Abstract

Cilj:Formula za regulaciju hipoglikemije lipida (HLF) bazirana na Cistancheu pokazala je značajnu efikasnost u poboljšanju poremećaja metabolizma glukoze i lipida. Međutim, njegovi specifični mehanizmi djelovanja ostaju nejasni. Ova studija je imala za cilj da istraži potencijalne ciljeve i mehanizme HLF-a u poboljšanju metaboličkih poremećaja glukolipida kroz mrežnu farmakologiju, molekularno spajanje, simulacije molekularne dinamike (MD) i eksperimentalnu validaciju.

Metode:
Ciljevi povezani sa metaboličkim poremećajima glukolipida preuzeti su iz GeneCards baze podataka. Akcioni ciljevi glavnih aktivnih komponenti HLF-a su dobijeni iz baza podataka CTD i SwissTargetPrediction. Baza podataka STRING i softver Cytoscape korišteni su za konstruiranje mreža protein-protein interakcije (PPI). Nakon identifikacije potencijalnih ključnih ciljeva, izvršene su analize obogaćivanja genske ontologije (GO) i Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) putem baze podataka Metascape i konstruisana je mreža "složeni-cilj-put". Molekularno spajanje je provedeno korištenjem AutoDock-a i PyMOL-a kako bi se provjerile interakcije između glavnih komponenti i ključnih ciljeva. MD simulacije su zatim izvedene na najboljim kompleksima protein-ligand identificiranim iz spajanja. Ustanovljen je mišji model metaboličkog poremećaja glukolipidain vivovalidacija nalaza mrežne farmakologije.

Rezultati:
Topološka analiza PPI mreže identifikovala je 10 ključnih ciljeva: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6 i EGFR. GO obogaćivanje je pokazalo da su ovi ciljevi uglavnom uključeni u transdukciju signala i regulaciju transkripcije. Analiza KEGG puta otkrila je značajnu povezanost s putevima lipida i ateroskleroze. Molekularno spajanje je potvrdilo povoljne afinitete vezivanja između osnovnih komponenti HLF-a (npr. lovastatin, koptizin, salvijanolna kiselina B) i ciljeva kao što su AKT1, FN1 i IL-6. MD simulacije su dalje pokazale stabilne interakcije, posebno između AKT1 i jedinjenja kao što su lovastatin, koptizin i salvijanolna kiselina B. Eksperimenti na životinjama su pokazali da HLF može imati terapeutske efekte tako što smanjuje ekspresiju AKT1, TP53, FN1 i EGFR, potiskujući {IL-6 faktore kao što su {IL-1 regulacije}} CTNNB1 i ESR1. Ove promjene su dovele do poboljšanja nivoa glukoze u krvi i lipida kod modela miševa.

zaključak:
HLF može regulirati metabolizam glukoze i lipida i poboljšati aterosklerotske lezije ciljanjem na lipide i puteve povezane s aterosklerozom. Nudi sveobuhvatnu terapijsku strategiju za prevenciju i liječenje metaboličkih poremećaja i povezanih komplikacija.

Ključne riječi:
Formula zasnovana na Cistancheu; Metabolički poremećaj glukolipida; Mrežna farmakologija; Molecular docking; Simulacija molekularne dinamike;Put lipida i ateroskleroze

 

 

 

ekstrakt cistanche akteozid sastojak za liječenje glukolipidnih metaboličkih poremećaja

saznajte više o pogodnostima Cistanche, kontaktirajte nas

Kontaktirajte sada

 

 

 

1. Uvod

Metabolički poremećaji glukolipida postali su istaknuti problem javnog zdravlja širom svijeta. Godine 2021. globalna prevalencija dijabetesa dostigla je približno 529 miliona, sa projekcijama koje ukazuju na preko 1,31 milijardu slučajeva do 2050. U Kini, nedavne studije pokazuju prevalenciju dijabetesa od 12,4% u 2018. godini, u odnosu na 10,9% u 2013. događaji, smrtnost i invaliditet.

