.php)، وHERB (http://herb.ac.cn/). ولضمان موثوقية البيانات وقابليتها للتكرار، تم تطبيق عتبات تصفية خاصة بكل قاعدة بيانات على النحو التالي: احتفظت TCMSP بالأهداف التي تبلغ توافرها الحيوي الفموي (OB) ≥ 30% ومستوى تشابهها مع الأدوية (DL) ≥ 0.18؛ واحتفظت SwissTargetPrediction بالمدخلات التي تبلغ احتمالية التنبؤ بها ≥ 0.5؛ واختارت PharmMapper الأهداف التي تبلغ درجة الملاءمة المعيارية لها ≥ 4.0؛ وشملت SEA فقط الأهداف ذات القيمة E-value < 0.01 باعتبارها مثرية بشكل ملحوظ؛ واحتفظت TargetNet بالأهداف التي تبلغ احتمالية التنبؤ بها > 0.5؛ وشملت CTD فقط الأهداف ذات الأدلة المنسقة (المستنتجة من التفاعلات بين المواد الكيميائية والجينات) وبدرجة تفاعل > 0.3؛ واحتفظت HERB بالأهداف ذات الدرجة المدعومة بالأدبيات العلمية ≥ 0.4. وتم توحيد جميع معرفات البروتينات المسترجعة من قواعد البيانات المذكورة أعلاه إلى رموز جينات HGNC البشرية الرسمية باستخدام قاعدة بيانات UniProt (https://www.uniprot.org/)، مع قصر الأنواع على Homo sapiens. وبعد إزالة المدخلات المكررة من جميع المصادر، تم الحصول على إجمالي 50 هدف فريد مرتبط بـ PLB للتحليل اللاحق.
استرجاع الجينات المرتبطة بسرطان البروستاتا
تم الحصول على الجينات المرتبطة بسرطان البروستاتا من GeneCards (https://www.GeneCardss.org/)، وDrugBank (https://go.drugbank.com/)، وCTD، وHERB. وطُبقت معايير اشتمال خاصة بكل قاعدة بيانات لضمان موثوقية البيانات؛ حيث احتفظت GeneCardss بالجينات التي حصلت على درجة صلة ≥ 0.5، لأن هذا الحد يستوعب الجينات ذات الأدلة المتوسطة إلى القوية التي تربطها بالمرض محل البحث. وشملت DrugBank فقط المدخلات ذات الأدلة التجريبية (مثل الأدوية المعتمدة من FDA أو الأدوية قيد البحث لعلاج سرطان البروستاتا) واستبعدت التفاعلات المتوقعة حاسوبياً أو النظرية. أما CTD فقد احتفظت فقط بالسجلات ذات مستويات الأدلة المصنفة كـ ""marker"" أو ""mechanism"" بناءً على تفاعلات الكيماويات والجينات والأمراض المنسقة. وشملت HERB الأهداف ذات درجة الثقة المدعومة أدبياً ≥ 0.4 لضمان وجود أدلة تجريبية أو أدلة مستخرجة من النصوص كافية. وتم توحيد جميع رموز الجينات وفقاً لتسميات HGNC عبر قاعدة بيانات UniProt (https://www.uniprot.org/)، مع قصر الأنواع على Homo sapiens، كما تمت إزالة التكرارات، مما أسفر عن 1,19 هدفاً فريداً مرتبطاً بسرطان البروستاتا للتحليل اللاحق.
تحديد الأهداف المتداخلة وتصحيح تعليقات التضارب
تَمّ تقاطع الـ 50 هدف لـ PLB والـ 1,19 هدف لسرطان البروستاتا باستخدام رموز HGNC الموحدة في برنامج Venny 2.1 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html)، مما أسفر عن 151 هدفاً مرشحاً متداخلاً. ولحل تعارضات التوصيف بين قواعد البيانات، تم تنفيذ مسار تصحيح مكون من ثلاث خطوات: (1) توحيد التناقضات في الأسماء المستعارة للجينات عبر أداة تعيين معرفات UniProt؛ (2) استبعاد الجينات المكررة المتوازية (paralogous) باستخدام برنامج CD‑HIT مع حد تشابه في التسلسل > 0.4؛ (3) الاحتفاظ بالتوصيفات الوظيفية المتعارضة فقط إذا كانت مدعومة بقاعدتي بيانات مستقلتين على الأقل، بينما تم استبعاد الأوصاف المتعارضة الفريدة الواردة من مصدر واحد.
