Abstraktne

Eesmärk:Cistanche-põhine hüpoglükeemilist-lipiidide reguleeriv valem (HLF) on näidanud märkimisväärset efektiivsust glükoosi ja lipiidide metabolismi häirete parandamisel. Selle konkreetsed toimemehhanismid on aga ebaselged. Selle uuringu eesmärk oli uurida HLF-i potentsiaalseid sihtmärke ja mehhanisme glükolipiidide ainevahetushäirete parandamisel võrgufarmakoloogia, molekulaarse dokkimise, molekulaarse dünaamika (MD) simulatsioonide ja eksperimentaalse valideerimise kaudu.

Meetodid:
Targets associated with glucolipid metabolic disorders were retrieved from the GeneCards database. The action targets of the major active components of HLF were obtained from the CTD and SwissTargetPrediction databases. The STRING database and Cytoscape software were used to construct protein-protein interaction (PPI) networks. Pärast potentsiaalsete peamiste sihtmärkide tuvastamist viidi Metascape'i andmebaasi kaudu läbi geeniontoloogia (GO) ja Kyoto geenide ja genoomide entsüklopeedia (KEGG) rikastamisanalüüsid ning konstrueeriti "ühendi-sihtmärgi raja" võrk. Molecular docking was conducted using AutoDock and PyMOL to verify the interactions between the main components and core targets. MD simulations were then performed on the best protein-ligand complexes identified from docking. A mouse model of glucolipid metabolic disorder was established forin vivovõrgustiku farmakoloogia leidude valideerimine.

Tulemused:
PPI võrgu topoloogiline analüüs tuvastas 10 peamist sihtmärki: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6 ja EGFR. GO rikastamine näitas, et need sihtmärgid olid peamiselt seotud signaali ülekande ja transkriptsiooni reguleerimisega. KEGG raja analüüs näitas olulist seost lipiidide ja ateroskleroosi radadega. Molekulaarne dokkimine kinnitas soodsat seondumisafiinsust HLF-i põhikomponentide (nt lovastatiin, koptisiin, salvianoolhape B) ja sihtmärkide nagu AKT1, FN1 ja IL-6 vahel. MD-simulatsioonid näitasid veelgi stabiilseid koostoimeid, eriti AKT1 ja selliste ühendite nagu lovastatiin, koptisiin ja salvianoolhape B vahel. Loomkatsed näitasid, et HLF võib avaldada terapeutilist toimet, vähendades AKT1, TP53, FN1 ja EGFR ekspressiooni, pärssides põletikulisi tegureid nagu IL-1}, NN1 ja {{4R1R1 ja IL-6. Need muutused viisid mudelhiirte veresuhkru ja lipiidide taseme paranemiseni.

Järeldus:
HLF võib reguleerida glükoosi ja lipiidide metabolismi ning parandada aterosklerootilisi kahjustusi, suunates lipiidide ja ateroskleroosiga seotud radu. See pakub terviklikku ravistrateegiat ainevahetushäirete ja nendega seotud tüsistuste ennetamiseks ja raviks.

Märksõnad:
Cistanche-põhine valem; Glükolipiidide ainevahetushäired; Võrgufarmakoloogia; Molekulaarne dokkimine; Molekulaardünaamika simulatsioon;Lipiidide ja ateroskleroosi rada

 

 

 

cistanche ekstrakti akteosiid koostisosa glükolipiidide ainevahetushäirete raviks

Kui soovite lisateavet cistanche eeliste kohta, võtke meiega ühendust

Võtke kohe ühendust

 

 

 

1. Sissejuhatus

Glükolipiidide ainevahetushäired on muutunud kogu maailmas oluliseks rahvatervise probleemiks. 2021. aastal ulatus diabeedi ülemaailmne levimus ligikaudu 529 miljonini, prognooside kohaselt on 2050. aastaks üle 1,31 miljardi juhtumi. Hiinas näitavad hiljutised uuringud, et diabeedi levimus oli 2018. aastal 12,4%, võrreldes 10,9%-ga 2013. aastal. suremus ja puue.

