Mekaanisia näkemyksiä Cistanche-pohjaiseen kaavaan glukolipidiaineenvaihduntahäiriöiden hoitoon: Multi-Omics ja kokeellinen tutkimus

4. Tulokset

4.1 Päällekkäisten tavoitteiden tunnistaminenCistanchen kaavaja glukolipidiaineenvaihduntahäiriö

Perustuu sormenjälkiprofilointiinCistanche-pohjainen kaavaennustimme sen tärkeimpien aktiivisten komponenttien tavoitteet-mangiferiini, koptisiini, jatrorritsiini, salvianolihappo B, aloiiini, berberiini, palmatiini ja lovastatiini- kysymälläCTDjaSwissTargetPredictiontietokannat. Kaksoiskappaleiden poistamisen jälkeen yhteensä958 maaliatunnistettiin. sillä välin1962 geenitglukolipidiaineenvaihduntahäiriöön liittyvät ongelmat haettiin osoitteestaGeneCardstietokanta. KäyttämälläVenn-kaavioohjelmisto, tunnistimme341 päällekkäistä kohdettakasviperäisen kaavan ja sairauteen liittyvien geenien välillä (kuva 2A). Nämä kohteet ja niitä vastaavat aktiiviset komponentit tuotiin sitten sisäänCytoscaperakentaa komponentti-kohde-vuorovaikutusverkosto (kuvio 2B), joka paljasti vahvoja vuorovaikutuksia aktiivisten yhdisteiden ja kohteiden välillä.

Acteosid in cistanche glukolipidiaineenvaihduntahäiriöille

 

Lue lisää cistanchen eduista

 

 

Kuva. 2 Mahdollisten kohteiden seulonta glykolipidiaineenvaihduntahäiriön parantamiseksi JTTZF:llä

Kuva. 3 PPI-verkkoanalyysi JTTZF:n ja glykolipidiaineenvaihduntahäiriön päällekkäisistä kohteista

 

4.2 Päällekkäisten tavoitteiden PPI-verkkoanalyysi

341 päällekkäistä kohdetta tuotiinSTRINGtietokanta aproteiini-proteiini-vuorovaikutusverkko (PPI).käyttämällä Cytoscapea (kuva 3). Kymmenen suurinta keskusgeeniä, joilla on korkeimmat arvot, tunnistettiin:TNF (43), AKT1 (39), TP53 (44), IL-6 (42), NF-κB1 (30), ESR1 (31), EGFR (31), FN1 (29), CTNNB1 (28) ja IL-1 (28). Näitä pidettiin ydinkohteina, joiden kautta Cistanchen kaava voi vaikuttaa terapeuttisesti glukolipidiaineenvaihduntahäiriöön.

Kuva. 4 GO- ja KEGG-reitin rikastusanalyysi

 

4.3 GO ja KEGG Pathway Enrichment Analysis

Selvitimme mahdollisten kohteiden biologisia roolejaMENNÄjaKEGGrikastusanalyysit. GO-tulokset paljastivat, että biologiset prosessit olivat pääasiassa rikastuneitasignaalin siirtojatranskription säätely(esim. "RNA-polymeraasi II -promoottorin transkription positiivinen säätely", "geeniekspression positiivinen säätely"). Tärkeimmät solukomponentit sisälsivät mmplasmakalvo, solunulkoinen eksosomi, jaendoplasminen verkkokalvo. Molekyylifunktiot mukanaproteiinien sitoutuminen, identtinen proteiinisitoutuminen, jaATP:n sitoutuminen(Kuva 4A).

KEGG-analyysi osoitti, että ehdokaskohteet olivat rikastuneita reiteillä, mukaan lukiensyövän reittejä, lipidit ja ateroskleroosi, PI3K-AKT, jaMAPK-signalointireitit(Kuva 4B), mikä viittaa siihen, että nämä reitit voivat olla kaavan mekanismin taustalla glukolipidiaineenvaihdunnan parantamisessa.

Acteosid in cistanche glukolipidiaineenvaihduntahäiriöille

 

4.4 Lääke-komponentti-keskittimen kohde-polkuverkoston rakentaminen

Kartoimmeaktiivisia aineosia, tärkeimmät tavoitteet, ja20 parasta KEGG-rikastettua reittiäCytoscapeen rakentaakseen kattavan "lääkeaine-komponentti-kohde-reitti" verkko (kuva 5). Verkosto osoitti, että eri komponentit vaikuttavat erilaisiin kohteisiin ja yksittäisiin kohteisiin voivat vaikuttaa useat yhdisteet. Nämä kohteet ovat mukana erilaisissa biologisissa prosesseissa ja signalointireiteissä, mikä heijastaamonikomponenttinen, monikohde ja monitieperinteisen kiinalaisen lääketieteen, kuten Cistanchen, ominaisuudet.