بناء الشبكة وتحديد المراكز
تم بناء شبكة تفاعلات البروتين-بروتين (PPI) عن طريق إدخال الأهداف المتداخلة في قاعدة بيانات STRING (الإصدار 12.0، https://cn.string-db.org/)، مع قصر البحث على Homo sapiens. وقد تم الاحتفاظ فقط بالتفاعلات التي سجلت درجة ثقة مجمعة ≥ 0.70 لضمان الموثوقية العالية، واستُبعدت من الشبكة جميع العقد التي تفتقر إلى أي اتصالات. تمت معاينة شبكة PPI المبنية وتحليلها طوبولوجياً باستخدام برنامج Cytoscape (الإصدار 3.10.2)، وبعد ذلك تم تحديد الجينات المركزية (hub genes) باستخدام إضافة cytoHubba، مع اعتماد خوارزمية MCC (Maximal Clique Centrality) كخوارزمية تصنيف أساسية، ومقياس الدرجة (Degree) كمعيار تكميلي للتحقق المتقاطع.
تحليل الإثراء الوظيفي
تم إجراء تحليل التوصيف الوظيفي للأنطولوجيا الجينية (GO) وتحليلات إثراء مسارات موسوعة كيوتو للجينات والجينومات (KEGG) للجينات ذات التعبير التفاضلي باستخدام منصة التحليل المعلوماتي الحيوي عبر الإنترنت (https://www.bioinformatics.com.cn، تم الدخول إليها آخر مرة في 4 مايو 2026). تعتمد المنصة اختبار فيشر الدقيق لحساب قيم P الخام، واستُخدمت طريقة بنجاميني-هوتشبرج (BH) لتصحيح الاختبارات المتعددة للتحكم في معدل الاكتشاف الكاذب (FDR). واعتُبرت مصطلحات GO (العملية البيولوجية، والمكون الخلوي، والوظيفة الجزيئية) ومسارات KEGG التي كانت قيمة FDR لها < 0.05 ذات إثراء معنوي.
الرسو الجزيئي
تَم الحصول على التراكيب البلورية لبروتينات الهدف المختارة، والتي تمثل التشكيلات النشطة، من بنك بيانات البروتينات RCSB (https://www.rcsb.org/). أُجري تحضير البروتين باستخدام برنامج Discovery Studio، وشمل ذلك إزالة جزيئات الماء والذرات غير المتجانسة، وحذف السلاسل المكررة، وإصلاح البقايا المفقودة، وإضافة ذرات الهيدروجين عند pH 7.4، وتعيين شحنات Gasteiger، وتقليل الطاقة إلى الحد الأدنى. تم تحديد جيب الارتباط بناءً على إحداثيات الربيطة المبلورة المشتركة، باستخدام شبكة تشمل جميع بقايا ارتباط الركيزة الحرجة. نُفذ الإرساء الجزيئي لـ PLB باستخدام خادم SwissDock الإلكتروني (http://www.swissdock.ch/) عبر وحدة Attracting Cavities. حُسبت طاقات الارتباط الحرة لتقييم الألفة، واختير التشكيل ذو الطاقة الأدنى لكل هدف كوضعية الإرساء النهائية. كما تم تصور نتائج محاكاة الإرساء الجزيئي للتحقق من صحتها.
محاكاة الديناميات الجزيئية
أُجريت محاكاة الديناميكا الجزيئية (MD) باستخدام برنامج GROMACS 202.2. واستُخدم حقل القوة Amber14SB لوصف البروتين، مع إذابة النظام في ماء TIP3P. تم توليد معاملات Plumbagin، بما في ذلك الشحنات الجزئية AM1-BCC وأنواع الذرات GAFF2، باستخدام Antechamber، متبوعة بتحويل الطوبولوجيا بواسطة ACPYPE وتعيين معاملات الأيونات Joung-Cheatham. وُضع كل معقد بروتين-ربيطة في صندوق محاكاة ثنائي عشر وجهًا مقتطعًا بمسافة دنيا بين البروتين والصندوق تبلغ 1.2 nm، وأُذيب بجزيئات ماء TIP3P، وتم تعادُل الشحنات بإضافة 0.15 M Na⁺/Cl⁻. وبعد تقليل الطاقة باستخدام خوارزمية الانحدار الأكثر حدة (Fmax < 1,0 kJ·mol⁻1·nm⁻1)، خضع النظام لعمليتي توازن متتاليتين NVT و NPT لمدة 200 ps لكل منهما عند 298 K. ثم أُجريت محاكاة الإنتاج لمدة 20 ns تحت ظروف NPT بخطوة زمنية للتكامل تبلغ 2 fs باستخدام مخطط قطع Verlet. حُسبت التفاعلات الكهروستاتيكية بعيدة المدى بطريقة particle mesh Ewald (PME)، بينما اعتمدت كل من التفاعلات الكهروستاتيكية وتفاعلات van der Waals مسافة قطع تبلغ 1.2 nm. واستُخدمت خوارزمية LINCS لتقييد الروابط التي تحتوي على الهيدروجين. حوفظ على درجة الحرارة عند 298 K باستخدام منظم الحرارة Nosé-Hoover والضغط عند 1 bar باستخدام منظم الضغط Parrinello-Rahman. حُفظت الإحداثيات كل 10 ps للتحليلات اللاحقة. وأُجري تحليل المسار والتصور باستخدام أدوات GROMACS و VMD و PyMOL، بينما نُفذت حسابات طاقة الارتباط الحرة MM-PBSA باستخدام gmx_MMPBSA حيثما كان ذلك مناسبًا.
