Περίληψη

Σκοπός:Η υπογλυκαιμική-ρυθμιστική φόρμουλα (HLF) με βάση το Cistanche έχει δείξει σημαντική αποτελεσματικότητα στη βελτίωση των διαταραχών του μεταβολισμού της γλυκόζης και των λιπιδίων. Ωστόσο, οι συγκεκριμένοι μηχανισμοί δράσης του παραμένουν ασαφείς. Αυτή η μελέτη είχε ως στόχο να διερευνήσει τους πιθανούς στόχους και τους μηχανισμούς του HLF στη βελτίωση των μεταβολικών διαταραχών των γλυκολιπιδίων μέσω φαρμακολογίας δικτύου, μοριακής σύνδεσης, προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής (MD) και πειραματικής επικύρωσης.

Μέθοδοι:
Οι στόχοι που σχετίζονται με μεταβολικές διαταραχές των γλυκολιπιδίων ανακτήθηκαν από τη βάση δεδομένων GeneCards. Οι στόχοι δράσης των κύριων ενεργών συστατικών του HLF ελήφθησαν από τις βάσεις δεδομένων CTD και SwissTargetPrediction. Η βάση δεδομένων STRING και το λογισμικό Cytoscape χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή δικτύων αλληλεπίδρασης πρωτεΐνης-πρωτεΐνης (PPI). Μετά τον εντοπισμό πιθανών βασικών στόχων, πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις εμπλουτισμού Gene Ontology (GO) και Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) μέσω της βάσης δεδομένων Metascape, και κατασκευάστηκε ένα δίκτυο "compound-target-pathway". Η μοριακή σύνδεση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση AutoDock και PyMOL για την επαλήθευση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των κύριων στοιχείων και των βασικών στόχων. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις MD στα καλύτερα σύμπλοκα πρωτεΐνης-συνδέτη που εντοπίστηκαν από τη σύνδεση. Ένα μοντέλο ποντικού μεταβολικής διαταραχής των γλυκολιπιδίων καθιερώθηκε γιαin vivoεπικύρωση των φαρμακολογικών ευρημάτων του δικτύου.

Αποτελέσματα:
Η τοπολογική ανάλυση του δικτύου PPI εντόπισε 10 βασικούς στόχους: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1 , IL-6 και EGFR. Ο εμπλουτισμός GO έδειξε ότι αυτοί οι στόχοι εμπλέκονται κυρίως στη μεταγωγή σήματος και στη μεταγραφική ρύθμιση. Η ανάλυση οδού KEGG αποκάλυψε σημαντική συσχέτιση με μονοπάτια λιπιδίων και αθηροσκλήρωσης. Η μοριακή σύνδεση επιβεβαίωσε ευνοϊκές συγγένειες δέσμευσης μεταξύ των βασικών συστατικών του HLF (π.χ. λοβαστατίνη, κοπτισίνη, σαλβιανολικό οξύ Β) και στόχων όπως AKT1, FN1 και IL-6. Οι προσομοιώσεις MD έδειξαν περαιτέρω σταθερές αλληλεπιδράσεις, ειδικά μεταξύ AKT1 και ενώσεων όπως η λοβαστατίνη, η κοπτισίνη και το σαλβιανολικό οξύ Β. Πειράματα σε ζώα έδειξαν ότι το HLF μπορεί να ασκήσει θεραπευτικά αποτελέσματα μειώνοντας την έκφραση των AKT1, TP53, FN1 και EGFR, όπως IL-6, κατασταλτικοί παράγοντες, όπως IL-1 CTNNB1 και ESR1. Αυτές οι αλλαγές οδήγησαν σε βελτιώσεις στα επίπεδα γλυκόζης και λιπιδίων στο αίμα στα μοντέλα ποντικών.

Σύναψη:
Το HLF μπορεί να ρυθμίζει το μεταβολισμό της γλυκόζης και των λιπιδίων και να βελτιώνει τις αθηροσκληρωτικές βλάβες στοχεύοντας μονοπάτια που σχετίζονται με τα λιπίδια και την αθηροσκλήρωση. Προσφέρει μια ολοκληρωμένη θεραπευτική στρατηγική για την πρόληψη και τη θεραπεία μεταβολικών διαταραχών και σχετικών επιπλοκών.

