Mekanistisk studie av en Cistanche-basert mongolsk urteresept i behandling av akutt nyreskade: en nettverksfarmakologi, molekylær dokking og in vivo-valideringstilnærming
Oct 24, 2025
2. Resultater
2.1 Nettverksfarmakologianalyse
2.1.1 Screening av aktive komponenter og mål for Cistanche-basert mongolsk resept og konstruksjon av komponent-målnettverk
I henhold til screeningskriteriene ble det samlet inn totalt 75 aktive komponenter, inkludert 15 fraPiper longum, 8 fraAreca nøtt, 13 fraAlpinia officinarum, 32 fraKanel, 7 fraGranateple, og 4 fraAmomum villosum. Blant dem,GranatepleogAlpinia officinarumdelte 3 komponenter, ogAmomum villosumogAlpinia officinarumdelt 1 komponent. De tilsvarende målene inkluderte 97 forPiper longum, 23 forAreca nøtt, 188 forAlpinia officinarum440 forKanel, 181 forGranateple, og 78 forAmomum villosum. Etter fjerning av duplikater ble totalt 682 unike mål oppnådd. Disse komponentene og målene ble importert til Cytoscape for å generere et visuelt nettverk (Figur 1), der større noder indikerer høyere grad av sentralitet.
2.1.2 Samling av AKI-mål
AKI-relaterte mål ble samlet inn fra følgende databaser:
GeneCards: 11 304 mål
OMIM: 638 mål
TTD: 4 mål
DrugBank: 46 mål
PharmGKB: 91 mål
Etter fjerning av duplikater ble totalt 11 792 unike AKI-relaterte mål identifisert. Et Venn-diagram ble laget for å visualisere overlappingen (Figur 2).
2.1.3 Screening av kjernekomponenter og mål og konstruksjon av PPI-nettverk
Fra komponent-målnettverket i avsnitt 2.1.1 ble 7 aktive kjernekomponenter av den Cistanche-baserte mongolske resepten identifisert (se tabell 2). Et Venn-diagram viste 613 overlappende mål mellom reseptbelagte og AKI-relaterte mål (Figur 3). Disse ble lagt inn i STRING-databasen for å konstruere et PPI-nettverk, som identifiserte 54 potensielle mål og 6 kjernemål (figur 4).
Cistanche-basert mongolsk resept for nyrehelseforbedring
2.1.4 GO og KEGG berikelsesanalyse
GO-anrikningsanalyse ga 3 943 merknader, inkludert 3 454 biologiske prosesser (BP), 194 cellulære komponenter (CC) og 295 molekylære funksjoner (MF). De 10 beste oppføringene etter –log10(P-verdi) ble visualisert.
BP: DNA-bindende transkripsjonsfaktoraktivitet, steroidhormonregulering, myeloid celledifferensiering
CC: transkripsjonsregulatorkompleks, membranflåte, vesikler
MF: transkripsjonsfaktorbinding, fosfatasebinding, cytokinbinding (figur 5)
KEGG-veianalyse identifiserte 212 berikede veier, med de 20 beste visualisert. Disse inkluderte:
PI3K/Akt signalvei
IL-17 signalvei
TNF-signalvei
HIF-1 signalvei (figur 6)
Et sammensatt-mål-sykdom-vei-nettverk ble konstruert for å illustrere multi-target, multi-pathway-mekanismen til den Cistanche-baserte mongolske medisinen ved behandling av AKI (Figur 7).
2.1.5 Molekylære dokkingresultater
KjernekomponenteneQuercetin, T-Muurolol, Heksadekansyre, Alfa-karyofyllen, Linolsyre, Cis-kanelaldehyd, ogFenetylacetatvar forankret med kjernemåleneAKT1 (PDB: 1unq), TNF (PDB: 5uui), IL6 (PDB: 1alu), TP53 (PDB: 3d06), IL1B (PDB: 5r8q), ogEGFR (PDB: 8a27).
En bindingsenergi under 0 kJ/mol indikerer potensiell binding, mens < –7 kJ/mol antyder sterk binding. Alle dokkingenergier var under –7 kJ/mol, og viste sterke bindingsinteraksjoner. De 6 beste interaksjonene ble visualisert (figur 9):
IL1B–T-Muurolol
TP53-Cis-kanelaldehyd
TP53 – alfa-karyofyllen
IL1B – alfa-karyofyllen
TNF–T-Muurolol
TP53–T-Muurolol
T-Muurolol og Alpha-Caryophyllene hadde de sterkeste interaksjonene med mål, noe som gjorde dem til sannsynlige nøkkelkomponenter i Cistanche-basert behandling for AKI.
2.2 In vivo eksperimentelle resultater
2.2.1 Generell tilstand, kroppsvekt og nyreindeks for mus
Mus i modellgruppen viste redusert matinntak og urinproduksjon, sløvhet og økt luftveis- og hjertefrekvens. Disse symptomene ble forbedret i behandlingsgruppene. Sammenlignet med kontrollen hadde modellgruppemus signifikant redusert kroppsvekt (P < 0,01, F=6.979), mens både lav- og høydosegrupper viste betydelig vektrestitusjon (P < 0,01, figur 11). Nyreindeksen var signifikant forhøyet i modellgruppen (P < 0,01, F=8.56) og redusert doseavhengig etter behandling (P < 0,05, figur 12).
