Abstrakt

Objektiv:Den Cistanche-baserte hypoglykemiske-lipid-regulerende formelen (HLF) har vist betydelig effekt i å forbedre forstyrrelser i glukose og lipidmetabolisme. Imidlertid forblir dens spesifikke virkningsmekanismer uklare. Denne studien hadde som mål å utforske de potensielle målene og mekanismene til HLF for å forbedre glukolipidmetabolske forstyrrelser gjennom nettverksfarmakologi, molekylær docking, molekylær dynamikk (MD) simuleringer og eksperimentell validering.

Metoder:
Mål assosiert med glukolipidmetabolske forstyrrelser ble hentet fra GeneCards database. Handlingsmålene til de viktigste aktive komponentene i HLF ble hentet fra databasene CTD og SwissTargetPrediction. STRING-databasen og Cytoscape-programvaren ble brukt til å konstruere protein-protein interaction (PPI) nettverk. Etter å ha identifisert potensielle nøkkelmål, ble Gene Ontology (GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) berikelsesanalyser utført via Metascape-databasen, og et "compound-target-pathway" nettverk ble konstruert. Molekylær dokking ble utført ved hjelp av AutoDock og PyMOL for å verifisere interaksjonene mellom hovedkomponentene og kjernemålene. MD-simuleringer ble deretter utført på de beste protein-ligand-kompleksene identifisert fra dokking. En musemodell for glukolipidmetabolsk forstyrrelse ble etablert forin vivovalidering av funnene av nettverksfarmakologi.

Resultater:
Topologisk analyse av PPI-nettverket identifiserte 10 kjernemål: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6 og EGFR. GO-anriking viste at disse målene hovedsakelig var involvert i signaltransduksjon og transkripsjonsregulering. KEGG-baneanalyse avslørte signifikant assosiasjon med lipid- og ateroskleroseveier. Molekylær dokking bekreftet gunstige bindingsaffiniteter mellom HLFs kjernekomponenter (f.eks. lovastatin, koptisin, salvianolsyre B) og mål som AKT1, FN1 og IL-6. MD-simuleringer viste videre stabile interaksjoner, spesielt mellom AKT1 og forbindelser som lovastatin, koptisin og salvianolsyre B. Dyreforsøk indikerte at HLF kan utøve terapeutiske effekter ved å nedregulere ekspresjonen av AKT1, TP53, FN1 og EGFR, undertrykke inflammatoriske faktorer som IL-6 og oppregulerer CSR, IL-1 og IL-6} Disse endringene førte til forbedringer i blodsukker og lipidnivåer hos modellmusene.

Konklusjon:
HLF kan regulere glukose- og lipidmetabolismen og forbedre aterosklerotiske lesjoner ved å målrette lipid- og ateroskleroserelaterte veier. Den tilbyr en omfattende terapeutisk strategi for å forebygge og behandle metabolske lidelser og relaterte komplikasjoner.

Nøkkelord:
Cistanche-basert formel; Glukolipid metabolsk forstyrrelse; Nettverksfarmakologi; Molekylær docking; Molekylær dynamikk simulering;Lipid- og aterosklerosevei

 

 

 

cistanche ekstrakt akteosid ingrediens for behandling av glukolipid metabolske forstyrrelser

lær mer om cistanche-fordeler, vennligst kontakt oss

Ta kontakt nå

 

 

 

1. Introduksjon

Glukolipid metabolske forstyrrelser har blitt et fremtredende folkehelseproblem over hele verden. I 2021 nådde den globale prevalensen av diabetes ca. 529 millioner, med anslag som indikerte over 1,31 milliarder tilfeller innen 2050. I Kina viser nyere studier en diabetesprevalens på 12,4 % i 2018, opp fra 10,9 % i 2013. Dyslipidemi øker ofte risikoen for hjertesykdom og hjertesykdom, og ofte kombinert med diabetes. hendelser, dødelighet og funksjonshemming.

Epidemiologiske undersøkelser fra 20 tertiærsykehus i Kina viser at 67,1 % av pasientene med type 2 diabetes (T2DM) har dyslipidemi. CCMR-3B-studien rapporterte at 72 % av T2DM-pasientene også hadde dyslipidemi og/eller hypertensjon, noe som doblet risikoen for makrovaskulære og mikrovaskulære komplikasjoner sammenlignet med pasienter med diabetes alene.

På grunn av den komplekse patogenesen av glukoselipidmetabolske forstyrrelser og den lave hastigheten for å oppnå omfattende metabolsk kontroll, er effektive behandlinger begrenset. Den Cistanche-baserte hypoglykemiske-lipidregulerende formelen (HLF), utviklet under teorien om "slim turbiditet", har som mål å fjerne varme, fjerne turbiditet og gjenopprette balansen. Sammensatt av åtte urter inkludertCistanche, Momordica charantia, Aloe vera, Scutellaria baicalensis, Schisandra chinensis, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhiza, ogAtractylodes macrocephala, HLF retter seg mot kjernemekanismer for metabolske forstyrrelser.

Fingeravtrykkanalyse ved bruk av HPLC identifiserte nøkkelforbindelser:mangiferin, koptisin, jatrorrhizin, salvianolsyre B, aloin, berberin, palmatin,oglovastatin. Tidligere studier bekreftet HLFs effekt i å senke glukose- og lipidnivåer, redusere kardiovaskulær risiko og forbedre insulinresistens. En multisenter, randomisert, åpen klinisk studie som involverte 450 pasienter med fedme-relatert T2DM og dyslipidemi fant at HLF effektivt reduserte blodsukkeret, regulerte lipider, reduserte kroppsvekten og forbedret insulinfølsomheten.