Λέξεις-κλειδιά:
Φόρμουλα με βάση το Cistanche; Γλυκολιπιδική μεταβολική διαταραχή; Φαρμακολογία δικτύου; Μοριακή σύνδεση; Προσομοίωση μοριακής δυναμικής;Οδός λιπιδίων και αθηροσκλήρωσης

 

 

 

συστατικό ακτεοσίδης από εκχύλισμα κιστάνχης για τη θεραπεία γλυκολιπιδικών μεταβολικών διαταραχών

μάθετε περισσότερα για τα οφέλη του cistanche, επικοινωνήστε μαζί μας

Επικοινωνήστε τώρα

 

 

 

1. Εισαγωγή

Οι μεταβολικές διαταραχές των γλυκολιπιδίων έχουν γίνει μια εξέχουσα ανησυχία για τη δημόσια υγεία παγκοσμίως. Το 2021, ο παγκόσμιος επιπολασμός του διαβήτη έφτασε τα 529 εκατομμύρια περίπου, με τις προβλέψεις να υποδεικνύουν πάνω από 1,31 δισεκατομμύρια περιπτώσεις έως το 2050. Στην Κίνα, πρόσφατες μελέτες δείχνουν επιπολασμό του διαβήτη 12,4% το 2018, από 10,9% το 2013. Η δυσλιπιδαιμία είναι συχνά σημαντική αύξηση του κινδύνου καρδιαγγειακής νόσου και η συννοσηρότητα. γεγονότα, θνησιμότητα και αναπηρία.

Επιδημιολογικές έρευνες από 20 τριτοβάθμια νοσοκομεία στην Κίνα δείχνουν ότι το 67,1% των ασθενών με διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2) έχουν δυσλιπιδαιμία. Η μελέτη CCMR-3B ανέφερε ότι το 72% των ασθενών με ΣΔ2 είχαν επίσης δυσλιπιδαιμία ή/και υπέρταση, διπλασιάζοντας τον κίνδυνο μακροαγγειακών και μικροαγγειακών επιπλοκών σε σύγκριση με ασθενείς με διαβήτη μόνο.

Λόγω της πολύπλοκης παθογένεσης των μεταβολικών διαταραχών των γλυκολιπιδίων και του χαμηλού ποσοστού επίτευξης ολοκληρωμένου μεταβολικού ελέγχου, οι αποτελεσματικές θεραπείες είναι περιορισμένες. Η φόρμουλα υπογλυκαιμικής ρύθμισης των λιπιδίων (HLF) με βάση το Cistanche, που αναπτύχθηκε σύμφωνα με τη θεωρία της «θολότητας των φλεγμάτων», στοχεύει να καθαρίσει τη θερμότητα, να αφαιρέσει τη θολότητα και να αποκαταστήσει την ισορροπία. Αποτελείται από οκτώ βότανα συμπεριλαμβανομένωνCistanche, Momordica charantia, Αλόη βέρα, Scutellaria baicalensis, Schisandra chinensis, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhiza, καιAtractylodes macrocephalaΤο HLF στοχεύει τους βασικούς μηχανισμούς μεταβολικών διαταραχών.

Ανάλυση δακτυλικών αποτυπωμάτων με χρήση HPLC προσδιορισμένων βασικών ενώσεων:μαγγιφερίνη, κοπτισίνη, γιατρορρριζίνη, σαλβιανολικό οξύ Β, αλοΐνη, βερβερίνη, παλματίνη,καιλοβαστατίνη. Προηγούμενες μελέτες επιβεβαίωσαν την αποτελεσματικότητα του HLF στη μείωση των επιπέδων γλυκόζης και λιπιδίων, στη μείωση του καρδιαγγειακού κινδύνου και στη βελτίωση της αντίστασης στην ινσουλίνη. Μια πολυκεντρική, τυχαιοποιημένη, ανοιχτή κλινική δοκιμή που περιελάμβανε 450 ασθενείς με ΣΔ2 και δυσλιπιδαιμία σχετιζόμενη με την παχυσαρκία διαπίστωσε ότι το HLF μείωσε αποτελεσματικά τη γλυκόζη στο αίμα, ρύθμιζε τα λιπίδια, μείωσε το σωματικό βάρος και βελτίωσε την ευαισθησία στην ινσουλίνη.