 

Kuva. 5 JTTZF-aktiivisten ainesosien-keskittimen kohteiden-polkujen verkkokaavio

Acteosid in cistanche glukolipidiaineenvaihduntahäiriöille

 

Taulukko 2 Ydinkomponenttien ja ydinkohteiden AKT1, FN1 ja IL-6 molekyylitelakointitiedot

4.5 Molecular Docking Validation

Molekyylitelakointia käytettiin aktiivisten komponenttien ja tärkeimpien kohteiden välisen sitoutumisaffiniteetin arvioimiseen. Yleensä sitomisenergia on pienempi kuin-4,25 kcal/molosoittaa mahdollista vuorovaikutusta; vähemmän kuin-5,0 kcal/molehdottaa hyvää sidontaa; ja vähemmän kuin-7,0 kcal/molosoittaa vahvaa sitoutumisaffiniteettia.

Telakointitulokset osoittivat senAKT1, FN1 ja IL-6Sillä oli vahvat sitoutumisaffiniteetit kaikkien 8 aktiivisen yhdisteen kanssa (taulukko 2). Erityisestisalvianolihappo B-AKT1 (−9,328 kcal/mol), salvianolihappo B-FN1 (-8,626), mangiferiini – AKT1 (−8,366), aloin-AKT1 (−8,317), koptisiini – AKT1 (−8,117), jalovastatiini-AKT1 (-8,113)osoittivat voimakkaimmat vuorovaikutukset, mikä merkitsi vakaata sitoutumista (kuvio 6).

 

Kuva. 6 Ydintervan välisen molekyylitelakoinnin tulokset

saa ja ydinainesosat [kuusi tulosta, joilla on pienin affiniteetti (alle -8)]

Kuva. 7 Molekyylidynamiikan simuloinnin tulokset

4.6 Molekyylidynamiikan simulointi

Kuusi ligandi-reseptorikompleksia, joilla oli voimakkaimmat sitoutumisaffiniteetit, altistettiinmolekyylidynamiikan simulaatio. TheRMSDkäyrätlovastatiini-AKT1, koptisiini – AKT1, jasalvianolihappo B-AKT1kompleksit pysyivät suhteellisen vakaina 0–10 ns:n ajan ja niidenRMSFarvot olivat alhaiset, mikä osoitti telakointikompleksien hyvää rakenteellista vakautta (kuva 7).

4.7 In vivo -kokeellinen validointi

A glukolipidiaineenvaihduntahäiriön hiirimalliperustettiin. Cistanche-valmisteella suoritetun hoidon jälkeen paastoveren glukoositasot laskivat merkittävästi malliryhmään verrattuna (P < 0,01). 14 viikon hoidon jälkeensuun glukoositoleranssitesti (OGTT)osoitti myös parantunutta glukoosinsietokykyä (P < 0,01). Lisäksi,kehon painojatriglyseriditasotvähentyneet merkittävästi (P < 0,01) (Kuva 8).

Kuva. 8 JTTZF parantaa verensokeria ja veren lipidejä hiirillä, joilla on glykolipidiaineenvaihduntahäiriö. Tiedot kerättiin 6 viikon mallin luomisen alussa ja lopussa sekä 8 viikon mittaisen intervention aikana

 

Kuva. 9 JTTZF:n vaikutukset lipidi- ja ateroskleroottireitille

 

Kuva. 10 JTTZF:n vaikutukset CTNNB1-, ESR1-, FN1- ja EGFR-tasoihin hiirten maksassa, joilla on glykolipidiaineenvaihduntahäiriö

Kuva. 11 JTTZF:n vaikutusmekanismi glykolipidiaineenvaihdunnan häiriön parantamisessa

 

Sääntelymekanismien tutkimiseksi tutkimme avaingeenien ilmentymistälipidien ja ateroskleroosin reitti. mRNA-tasotNF-κB1, IL-1, IL-6, TNF, TP53, jaAKT1säännelty huomattavasti alaspäin (P < 0,05). Akt:n ja NF-KB p65:n fosforylaatioMyös maksan proteiinitasot vähenivätIL-1, IL-6, TNF-, jap53 (P < 0,05) (Kuva 9).

Edelleen,qRT-PCRjaWestern blotanalyysi osoitti senFN1jaEGFRSääntelyä alennettiin merkittävästiCTNNB1jaESR1säätelyt lisääntyivät merkittävästi hoidettujen hiirten maksakudoksissa (P < 0,05) (Kuva 10).

