Les ingrédients actifs du RD
Un total de 71 ingrédients chimiques bruts ont été extraits de TCMSP en utilisant « Rhizoma Drynariae » comme mot-clé. Un criblage secondaire a été effectué selon les critères ADME (OB ≥ 30 %, DL ≥ 0,18), permettant d'obtenir finalement 18 ingrédients bioactifs présentant une bonne absorption orale et une aptitude au développement thérapeutique. Tableau 1 résume les informations de base détaillées relatives à ces 18 ingrédients actifs. Ces 18 composés constituent la base matérielle multiconstituante de RD contre RCI.
Cibles géniques pertinentes de RD
Les bases de données TCMSP, ETCM et SymMap ont été consultées pour rechercher des gènes cibles correspondant aux ingrédients actifs du RD, et un total de 327 entrées cibles initiales a été recueilli. Après l'intégration des données et la suppression des symboles de gènes redondants, 213 gènes cibles potentiels non redondants du RD ont été obtenus pour l'analyse d'intersection ultérieure.
Cibles géniques pertinentes pour la RCI
Les bases de données Genecards et OMIM ont été consultées à l'aide du mot-clé « rotator cuff injury », et 989 entrées brutes de gènes liées aux lésions de la coiffe des rotateurs ont été obtenues. Après intégration des données et suppression des doublons, 870 gènes pathogènes humains uniques étroitement associés à la progression des lésions de la coiffe des rotateurs ont été identifiés.
Construction du réseau d'interactions protéine-protéine
L'analyse d'intersection entre 213 gènes cibles de la RD et 870 gènes pathogènes de la RCI a identifié 71 gènes communs, définis comme des cibles thérapeutiques potentielles de la RD pour le traitement de la RCI. Un diagramme de Venn illustrant la relation d'intersection a été généré à l'aide du logiciel Venny 2.0 (Figure 2). Les 71 cibles communes ont été importées dans STRING afin de construire le réseau PPI de la RD intervenant dans la RCI (Figure 3). L'ensemble des données PPI a été importé dans Cytoscape, et cytoHubba a sélectionné les 10 gènes centraux présentant les scores MCC les plus élevés : TNF, IL6, VEGFA, PTGS2, CASP3, AKT1, CCL2, PPARG, MAPK3, HMOX1. Leurs informations topologiques selon le score MCC ont été résumées dans le Tableau 2 et visualisées dans la Figure 4. Les 71 gènes intersectants représentaient les cibles centrales médiant l'effet thérapeutique de la RD contre la RCI.
Analyse d'enrichissement GO et KEGG
Afin d'explorer le mécanisme moléculaire des cibles candidates de RD dans le traitement de la RCI, le package clusterProfiler a effectué une analyse d'enrichissement GO et KEGG sur les cibles thérapeutiques communes. Des statistiques d'enrichissement GO distinctes ont été réalisées pour les processus biologiques (BP), les composants cellulaires (CC) et les fonctions moléculaires (MF). Les Figures 5A–B, 6A–B et 7A–B illustrent les 10 entrées les plus significativement enrichies pour BP, CC et MF, tandis que le sous-graphique B de chaque figure présente la répartition des gènes pour chaque terme fonctionnel. Une analyse d'enrichissement KEGG a été réalisée en outre afin d'identifier les voies centrales impliquées dans l'intervention de RD sur la RCI, et les 30 voies les plus enrichies ont été visualisées dans la Figure 8.
Simulation de docking moléculaire
Les 10 principaux gènes centraux ont été définis comme des récepteurs protéiques, et les 18 ingrédients actifs de RD ont été utilisés comme ligands pour le calcul d'ancrage via AutoDock Vina et Open Babel. PyMOL a permis de visualiser les conformations de liaison entre les ligands et les récepteurs. Les résultats du docking ont montré que la majorité des protéines cibles centrales formaient des structures de liaison stables avec les ingrédients actifs de RD. Tableau 3 et Figure 9 présentent les paramètres complets de docking ainsi que les diagrammes tridimensionnels des 20 complexes présentant la meilleure affinité de liaison.
Dans la présente analyse de pharmacologie en réseau, 18 ingrédients bioactifs de RD et 213 cibles thérapeutiques non redondantes associées aux médicaments ont été identifiés. Après intersection avec 870 gènes associés à la RCI, 71 cibles thérapeutiques candidates communes ont été obtenues. La construction du réseau PPI et le criblage cytoHubba-MCC ont permis d'identifier dix gènes centraux : TNF, IL6, VEGFA, PTGS2, CASP3, AKT1, CCL2, PPARG, MAPK3 et HMOX1. L'enrichissement GO a couvert les processus biologiques (BP), les composants cellulaires (CC) et les fonctions moléculaires (MF), tandis que l'enrichissement KEGG a révélé plusieurs voies de signalisation enrichies. La simulation de docking moléculaire a confirmé une affinité de liaison favorable entre les principaux constituants actifs de RD et ces protéines cibles centrales.