Περαιτέρω έρευνα πρότεινε ότι το HLF μπορεί να τροποποιεί τη μικροχλωρίδα του εντέρου (π.χ.Κοπράνων, Μπλαουτία) και επηρεάζουν τις μεταβολικές οδούς όπως η αποδόμηση των λιπαρών οξέων και η γλυκόλυση/γλυκονεογένεση. Παρά την αποδεδειγμένη κλινική του αποτελεσματικότητα, οι ακριβείς μηχανισμοί παραμένουν ασαφείς, περιορίζοντας την ευρύτερη εφαρμογή.

Η φαρμακολογία δικτύου προσφέρει μια προσέγγιση σε επίπεδο συστήματος για την αποσαφήνιση των μηχανισμών της νόσου και των δράσεων των φαρμάκων ενσωματώνοντας τη βιοπληροφορική και τον έλεγχο υψηλής απόδοσης. Αυτή η μελέτη χρησιμοποιεί φαρμακολογία δικτύου, μοριακή σύνδεση, μοριακή δυναμική και πειράματα σε ζώα για να αποκαλύψει τους μηχανισμούς πολλαπλών στόχων του HLF στη θεραπεία μεταβολικών διαταραχών των γλυκολιπιδίων.

2. Υλικά και Μέθοδοι

2.1 Όργανα

D3024R Ψυκτικός φυγόκεντρος υψηλής ταχύτητας (SCILOGEX)

Συσκευή ηλεκτροφόρησης Y300C και δεξαμενή ηλεκτροφόρησης JY300C (Junyi Oriental, Πεκίνο)

Σύστημα απεικόνισης ChampGel 5000 (Saizhi Innovation, Πεκίνο)

Φασματοφωτόμετρο SMA-1000 (Meilin Hengtong, Πεκίνο)

StepOne Plus σύστημα qRT-PCR (ABI)

Μονάδα ηλεκτροφόρησης γενικής χρήσης PowerPac (Bio-Rad)

PB-10 pH meter (Sartorius)

Αναλυτής χημειοφωταύγειας Tanon 5200 (Tanon, Σαγκάη)

2.2 Φάρμακα με βότανα

Η φόρμουλα HLF περιλαμβάνει:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Αλόη βέρα

Schisandra chinensis

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Όλα τα βότανα ήταν κοκκοποιημένα εκχυλίσματα φόρμουλας (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

Φάρμακο ελέγχου:Υδροχλωρική μετφορμίνηδισκία (0,5 g ανά δισκίο, Bristol-Myers Squibb, Shanghai).

2.3 Αντιδραστήρια και αντισώματα

Αντιδραστήριο TRIZol (Invitrogen)

Κιτ σύνθεσης cDNA HiFiScript (CW2569)

Μίγμα UltraSYBR (High ROX, CW2602)

BCA Protein Assay Kit

Πρωτογενή αντισώματα που στοχεύουν p-AKT, p-NF-κB p65, AKT, NF-κB p65, FN1, p53, IL-1, IL-6, EGFR, TNF-, -κατενίνη, ESR1, -ακτίνη

Δευτερεύοντα αντισώματα (συζευγμένο με HRP κατσίκα αντι-κουνελιού/IgG ποντικού)

2.4 Ζωικά μοντέλα

Αρσενικά ποντίκια C57BL/6J (ηλικίας 7 εβδομάδων) αγοράστηκαν και στεγάστηκαν υπό τυπικές συνθήκες SPF. Όλες οι διαδικασίες για τα ζώα εγκρίθηκαν από την Επιτροπή Δεοντολογίας του Νοσοκομείου Guang'anmen (αρ. έγκρισης IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Πρόβλεψη στόχου

Οι δραστικές ενώσεις από το HLF διερευνήθηκανCTDκαιSwissTargetPrediction(πιθανότητα > 0,1). Στόχοι που σχετίζονται με νόσο για ΣΔ2 και δυσλιπιδαιμία ανακτήθηκαν απόGeneCards(βαθμολογία συνάφειας > 1). Τα διαγράμματα Venn εντόπισαν επικαλυπτόμενους στόχους για περαιτέρω ανάλυση PPI.