Epidemiološka istraživanja iz 20 tercijarnih bolnica u Kini pokazuju da 67,1% pacijenata sa dijabetesom tipa 2 (T2DM) ima dislipidemiju. Studija CCMR-3B je objavila da je 72% pacijenata sa T2DM također imalo dislipidemiju i/ili hipertenziju, što je udvostručilo njihov rizik od makrovaskularnih i mikrovaskularnih komplikacija u poređenju sa pacijentima samo sa dijabetesom.

Zbog složene patogeneze metaboličkih poremećaja glukolipida i niske stope postizanja sveobuhvatne metaboličke kontrole, učinkoviti tretmani su ograničeni. Formula za regulaciju hipoglikemije-lipida (HLF) zasnovana na Cistancheu, razvijena prema teoriji "zamućenosti sluzi", ima za cilj uklanjanje topline, uklanjanje zamućenja i uspostavljanje ravnoteže. Sastoji se od osam biljaka uključujućiCistanche, Momordica charantia, Aloe vera, Scutellaria baicalensis, Schisandra chinensis, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhiza, iAtractylodes macrocephala, HLF cilja na ključne mehanizme metaboličkih poremećaja.

Analiza otiska prsta pomoću HPLC-a identificirala je ključna jedinjenja:mangiferin, koptizin, jatrorizin, salvijanolna kiselina B, aloin, berberin, palmatin,ilovastatin. Prethodne studije potvrdile su efikasnost HLF-a u snižavanju nivoa glukoze i lipida, smanjenju kardiovaskularnog rizika i poboljšanju insulinske rezistencije. Multicentrično, randomizirano, otvoreno kliničko ispitivanje koje je uključivalo 450 pacijenata sa T2DM-om i dislipidemijom povezanom s gojaznošću, pokazalo je da HLF učinkovito smanjuje glukozu u krvi, regulira lipide, smanjuje tjelesnu težinu i poboljšava osjetljivost na inzulin.

Dalja istraživanja su pokazala da HLF može modulirati crijevnu mikrobiotu (npr.Faecalibacterium, Blautia) i utiču na metaboličke puteve kao što su razgradnja masnih kiselina i glikoliza/glukoneogeneza. Uprkos dokazanoj kliničkoj efikasnosti, precizni mehanizmi ostaju nejasni, ograničavajući širu primjenu.

Mrežna farmakologija nudi pristup na nivou sistema za razjašnjavanje mehanizama bolesti i djelovanja lijekova integracijom bioinformatike i skrininga visoke propusnosti. Ova studija koristi mrežnu farmakologiju, molekularno spajanje, molekularnu dinamiku i eksperimente na životinjama kako bi otkrila višeciljne mehanizme HLF-a u liječenju metaboličkih poremećaja glukolipida.

2. Materijali i metode

2.1 Instrumenti

D3024R Brza rashladna centrifuga (SCILOGEX)

Aparat za elektroforezu Y300C i rezervoar za elektroforezu JY300C (Junyi Oriental, Peking)

ChampGel 5000 sistem za snimanje (Saizhi Innovation, Peking)

SMA-1000 spektrofotometar (Meilin Hengtong, Peking)

StepOne Plus qRT-PCR sistem (ABI)

PowerPac univerzalna jedinica za elektroforezu (Bio-Rad)

PB-10 pH metar (Sartorius)

Tanon 5200 kemiluminiscentni analizator (Tanon, Šangaj)

2.2 Biljni lijekovi

HLF formula uključuje:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Aloe vera

Schisandra chinensis

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Sve biljke su granulirane formule (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

Kontrolni lijek:Metformin hidrokloridtablete (0,5 g po tableti, Bristol-Myers Squibb, Šangaj).