2.2.2 Effekt av Cistanche-basert resept på BUN, Scr og UA
Modellgruppemus hadde signifikant forhøyede nivåer av ureanitrogen i blodet (BUN), serumkreatinin (Scr) og urinsyre (UA) sammenlignet med kontroll (P < 0,01). Begge behandlingsgruppene reduserte BUN (P < 0,01, F=12.46), og høydosegruppen reduserte Scr- og UA-nivåene betydelig (P < 0,01, F=12.8 og 13,77henholdsvis). UA var signifikant lavere i høydosegruppen enn i lavdosegruppen (P < 0,05, figur 13).
2.2.3 Histopatologiske endringer i nyrevev (HE-farging)
HE-farging viste normal nyremorfologi i kontrollgruppen. Modellgruppen viste tubulær epitelcelleutskillelse, gips, glomerulær hevelse og inflammatorisk infiltrasjon. Begge behandlingsgruppene viste svekket patologisk skade (Figur 14).
2.2.4 Effekt på TNF-, IL-6 og IL-1
Disse inflammatoriske cytokinene er kjernemål for Cistanche-basert behandling. Nivåene av TNF-, IL-6 og IL-1 var betydelig forhøyet i modellgruppen (P < 0,01, figur 15). Begge behandlingsgruppene reduserte disse nivåene betydelig, og høydosegruppen viste mer uttalte effekter.
2.2.5 Effekt på PI3K/Akt Pathway Protein Expression
Sammenlignet med kontrollen var PI3K og p-Akt/Akt proteinekspresjonsnivåer signifikant redusert i modellgruppen (P < 0,05). Behandlingen gjenopprettet disse nivåene betydelig på en doseavhengig måte (P < 0,01, figur 16).
3. Diskusjon
AKI er fortsatt et stort globalt helseproblem, med over 2 millioner dødsfall årlig. Dens komplekse etiologi, høye forekomst og dårlige prognose legger en stor belastning på pasienter og helsevesen. Foreløpig er ingen effektive medisiner tilgjengelige; behandlingen er i stor grad støttende og kostbar.
I følge tradisjonell mongolsk medisin styres nyrene avBadaganprinsippet og tilhører "vann"-elementet, som regulerer kroppsvæsker. Et overskudd av Badagan fører til indre fuktighet og nedsatt nyrefunksjon. DeCistanche-basert mongolsk formel, sammensatt avCistanche, Granateple, Kanel, Piper longum, Alpinia officinarum, ogAmomum villosum, er designet for å varme opp nyrene og gjenopprette balansen mellom de tre røttene (Badagan, Heyi og Shira).
Hver urt bidrar med spesifikke funksjoner:
Cistanche: tonifiserer nyre-yang, forbedrer blodsirkulasjonen
Piper longum: fjerner kulde, styrker konstitusjonen
Alpinia officinarum: varmer magen, lindrer smerte
Kanel: varmer nyre yang, øker energi
Granateple: slukker tørsten, lindrer smerte
Amomum villosum: snerper og varmer milten
Sammen driver de ut nyrekulde og gjenoppretter balansen, og behandler dermed nyresykdommer.
Denne studien bruktenettverksfarmakologiå systematisk utforske de aktive forbindelsene og mekanismene til Cistanche-basert mongolsk medisin. Kjernekomponentene identifisert-Quercetin, T-Muurolol, Heksadekansyre, Alfa-karyofyllen, Linolsyre, Cis-kanelaldehyd, ogFenetylacetat-støttes av litteratur:
Quercetinreduserer apoptose og betennelse i AKI
T-Muurolol, fra essensielle oljer, har anti-inflammatoriske egenskaper
Heksadekansyrehemmer celleproliferasjon
Alfa-karyofyllenhar anti-inflammatoriske, antimikrobielle og krefteffekter
Linolsyremodulerer makrofag-mediert betennelse
Cis-kanelaldehydviser antioksidant og antibakteriell aktivitet
Fenetylacetatregulerer nervesystemet via aromaterapi
PPI-nettverksanalyse avslørte hovedmål:AKT1, TNF, IL6, TP53, IL1B, EGFR. Disse er involvert i betennelse, celleoverlevelse, apoptose og immunregulering.
GO og KEGG anrikning antydet komplekse biologiske prosesser og nøkkelveier, spesieltPI3K/Akt, IL-17, TNF, ogHIF-1. PI3K/Akt-veien ble mest beriket og spiller en kritisk rolle i metabolisme, vekst og betennelse. Modulering av denne banen kan dempe AKI ved å redusere apoptose og betennelse.
Molekylær dokking bekreftet sterk binding mellom kjerneforbindelser og mål, og støttet deres relevans i AKI-behandling.
In vivo eksperimentervaliderte nettverksfarmakologifunnene:
Forbedret kroppsvekt og nyreindeks
Redusert BUN, Scr og UA
Lindret histopatologisk skade
Reduserte TNF-, IL-6, IL-1 nivåer
Oppregulert PI3K og p-Akt/Akt uttrykk
Mekanistisk,PI3Kkonverterer PIP2 til PIP3, som aktiveresAkt, undertrykker inflammatorisk cytokinfrigjøring. Redusering av betennelse fremmer tubulær epitelreparasjon og gjenoppretter nyrefunksjonen.
Konklusjon
Denne studien avslører detCistanche-basert mongolsk medisin behandler AKIgjennom flere aktive forbindelser, mål og veier - spesielt viaPI3K/Akt signalvei, som modulerer betennelse og beskytter nyrefunksjonen. Mens nettverksfarmakologifunnene ble validert i dyremodeller, fremtidin vitro og store kliniske studierer nødvendig for å støtte klinisk bruk og utvikling av tradisjonell mongolsk medisin for AKI.