Hiina 20 kolmanda taseme haigla epidemioloogilised uuringud näitavad, et 67,1% II tüüpi diabeedi (T2DM) patsientidest põeb düslipideemiat. Uuringus CCMR-3B teatati, et 72%-l T2DM patsientidest oli ka düslipideemia ja/või hüpertensioon, mis kahekordistas nende riski makro- ja mikrovaskulaarsete tüsistuste tekkeks võrreldes ainult diabeediga patsientidega.

Glükolipiidide ainevahetushäirete keerulise patogeneesi ja igakülgse metaboolse kontrolli saavutamise madala kiiruse tõttu on tõhusad ravivõimalused piiratud. "Flegm hägususe" teooria alusel välja töötatud Cistanche-põhise hüpoglükeemilise-lipiidide reguleerimise valemi (HLF) eesmärk on eemaldada kuumus, eemaldada hägusus ja taastada tasakaal. Koosneb kaheksast ürdist, sealhulgasCistanche, Momordica charantia, Aloe vera, Scutellaria baicalensis, Schisandra chinensis, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhizajaAtractylodes macrocephalaHLF on suunatud metaboolsete häirete põhimehhanismidele.

Sõrmejälgede analüüs HPLC abil tuvastas peamised ühendid:mangiferiin, koptisiin, jatrorrhisiin, salvianoolhape B, aloiin, berberiin, palmatiin,jalovastatiin. Varasemad uuringud kinnitasid HLF-i efektiivsust glükoosi ja lipiidide taseme alandamisel, kardiovaskulaarse riski vähendamisel ja insuliiniresistentsuse parandamisel. Mitmekeskuselises randomiseeritud avatud kliinilises uuringus, milles osales 450 rasvumisega seotud T2DM ja düslipideemiaga patsienti, leiti, et HLF vähendas tõhusalt vere glükoosisisaldust, reguleeris lipiide, alandas kehakaalu ja parandas insuliinitundlikkust.

Edasised uuringud näitasid, et HLF võib moduleerida soolestiku mikrobiootat (ntFekaalbakterid, Blautia) ja mõjutavad metaboolseid teid, nagu rasvhapete lagunemine ja glükolüüs/glükoneogenees. Vaatamata tõestatud kliinilisele efektiivsusele jäävad täpsed mehhanismid ebaselgeks, piirates laiemat kasutamist.

Võrgufarmakoloogia pakub süsteemitasandi lähenemisviisi haiguste mehhanismide ja ravimite toime selgitamiseks, integreerides bioinformaatika ja suure läbilaskevõimega sõeluuringu. See uuring kasutab võrgufarmakoloogiat, molekulaarset dokkimist, molekulaarset dünaamikat ja loomkatseid, et paljastada HLF-i mitme sihtmärgiga mehhanismid glükolipiidide ainevahetushäirete ravis.

2. Materjalid ja meetodid

2.1 Instrumendid

D3024R kiire jahutustsentrifuug (SCILOGEX)

Y300C elektroforeesiaparaat ja JY300C elektroforeesipaak (Junyi Oriental, Peking)

ChampGel 5000 pildisüsteem (Saizhi Innovation, Peking)

SMA-1000 spektrofotomeeter (Meilin Hengtong, Peking)

StepOne Plus qRT-PCR süsteem (ABI)

PowerPaci universaalne elektroforeesiseade (Bio-Rad)

PB-10 pH-meeter (Sartorius)

Tanon 5200 kemoluminestsentsanalüsaator (Tanon, Shanghai)

2.2 Taimsed ravimid

HLF valem sisaldab:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Aloe vera

Schisandra chinensis

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Kõik ürdid olid granuleeritud valemiekstraktid (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

Kontrollravim:Metformiinvesinikkloriidtabletid (0,5 g tableti kohta, Bristol-Myers Squibb, Shanghai).