5. Keskustelu

Elintapamuutosten ja väestön ikääntymisen aiheuttamat glukolipidiaineenvaihduntahäiriöt ovat erittäin yleisiä, mutta huonosti hallittuja. Patogeneesi sisältääneuroendokriininen epätasapaino, insuliiniresistenssi, oksidatiivinen stressi, tulehdus, jasuoliston mikrobiot dysbioosi. Nykyiset hoidot kohdistuvat usein yhteen mekanismiin tai sairauteen, mikä johtaa epäoptimaalisiin tuloksiin.

Vaikkametformiinion edelleen ensisijainen diabeteslääke, sen maha-suolikanavan sivuvaikutukset rajoittavat sen käyttöä. TheCistanche-pohjainen kaava, suunniteltu T2DM-potilaille, joilla on dyslipidemia ja maha-suolikanavan lämpöoireyhtymä, hyödyntäämonikomponenttinen, monikohde ja monitoiminenperinteisen lääketieteen edut. Aiemmat tutkimukset osoittavat, että se saavuttaa vertailukelpoisen glykeemisen hallinnan metformiiniin verrattuna ja parantaa samalla painoa, BMI:tä, vyötärön ympärysmittaa ja lipiditasoja.

Näistä eduista huolimatta sen vaikutusmekanismi on edelleen epäselvä. Tutkimuksemme käyttiverkkofarmakologia, molekyylitelakka, molekyylidynamiikka ja eläinten validointitutkia sen terapeuttista potentiaalia.

TunnistammeTNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6, jaEGFRkeskuskohteina. Nämä liittyvät vahvasti tulehdukseen, insuliiniresistenssiin, adipogeneesiin, ateroskleroosiin ja glukoosin homeostaasiin.

NF-κB1välittää tulehduksen aiheuttamaa insuliiniresistenssiä.

IL-1, IL-6, TNF-edistää plakin muodostumista ja verisuonikomplikaatioita.

CTNNB1 (-kateniini)osallistuu Wnt-signalointiin ja estää adipogeneesiä.

AKT1säätelee energia-aineenvaihduntaa ja suojaa ruokavalion aiheuttamalta liikalihavuudelle.

ESR1parantaa glukoosin homeostaasia; sen puute johtaa lihavuuteen ja IR.

FN1edistää varhaista ateroskleroosia ja verisuonten kalkkeutumista.

TP53osallistuu lipidiaineenvaihduntaan ja voi aiheuttaa tulehdusta ja infrapunasäteilyä.

EGFRaktivoituminen heikentää insuliinin ja adiponektiinin eritystä.

GO- ja KEGG-rikastus vahvisti, että tärkeimmät kohteet ovat mukanasignaalin siirto, transkription säätely, PI3K-AKT, MAPK, jalipidien ja ateroskleroosin reitit-kaikki keskeisiä glukolipidiaineenvaihduntahäiriöille.

Mielenkiintoista,syöpään liittyvät reititmyös ilmestyi, mahdollisesti johtuenmonikohde luontoperinteisiä yhdisteitä tai niiden läsnäoloasyövän vastaiset komponentitpitäämangiferiini.

Telakointi ja simulointi vahvistivat vahvan vuorovaikutuksen välilläsalvianolihappo B, koptisiini, jaAKT1, mikä viittaa sen keskeiseen rooliin. Eläinkokeet validoivat kaavan kyvyn parantaa verensokeria, lipiditasoja ja tulehdusmarkkereita moduloimalla keskeisiä reittejä ja kohteita.

 

6. Johtopäätös

Käyttämällä integroitua lähestymistapaa yhdistämälläverkkofarmakologia, molekyylitelakka, molekyylidynamiikka ja in vivo -kokeet, tämä tutkimus selvensi mekanismeja, joillaCistanche-pohjainen kaavaparantaaglukolipidiaineenvaihduntahäiriö. Kaava toimii kauttamonikomponenttinen, monikohde ja monitiestrategioita, joihin ensisijaisesti liittyyAKT1, FN1, EGFR, CTNNB1, jaESR1.

Sen modulaatiolipidit ja ateroskleroosi, PI3K-AKT, jaMAPKpolut edistävät glykeemisen tason säätelyä, lipidien säätelyä ja verisuonten suojaamista. Nämä havainnot tarjoavat teoreettisen perustan sen kliiniselle sovellukselle ja tulevalle kehitykselle glukolipidiaineenvaihduntahäiriöiden ja niihin liittyvien komplikaatioiden hallinnassa.