DISPONIBILITÉ DES DONNÉES :
Toutes les données brutes et traitées générées dans cette étude, y compris les listes de cibles, les fichiers de réseau d'interactions protéiques (PPI), les résultats d'enrichissement GO et KEGG, ainsi que la matrice de docking moléculaire, sont déposées dans la banque de données Science Data Bank. Le lien d'accès aux données brutes est https://www.scidb.cn/anonymous/alVOVlJu.

Figure 1 : Schéma du flux de travail décrivant le pipeline bioinformatique appliqué dans cette étude. En partant de la gauche, les composés bioactifs candidats et leurs cibles RD correspondantes ont été extraits des bases de données TCMSP, ETCM et SymMap. À droite, les gènes associés aux lésions de la coiffe des rotateurs (RCI) ont été récupérés à partir des bases de données GeneCards et OMIM. Les gènes cibles communs à ces deux jeux de données ont été identifiés à l’aide d’un diagramme de Venn et définis comme des cibles thérapeutiques potentielles. Les cibles partagées ont ensuite été traitées selon deux voies distinctes : l’une a permis de construire un réseau d’interactions protéine-protéine à l’aide de STRING et de Cytoscape ; l’autre a réalisé des analyses d’enrichissement en GO et KEGG à l’aide du package R clusterProfiler. Les gènes centraux extraits du réseau PPI ont ensuite été validés par docking moléculaire, la préparation structurale et la simulation ayant été effectuées à l’aide de PubChem, PDB, AutoDock Vina et PyMOL. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, RCI = lésion de la coiffe des rotateurs, TCMSP = The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, ETCM = The Encyclopedia of Traditional Chinese Medicine, OMIM = The Online Mendelian Inheritance in Man, GO = ontologie génique, KEGG = encyclopédie de Kyoto des gènes et des génomes. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Diagramme de Venn des cibles communes entre le RD et le RCI. Le cercle bleu représente les cibles associées au RCI. Le cercle jaune représente les cibles thérapeutiques potentielles du RD. La région commune, de couleur vert olive, indique les cibles partagées entre le RD et le RCI. Les nombres et pourcentages à l’intérieur de chaque région indiquent le nombre et la proportion de cibles uniques ou partagées. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, RCI = lésion de la coiffe des rotateurs. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Réseau d'interactions protéine-protéine (PPI) généré à partir des 71 gènes cibles communs reliant le RD et le RCI. Chaque cercle du réseau représente un gène cible, étiqueté avec son symbole génétique officiel. Les lignes reliant deux cercles illustrent les associations protéine-protéine extraites de bases de données bioinformatiques publiques. La taille des nœuds et l'intensité de la couleur reflètent la signification topologique des gènes individuels au sein du réseau. Les gènes représentés par des cercles plus grands et des teintes vertes plus intenses obtiennent des scores topologiques plus élevés et occupent des positions plus centrales ; les cercles plus petits et jaunes pâles indiquent des gènes ayant une importance topologique moindre. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, RCI = lésion de la coiffe des rotateurs, PPI = interaction protéine-protéine. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Les 10 principaux gènes centraux identifiés à partir du réseau PPI à l'aide du plugin cytoHubba. Les rectangles représentent les gènes centraux, chacun étant étiqueté par son symbole génique officiel. Les lignes noires reliant les rectangles illustrent les interactions protéiques entre ces cibles principales. Le dégradé de couleur, allant du rouge vif à l'orange puis au jaune, illustre le classement des gènes centraux selon les scores MCC calculés par le plugin cytoHubba ; les rectangles rouges vifs indiquent les gènes ayant les scores MCC les plus élevés et l'importance maximale dans le réseau, tandis que les rectangles jaunes désignent les gènes ayant des scores relativement plus faibles. Abréviations : PPI = interaction protéine-protéine, MCC = centralité de la clique maximale.Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Analyse d'enrichissement BP des 71 gènes cibles partagés de RD par rapport à RCI. (A) Analyse d'enrichissement GO des cibles thérapeutiques potentielles pour le BP. Il s'agit d'un diagramme en barres horizontales montrant les 10 premiers termes du processus biologique GO significativement enrichis. L'axe horizontal X représente le nombre de gènes, correspondant au nombre de gènes cibles annotés à chaque terme GO. L'axe vertical Y énumère les termes GO enrichis individuels. La barre de couleur continue située à droite code la valeur -log10(p-value) ; les teintes rouges plus chaudes indiquent une valeur -log10(p-value) plus élevée et une signification statistique plus forte, tandis que les teintes violettes et bleues plus froides indiquent une signification moindre. (B) Relation entre les cibles thérapeutiques potentielles et le BP. Le panneau B est un diagramme en cordes illustrant les associations par paires entre les termes GO enrichis et leurs gènes cibles correspondants. Les segments circulaires extérieurs sont divisés en deux catégories : les blocs colorés représentent des termes distincts du processus biologique GO, et les graduations rectangulaires grises indiquent les symboles individuels des gènes cibles. Des rubans courbes à l'intérieur du cercle relient les termes GO à leurs gènes cibles associés, chaque ruban reliant un gène au terme GO auquel il participe. La couleur de chaque ruban reprend la teinte de son terme GO correspondant provenant de l'anneau extérieur. Une légende en bas relie chaque couleur à son terme GO respectif. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, RCI = lésion de la coiffe des rotateurs, BP = processus biologique, GO = ontologie génique. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 6 : Termes GO-CC dérivés des 71 cibles candidates de RD dans le traitement des LCR. (A) Analyse d'enrichissement GO des cibles thérapeutiques potentielles pour le CC. (B) Relation entre les cibles thérapeutiques potentielles et le CC. Le panneau A est un graphique à barres horizontales affichant les 10 premières entrées significativement enrichies de la composante cellulaire GO. L'axe horizontal X quantifie le nombre de gènes cibles attribués à chaque terme GO, désigné par « Counts ». Les descriptions enrichies des composantes cellulaires GO sont disposées le long de l'axe vertical Y. La barre de couleur à droite associe les variations de couleur aux valeurs de -log10(pvalue) ; le rouge vif correspond à des valeurs plus élevées de -log10(pvalue) et à une signification statistique plus forte, tandis que les nuances bleues représentent des niveaux de signification plus faibles. Le panneau B présente un diagramme en cordes visualisant les connexions entre les termes enrichis de la composante cellulaire GO et leurs gènes cibles associés. Les segments situés sur l'anneau extérieur sont divisés en deux groupes : les blocs colorés représentent des termes distincts de la composante cellulaire GO, et les traits gris indiquent les symboles individuels des gènes cibles. Des rubans courbes à l'intérieur du cercle relient chaque gène à son terme GO correspondant, chaque ruban reprenant la couleur de son terme GO correspondant sur l'anneau extérieur. Une légende en bas précise le code couleur pour toutes les catégories de composantes cellulaires GO. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, LCR = lésion de la coiffe des rotateurs, CC = composante cellulaire, GO = ontologie génique Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.

Figure 7 : Analyse d'enrichissement en MF réalisée sur les 71 gènes cibles communs à l'ICR pour l'intervention au RD. (A) Analyse d'enrichissement en ontologie génique (GO) des cibles thérapeutiques potentielles pour la MF. (B) Relation entre les cibles thérapeutiques potentielles et la MF. Le panneau A est un graphique en barres horizontales classant les 10 premiers termes significativement enrichis de fonction moléculaire (GO). Les valeurs sur l'axe horizontal X représentent le nombre de gènes, correspondant au nombre total de gènes cibles annotés pour chaque entrée de fonction moléculaire. L'axe vertical Y énumère les descriptions individuelles des fonctions moléculaires (GO). La barre de dégradé de couleur à droite traduit la variation de couleur en valeurs de -log10(pvalue) ; le rouge vif correspond à des valeurs plus élevées de -log10(pvalue) et à une signification statistique plus forte, tandis que les teintes bleues indiquent une signification plus faible. Le panneau B est un diagramme en cordes représentant les relations entre les catégories enrichies de fonction moléculaire (GO) et leurs gènes cibles associés. Les segments situés sur l'anneau extérieur contiennent deux types d'étiquettes : les blocs colorés indiquent des termes distincts de fonction moléculaire (GO), et les petits traits rectangulaires gris marquent les symboles individuels des gènes cibles. Des rubans courbes partant de l'anneau extérieur relient chaque gène à son terme fonctionnel correspondant, et chaque ruban reprend la couleur attribuée à son terme GO associé. Une légende en bas définit le code couleur pour toutes les catégories de fonction moléculaire (GO) représentées sur le graphique. Abréviation : RD = Rhizoma Drynariae, ICR = lésion de la coiffe