2.3 Reagensi i antitijela

TRIzol reagens (Invitrogen)

HiFiScript komplet za sintezu cDNA (CW2569)

UltraSYBR mješavina (High ROX, CW2602)

BCA Protein Assay Kit

Primarna antitela koja ciljaju na p-AKT, p-NF-κB p65, AKT, NF-κB p65, FN1, p53, IL-1 , IL-6, EGFR, TNF- , -katenin, ESR1, -aktin

Sekundarna antitijela (HRP-konjugirana kozja anti-zečja/mišja IgG)

2.4 Životinjski modeli

Mužjaci C57BL/6J miševa (stari 7 nedelja) su kupljeni i smešteni pod standardnim SPF uslovima. Sve procedure na životinjama odobrene su od strane Etičkog komiteta bolnice Guang'anmen (odobrenje br. IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Predviđanje cilja

Ispitivani su aktivni spojevi iz HLF-aCTDiSwissTargetPrediction(vjerovatnoća > 0,1). Izvučeni su ciljevi vezani za bolest za T2DM i dislipidemijuGeneCards(ocena relevantnosti > 1). Venovim dijagramima su identifikovani ciljevi koji se preklapaju za dalju analizu PPI.

2.6 Izgradnja PPI mreže

Uneseni su ciljevi koji se preklapajuSTRING(https://www.string-db.org), sa srednjom pouzdanošću (skor veći ili jednak 0,4). Mreža je vizualizirana i analizirana uCytoscapei osnovne ciljeve identifikovane po stepenu centralnosti.

2.7 Obogaćivanje GO i KEGG

Ključni ciljevi su dostavljeniMetascapeza GO (BP, MF, CC) i analizu KEGG puta (P < 0,01). Vizuelizacija je urađena korišćenjem balon dijagrama.

2.8 Mreža složenih-ciljnih puteva

Cytoscape je korišten za izgradnju mreže koja povezuje biljke, spojeve, mete i puteve, ilustrirajući višeciljane, multi-puteve interakcije.

2.9 Molekularno spajanje

2D strukture jedinjenja su dobijene izPubChem, pretvoren u PDB koristećiOtvori Babel. Proteinske strukture su preuzete saRCSB PDB, pripremljen uAutoDockTools, i usidren koristećiSailVina. Afinitet vezivanja Manji ili jednak -4,25 kcal/mol se smatra značajnim. Rezultati pristajanja su vizualizirani saPyMOL.

2.10 Simulacija molekularne dinamike

MD simulacije su izvedene korištenjemAmber18za odabrane vrhunske komplekse. Proteini: amber14SB; ligand: gaff; voda: OPC model. RMSD i RMSF su izračunati iz 20 ns NPT simulacija.

2.11 Grupisanje životinja i intervencija

Miševi su randomizirani u 4 grupe: normalni (N), model (M), metformin (MET) i HLF. Osim grupe N, svi miševi su hranjeni hranom s visokim udjelom masti (HFD) tokom 6 sedmica. HLF je primijenjen u dozi od 14 g/kg (ekvivalent sirove biljke), MET u dozi od 250 mg/kg. Nakon 8 sedmica intervencije, krv i tkiva jetre su prikupljeni za analizu.

2.12 qRT-PCR

Ukupna RNK je ekstrahirana upotrebom TRIzola. cDNA je sintetizirana korištenjem HiFiScript-a. qPCR je izveden pomoću UltraSYBR i StepOne Plus. Relativna ekspresija je izračunata preko 2^−ΔΔCt.

2.13 Western blot

Proteini su ekstrahovani iz tkiva jetre, kvantifikovani, odvojeni pomoću SDS-PAGE i prebačeni na PVDF membrane. Nakon blokiranja i inkubacije s primarnim i sekundarnim antitijelima, signali su vizualizirani pomoću ECL-a i kvantificirani korištenjem ImageJ. -aktina koji je korišten za normalizaciju.

2.14 Statistička analiza

Podaci su analizirani korišćenjemSPSS 23.0iGraphPad Prism 10.1.2. Korišteni su jednosmjerni ANOVA i t-testovi, pri čemu se P < 0,05 smatra statistički značajnim.