تقييم التوازن لمسارات الديناميكا الجزيئية وبروتوكول أخذ عينات الطاقة الحرة بطريقة MM-PBSA
بالنسبة لكل معقد بروتين–plumbagin، تم إجراء محاكاة ديناميكا جزيئية إنتاجية شاملة للذرات لمدة 200 ns باستخدام برنامج GROMACS. تم تحديد النقطة الزمنية 10 ns كحد للتوازن: حيث خُص الجزء من 0–10 ns كمرحلة استرخاء تشكلي، خضع خلالها الهيكل البروتيني وجيب ارتباط الليجاند لتعديلات تشكلية مستمرة؛ بينما تم تحديد الجزء من 10–20 ns كمنطقة استقرار ديناميكي حراري، وهو ما ثبت من خلال غياب الانزياح أحادي الاتجاه في كل من RMSD، ونصف قطر الدوران (Rg)، وRMSF لكل بقية، وSASA المدفونة لليجاند، والروابط الهيدروجينية بين الجزيئات، وطاقات التفاعل بين الليجاند والمستقبل، والتي أظهرت فقط تقلبات طفيفة في الحالة المستقرة. تم حساب جميع المعاملات الحركية الكمية وطاقات الارتباط الحرة MM/PBSA حصرياً من مرحلة التوازن 10–20 ns، والتي استُخلصت منها الإطارات بانتظام كل 10 ps، مما نتج عنه 1,0 لقطة توازن لكل نظام كمدخلات لبرنامج gmx_MMPBSA. تم استبعاد أول 10 ns من مسارات الاسترخاء للقضاء على التداخل الناتج عن الانزياح التشكلي في حسابات الطاقة الحرة.
التحليل الإنذاري للجينات المستهدفة في سرطان البروستاتا
أُجريت تحليلات التنبؤ باستخدام مجموعات بيانات سرطان البروستاتا من أطلس جينوم السرطان (TCGA). تم الحصول على بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي (STAR-counts) والمعلومات السريرية المقابلة لها من بوابة Genomic Data Commons (https://portal.gdc.cancer.gov). حُوّلت أعداد التعبير الجيني إلى عدد النسخ لكل مليون (TPM) وتم تطبيعها باستخدام log2(TPM + 1). وبعد استبعاد العينات ذات المعلومات السريرية غير المكتملة، شمل التحليل 498 حالة. استُخدم متوسط مستوى التعبير لكل جين لتقسيم المرضى إلى مجموعات ذات تعبير مرتفع ومنخفض. أُجري تحليل البقاء على قيد الحياة باستخدام منهج كابلان-ماير (Kaplan-Meier) مع اختبار رتبة السجلات (log-rank test) وانحدار كوكس للمخاطر النسبية أحادي المتغير لتقييم البقاء الإجمالي (OS) لـ SRC والبقاء الخالي من تطور المرض (PFS) لـ MAPK3، مع تسجيل نسب المخاطر (HRs) وفواصل الثقة 95% (CIs). كما تم تقييم الأداء التنبؤي بشكل أكبر من خلال إنشاء منحنيات خصائص تشغيل المستقبل (ROC) المعتمدة على الوقت عند 1 و3 و5 سنوات. أُجريت التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج R الإصدار 4.0.3، واعتُبرت القيمة P < 0.05 ذات دلالة إحصائية.