des rotateurs, MF = fonction moléculaire, GO = ontologie génique Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 8 : Analyse d'enrichissement des voies KEGG des 71 gènes cibles partagés du RD par rapport à la LCR. Ce diagramme en points illustre les voies KEGG les plus enrichies. L'axe vertical Y indique les noms des voies enrichies individuelles. L'axe horizontal X représente le GeneRatio, défini comme le rapport entre le nombre de gènes cibles associés à une voie et le nombre total de gènes dans cette voie. Chaque point circulaire correspond à une voie enrichie. La taille du point est proportionnelle au nombre de gènes, les cercles plus grands indiquant un plus grand nombre de gènes cibles annotés à la voie. La couleur du point reflète la valeur de p : le rouge indique des valeurs de p plus faibles et une signification statistique plus forte, tandis que le bleu foncé indique des valeurs de p plus élevées et une signification statistique plus faible. Deux légendes latérales définissent séparément l'échelle du nombre de gènes et la correspondance des couleurs pour la valeur de p. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, LCR = lésion de la coiffe des rotateurs, KEGG = encyclopédie de Kyoto des gènes et des génomes. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 9 : Les complexes de docking les mieux classés. (A) (PTGS2, ériodictyol, -9,7 kcal/mol). (B) (PTGS2, lutéoline, -9,6 kcal/mol). (C) (PTGS2, catéchine, -9,5 kcal/mol). (D) (PTGS2, naringénine, -9,5 kcal/mol). (E) (PTGS2, auréusidine, -9,4 kcal/mol). (F) (PTGS2, kaempférol, -9,2 kcal/mol). (G) (PTGS2, chromane, -9,1 kcal/mol). (H) (TNF, catéchine, -9,1 kcal/mol). (I) (PTGS2, digallate, -9 kcal/mol). (J) (TNF, digallate, -9 kcal/mol). (K) (PPARG, chromane, -8,9 kcal/mol). (L) (PPARG, naringénine, -8,9 kcal/mol). (M) (TNF, auréusidine, -8,9 kcal/mol). (N) (TNF, kaempférol, -8,8 kcal/mol). (O) (MAPK3, chromane, -8,7 kcal/mol). (P) (MAPK3, naringénine, -8,7 kcal/mol). (Q) (PPARG, auréusidine, -8,7 kcal/mol). (R) (PPARG, kaempférol, -8,7 kcal/mol). (S) (PTGS2, 22_Stigmasten_3_one, -8,7 kcal/mol). (T) (MAPK3, lutéoline, -8,6 kcal/mol). Les panneaux A à T illustrent séparément la géométrie de liaison calculée de composés individuels de petite taille au sein de la cavité de liaison des protéines cibles correspondantes. Les modèles en bâtonnets cyan représentent les résidus d'acides aminés bordant la cavité de liaison de la protéine. Les ligands de petite taille sont représentés en bâtonnets magenta ou verts afin de distinguer différentes structures chimiques. Les lignes pointillées jaunes indiquent les liaisons hydrogène intermoléculaires entre les ligands et les résidus du site, les annotations numériques précisant les distances des liaisons hydrogène en angströms (Å). La surface blanche translucide délimite la topologie tridimensionnelle globale de chaque récepteur protéique. Tous les calculs de pose de liaison ont été effectués par docking moléculaire avec récepteur rigide à l'aide du logiciel AutoDock Vina. Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.
| ID de la molécule | Nom de la molécule | Bio disponibilité orale (OB) (%) | Caractère médicamenteux (DL) |
| MOL001040 | (2R)-5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphényl)chroman-4-one | 42,36 | 0,21 |
| MOL001978 | Auréusidine | 53,42 | 0,24 |
| MOL002914 | Ériodictiol (flavanone) | 41,35 | 0,24 |
| MOL000449 | Stigmastérol | 43,83 | 0,76 |
| MOL000358 | bêta-sitostérol | 36,91 | 0,75 |
| MOL000422 | kaempférol | 41,88 | 0,24 |
| MOL004328 | naringénine | 59,29 | 0,21 |
| MOL000492 | (+)-catéchine | 54,83 | 0,24 |
| MOL005190 | ériodictyol | 71,79 | 0,24 |
| MOL000569 | digallate | 61,85 | 0,26 |
| MOL000006 | lutéoline | 36,16 | 0,25 |
| MOL009061 | 22-Stigmastén-3-one | 39,25 | 0,76 |
| MOL009063 | Acétate de cyclolaudénol | 41,66 | 0,79 |
| MOL009075 | cycloartenone | 40,57 | 0,79 |
| MOL009076 | cyclolaudénol | 39,05 | 0,79 |
| MOL009078 | davallioside A_qt | 62,65 | 0,51 |
| MOL009087 | marioside_qt | 70,79 | 0,19 |
| MOL009091 | xanthogalénol | 41,08 | 0,32 |
Tableau 1 : Profils pharmacocinétiques des dix-huit constituants bioactifs candidats dérivés du RD. Les composés ont été extraits de la base de données TCMSP et filtrés selon deux seuils liés à l'ADME : BV ≥ 30 % et DL ≥ 0,18. Les colonnes indiquent le numéro d'accès TCMSP (ID Mol), le nom du composé, la valeur de BV calculée (%) et le score DL pour chaque constituant sélectionné. Abréviations : RD = Rhizoma Drynariae, RCI = lésion de la coiffe des rotateurs, ADME = absorption, distribution, métabolisme, élimination, TCMSP = The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, BV = biodisponibilité orale, DL = caractère médicamenteux.