2.6 Κατασκευή δικτύου PPI

Εισήχθησαν επικαλυπτόμενοι στόχοιΣΕΙΡΑ(https://www.string-db.org), με μέτρια εμπιστοσύνη (βαθμολογία Μεγαλύτερη ή ίση με 0,4). Το δίκτυο οπτικοποιήθηκε και αναλύθηκε σεCytoscapeκαι βασικοί στόχοι που προσδιορίζονται με βάση τον κεντρικό βαθμό.

2.7 Εμπλουτισμός GO και KEGG

Υποβλήθηκαν βασικοί στόχοιMetascapeγια ανάλυση οδού GO (BP, MF, CC) και KEGG (P <0,01). Η οπτικοποίηση έγινε χρησιμοποιώντας διαγράμματα φυσαλίδων.

2.8 Δίκτυο Compound-Target-Pathway

Το Cytoscape χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή ενός δικτύου που συνδέει βότανα, ενώσεις, στόχους και μονοπάτια, απεικονίζοντας αλληλεπιδράσεις πολλαπλών στόχων και πολλαπλών διαδρομών.

2.9 Μοριακή σύνδεση

Δισδιάστατες δομές ενώσεων ελήφθησαν απόPubChem, μετατράπηκε σε ΠΣΠ χρησιμοποιώνταςΑνοίξτε τη Βαβέλ. Οι πρωτεϊνικές δομές λήφθηκαν απόΠΣΠ RCSB, προετοιμασμένος σεAutoDockTools, και συνδέθηκε με χρήσηSailVina. Συγγένεια δέσμευσης Μικρότερη ή ίση με -4,25 kcal/mol θεωρήθηκε σημαντική. Τα αποτελέσματα σύνδεσης οπτικοποιήθηκαν μεPyMOL.

2.10 Προσομοίωση Μοριακής Δυναμικής

Οι προσομοιώσεις MD πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώνταςAmber18για επιλεγμένα κορυφαία συγκροτήματα. Πρωτεΐνη: amber14SB; πρόσδεμα: γκαφ; νερό: μοντέλο OPC. Τα RMSD και RMSF υπολογίστηκαν από προσομοιώσεις NPT 20 ns.

2.11 Ομαδοποίηση και Παρέμβαση Ζώων

Τα ποντίκια τυχαιοποιήθηκαν σε 4 ομάδες: Κανονική (Ν), Μοντέλο (Μ), Μετφορμίνη (ΜΕΤ) και HLF. Εκτός από την ομάδα Ν, όλα τα ποντίκια τράφηκαν με δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά (HFD) για 6 εβδομάδες. Το HLF χορηγήθηκε στα 14 g/kg (ακατέργαστο ισοδύναμο βοτάνου), το MET στα 250 mg/kg. Μετά από 8 εβδομάδες παρέμβασης, συλλέχθηκαν ιστοί αίματος και ήπατος για ανάλυση.

2.12 qRT-PCR

Ολικό RNA εκχυλίστηκε χρησιμοποιώντας ΤΡΙζόλη. Το cDNA συντέθηκε χρησιμοποιώντας HiFiScript. Η qPCR πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας UltraSYBR και StepOne Plus. Η σχετική έκφραση υπολογίστηκε μέσω 2^−ΔΔCt.

2.13 Western Blot

Οι πρωτεΐνες εκχυλίστηκαν από ιστό ήπατος, ποσοτικοποιήθηκαν, διαχωρίστηκαν με SDS-PAGE και μεταφέρθηκαν σε μεμβράνες PVDF. Μετά τον αποκλεισμό και την επώαση με πρωτογενή και δευτερεύοντα αντισώματα, τα σήματα οπτικοποιήθηκαν με ECL και ποσοτικοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας ImageJ. -χρησιμοποιήθηκε ακτίνη για κανονικοποίηση.

2.14 Στατιστική Ανάλυση

Τα δεδομένα αναλύθηκαν χρησιμοποιώνταςSPSS 23.0καιGraphPad Prism 10.1.2. Χρησιμοποιήθηκαν μονόδρομες ANOVA και t-test, με P < 0,05 να θεωρείται στατιστικά σημαντική.