2.3 Reaktiivid ja antikehad

TRIzol reaktiiv (Invitrogen)

HiFiScript cDNA sünteesikomplekt (CW2569)

UltraSYBR segu (High ROX, CW2602)

BCA valgu analüüsi komplekt

Primaarsed antikehad, mis on suunatud p-AKT, p-NF-κB p65, AKT, NF-κB p65, FN1, p53, IL-1, IL-6, EGFR, TNF-, -kateniini, ESR1, -aktiini vastu

Sekundaarsed antikehad (HRP-konjugeeritud kitse anti-küüliku/hiire IgG)

2.4 Loomamudelid

Isased C57BL/6J hiired (7 nädala vanused) osteti ja neid hoiti standardsetes SPF tingimustes. Kõik loomadega tehtavad protseduurid kiitis heaks Guang'anmeni haigla eetikakomitee (kinnitus nr IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Sihtmärgi ennustamine

Küsiti HLF-i aktiivseid ühendeidCTDjaSwissTargetPrediction(tõenäosus > 0,1). T2DM-i ja düslipideemia haigusega seotud sihtmärgid saadiGeneCards(asjakohasuse skoor > 1). Venni diagrammid tuvastasid kattuvad eesmärgid edasiseks PPI analüüsiks.

2.6 PPI võrgu ehitamine

Sisestati kattuvad eesmärgidSTRING(https://www.string-db.org), keskmise usaldusväärsusega (skoor 0,4 või suurem). Võrgustik visualiseeriti ja analüüsiti aastalCytoscapeja põhieesmärgid, mis on määratletud kraadikesksuse järgi.

2.7 GO ja KEGG rikastamine

Peamised eesmärgid esitatiMetamaastikGO (BP, MF, CC) ja KEGG raja analüüsi jaoks (P < 0,01). Visualiseerimine viidi läbi mulligraafikute abil.

2.8 Liit-siht-tee võrk

Cytoscape'i kasutati ürte, ühendeid, sihtmärke ja radu ühendava võrgustiku loomiseks, illustreerides mitme sihtmärgi ja mitme raja koostoimeid.

2.9 Molekulaarne dokkimine

Ühendite 2D struktuurid saadiPubChem, teisendati esialgsesse eelarveprojekti kasutadesAvage Paabel. Valgustruktuurid laaditi alla aadressiltRCSB esialgne eelarveprojektaastal valmisAutoDockToolsja dokitud kasutadesSailVina. Seondumisafiinsus Oluliseks peeti -4,25 kcal/mol või alla selle. Dokkimise tulemused visualiseeritiPyMOL.

2.10 Molekulaardünaamika simulatsioon

MD simulatsioonid viidi läbi kasutadesAmber18valitud tippkomplekside jaoks. Valk: merevaik14SB; ligand: gaff; vesi: OPC mudel. RMSD ja RMSF arvutati 20 ns NPT simulatsioonide põhjal.

2.11 Loomade rühmitamine ja sekkumine

Hiired randomiseeriti 4 rühma: normaalne (N), mudel (M), metformiin (MET) ja HLF. Kõik hiired, välja arvatud rühm N, said 6 nädala jooksul kõrge rasvasisaldusega dieeti (HFD). HLF-i manustati 14 g/kg (toortaime ekvivalent), MET-i 250 mg/kg. Pärast 8-nädalast sekkumist koguti analüüsiks veri ja maksakuded.

2,12 qRT-PCR

Kogu RNA ekstraheeriti TRIzoliga. cDNA sünteesiti HiFiScripti abil. qPCR viidi läbi kasutades UltraSYBR ja StepOne Plus. Suhteline ekspressioon arvutati 2^-ΔΔCt abil.

2.13 Western Blot

Valgud ekstraheeriti maksakoest, kvantifitseeriti, eraldati SDS-PAGE abil ja kanti üle PVDF membraanidele. Pärast blokeerimist ja inkubeerimist primaarsete ja sekundaarsete antikehadega visualiseeriti signaalid ECL abil ja kvantifitseeriti, kasutades normaliseerimiseks ImageJ. - aktiini.

2.14 Statistiline analüüs

Andmeid analüüsiti kasutadesSPSS 23.0jaGraphPad Prism 10.1.2. Kasutati ühesuunalist ANOVA ja t-testi, kusjuures P < 0,05 peeti statistiliselt oluliseks.