| Rang | Gène | Nom | Score |
| 1 | TNF | facteur de nécrose tumorale | 328291218366500 |
| 2 | IL6 | interleukine 6 | 328291215913592 |
| 3 | VEGFA | facteur de croissance endothélial vasculaire A | 328291215896284 |
| 4 | PTGS2 | synthase 2 des prostaglandines-endoperoxydes | 328288656326402 |
| 5 | CASP3 | Caspase 3 | 328288180323600 |
| 6 | AKT1 | kinase 1 de la sérine/thréonine AKT | 328287745700516 |
| 7 | CCL2 | ligand 2 du chimioattractant contenant le motif C-C | 328161521686320 |
| 8 | PPARG | récepteur gamma activé par la prolifération des peroxysomes | 325302724852296 |
| 9 | MAPK3 | kinase 3 des protéines activées par un mitogène | 308779166166218 |
| 10 | HMOX1 | hème oxygénase 1 | 299171945318400 |
Tableau 2 : Les 10 principaux gènes centraux identifiés à partir du réseau PPI. Les gènes ont été classés selon les scores MCC calculés par le plugin cytoHubba dans Cytoscape. Le MCC est une métrique topologique de cytoHubba pour laquelle des valeurs numériques plus élevées reflètent une importance topologique plus grande au sein du réseau. Les colonnes indiquent l'ordre de classement, le symbole officiel du gène, le nom complet du gène et le score MCC brut correspondant pour chaque gène central. Abréviations : PPI = interaction protéine-protéine, MCC = centralité de la clique maximale.
| Récepteurs | Ligands | Énergie libre (kcal/mol) | Numéros de série correspondants dans la Figure 9 |
| PTGS2 | eriodictyol | -9.7 | A |
| PTGS2 | luteolin | -9.6 | B |
| PTGS2 | catechin | -9.5 | C |
| PTGS2 | naringenin | -9.5 | D |
| PTGS2 | Aureusidin | -9.4 | E |
| PTGS2 | kaempferol | -9.2 | F |
| PTGS2 | chroman | -9.1 | G |
| TNF | catechin | -9.1 | H |
| PTGS2 | digallate | -9 | I |
| TNF | digallate | -9 | J |
| PPARG | chroman | -8.9 | K |
| PPARG | naringenin | -8.9 | L |
| TNF | Aureusidin | -8.9 | M |
| TNF | kaempferol | -8.8 | N |
| MAPK3 | chroman | -8.7 | O |
| MAPK3 | naringenin | -8.7 | P |
| PPARG | Aureusidin | -8.7 | Q |
| PPARG | kaempferol | -8.7 | R |
| PTGS2 | 22_Stigmasten_3_one | -8.7 | S |
| MAPK3 | luteolin | -8.6 | T |
Tableau 3 : Résultats d'affinité de liaison en docking moléculaire pour les 20 complexes récepteur-ligand sélectionnés. Chaque ligne indique la protéine réceptrice, le ligand de petite molécule, l'énergie libre de liaison calculée (kcal/mol) et l'étiquette du sous-graphique correspondant dans la Figure 9. Des valeurs d'énergie libre plus négatives correspondent à une stabilité de liaison plus forte entre la poche protéique et le composé ligand. Abréviations : PTGS2 = prostaglandine-endoperoxyde synthase 2, TNF = facteur de nécrose tumorale, PPARG = récepteur gamma activé par la prolifération des peroxysomes, MAPK3 = kinase 3 des protéines activées par un mitogène.