Ytterligere forskning antydet at HLF kan modulere tarmmikrobiota (f.eks.Faecalibacterium, Blautia) og påvirker metabolske veier som fettsyrenedbrytning og glykolyse/glukoneogenese. Til tross for sin beviste kliniske effekt, er de nøyaktige mekanismene fortsatt uklare, noe som begrenser bredere anvendelse.

Nettverksfarmakologi tilbyr en tilnærming på systemnivå for å belyse sykdomsmekanismer og legemiddelhandlinger ved å integrere bioinformatikk og screening med høy gjennomstrømning. Denne studien bruker nettverksfarmakologi, molekylær dokking, molekylær dynamikk og dyreforsøk for å avdekke multi-target-mekanismene til HLF ved behandling av glukoselipidmetabolske forstyrrelser.

2. Materialer og metoder

2.1 Instrumenter

D3024R Høyhastighets kjølt sentrifuge (SCILOGEX)

Y300C elektroforeseapparat og JY300C elektroforesetank (Junyi Oriental, Beijing)

ChampGel 5000 bildesystem (Saizhi Innovation, Beijing)

SMA-1000 spektrofotometer (Meilin Hengtong, Beijing)

StepOne Plus qRT-PCR-system (ABI)

PowerPac universell elektroforeseenhet (Bio-Rad)

PB-10 pH-meter (Sartorius)

Tanon 5200 kjemiluminescensanalysator (Tanon, Shanghai)

2.2 Urtemedisiner

HLF formel inkludert:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Aloe vera

Schisandra chinensis

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Alle urter var granulerte formelekstrakter (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

Kontrollmedisin:Metforminhydrokloridtabletter (0,5 g per tablett, Bristol-Myers Squibb, Shanghai).

2.3 Reagenser og antistoffer

TRIzol reagens (Invitrogen)

HiFiScript cDNA-syntesesett (CW2569)

UltraSYBR-blanding (High ROX, CW2602)

BCA Protein Assay Kit

Primære antistoffer rettet mot p-AKT, p-NF-κB p65, AKT, NF-κB p65, FN1, p53, IL-1, IL-6, EGFR, TNF-, -catenin, ESR1, -actin

Sekundære antistoffer (HRP-konjugert geit anti-kanin/mus IgG)

2.4 Dyremodeller

C57BL/6J hannmus (7 uker gamle) ble kjøpt og holdt under standard SPF-forhold. Alle dyreprosedyrer ble godkjent av den etiske komiteen ved Guang'anmen sykehus (godkjenningsnr. IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Målprediksjon

Aktive forbindelser fra HLF ble spurt innCTDogSwissTargetPrediction(sannsynlighet > 0,1). Sykdomsrelaterte mål for T2DM og dyslipidemi ble hentet fraGeneCards(relevansscore > 1). Venn-diagrammer identifiserte overlappende mål for videre PPI-analyse.

2.6 PPI-nettverkskonstruksjon

Overlappende mål ble lagt inn iSTRING(https://www.string-db.org), med middels selvtillit (score større enn eller lik 0,4). Nettverket ble visualisert og analysert iCytoscape, og kjernemål identifisert etter gradsentralitet.

2.7 GO og KEGG berikelse

Nøkkelmål ble forelagtMetascapefor GO (BP, MF, CC) og KEGG pathway-analyse (P < 0,01). Visualisering ble gjort ved hjelp av bobleplott.

2.8 Sammensatt-mål-banenettverk

Cytoscape ble brukt til å bygge et nettverk som forbinder urter, forbindelser, mål og veier, og illustrerer multi-target, multi-pathway interaksjoner.

2.9 Molekylær dokking

2D-strukturer av forbindelser ble oppnådd fraPubChem, konvertert til PDB ved hjelp avÅpne Babel. Proteinstrukturer ble lastet ned fraRCSB PDB, tilberedt iAutoDockTools, og dokkes ved hjelp avSailVina. Bindingsaffinitet Mindre enn eller lik -4,25 kcal/mol ble ansett som signifikant. Dokkingresultater ble visualisert medPyMOL.

2.10 Molekylær dynamikksimulering

MD-simuleringer ble utført vhaAmber18for utvalgte toppkomplekser. Protein: amber14SB; ligand: gaff; vann: OPC-modell. RMSD og RMSF ble beregnet fra 20 ns NPT-simuleringer.

2.11 Dyregruppering og intervensjon

Mus ble randomisert i 4 grupper: Normal (N), Model (M), Metformin (MET) og HLF. Bortsett fra gruppe N, ble alle mus matet med en diett med høyt fettinnhold (HFD) i 6 uker. HLF ble administrert med 14 g/kg (rå urteekvivalent), MET ved 250 mg/kg. Etter 8 ukers intervensjon ble blod- og levervev samlet inn for analyse.

2,12 qRT-PCR

Totalt RNA ble ekstrahert ved bruk av TRIzol. cDNA ble syntetisert ved hjelp av HiFiScript. qPCR ble utført ved bruk av UltraSYBR og StepOne Plus. Relativt uttrykk ble beregnet via 2^−ΔΔCt.

2.13 Western Blot

Proteiner ble ekstrahert fra levervev, kvantifisert, separert med SDS-PAGE og overført til PVDF-membraner. Etter blokkering og inkubering med primære og sekundære antistoffer, ble signaler visualisert ved ECL og kvantifisert ved bruk av ImageJ. -aktin ble brukt for normalisering.

2.14 Statistisk analyse

Data ble analysert vhaSPSS 23.0ogGraphPad Prism 10.1.2. Enveis ANOVA og t-tester ble brukt, med P < 0,05 ansett som statistisk signifikant.