Abstraktní

Objektivní:Formule pro regulaci hypoglykemie-lipidů (HLF) na bázi Cistanche prokázala významnou účinnost při zlepšování poruch metabolismu glukózy a lipidů. Jeho konkrétní mechanismy účinku však zůstávají nejasné. Cílem této studie bylo prozkoumat potenciální cíle a mechanismy HLF při zlepšování glukolipidových metabolických poruch prostřednictvím síťové farmakologie, molekulárního dokování, simulací molekulární dynamiky (MD) a experimentální validace.

Metody:
Cíle spojené s metabolickými poruchami glukolipidů byly získány z databáze GeneCards. Akční cíle hlavních aktivních složek HLF byly získány z databází CTD a SwissTargetPrediction. Databáze STRING a software Cytoscape byly použity ke konstrukci sítí interakce protein-protein (PPI). Po identifikaci potenciálních klíčových cílů byly prostřednictvím databáze Metascape provedeny analýzy obohacení genové ontologie (GO) a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) a byla zkonstruována síť „sloučenina-cíl-cesta“. Molekulární dokování bylo provedeno pomocí AutoDock a PyMOL, aby se ověřily interakce mezi hlavními komponentami a hlavními cíli. Poté byly provedeny MD simulace na nejlepších komplexech protein-ligand identifikovaných z dokování. Byl vytvořen myší model glukolipidové metabolické poruchyin vivovalidace farmakologických nálezů sítě.

Výsledky:
Topologická analýza sítě PPI identifikovala 10 hlavních cílů: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6 a EGFR. Obohacení GO ukázalo, že tyto cíle se podílely hlavně na transdukci signálu a regulaci transkripce. Analýza KEGG dráhy odhalila významnou souvislost s lipidovými a aterosklerózními drahami. Molekulární dokování potvrdilo příznivé vazebné afinity mezi základními složkami HLF (např. lovastatin, koptisin, kyselina salvianolová B) a cíle, jako jsou AKT1, FN1 a IL-6. MD simulace dále prokázaly stabilní interakce, zejména mezi AKT1 a sloučeninami, jako je lovastatin, koptisin a kyselina salvianolová B. Experimenty na zvířatech ukázaly, že HLF může vykazovat terapeutické účinky snížením exprese AKT1, TP53, FN1 a EGFR, potlačením zánětlivých faktorů, jako je IL-1 a IL-6, a zvýšením. Tyto změny vedly ke zlepšení hladin glukózy a lipidů v krvi u modelových myší.

Závěr:
HLF může regulovat metabolismus glukózy a lipidů a zlepšit aterosklerotické léze zacílením na lipidy a dráhy související s aterosklerózou. Nabízí komplexní terapeutickou strategii pro prevenci a léčbu metabolických poruch a souvisejících komplikací.

Klíčová slova:
Vzorec na bázi Cistanche; Glukolipidová metabolická porucha; Síťová farmakologie; Molekulární dokování; Simulace molekulární dynamiky;Lipidová a ateroskleróza

 

 

 

cistanche extrakt akteosid složka pro léčbu glukolipidových metabolických poruch

zjistěte více o výhodách cistanche, kontaktujte nás

Kontaktujte nyní

 

 

 

1. Úvod

Metabolické poruchy glukolipidů se staly celosvětově významným problémem veřejného zdraví. V roce 2021 dosáhla celosvětová prevalence diabetu přibližně 529 milionů, s projekcemi naznačujícími více než 1,31 miliardy případů do roku 2050. V Číně nedávné studie ukazují prevalenci diabetu 12,4 % v roce 2018, oproti 10,9 % v roce 2013. Dyslipidémie je často komorbiditou a kardiovaskulární úmrtností a významně zvyšuje riziko kardiovaskulárních příhod, cerevaskulárních příhod.

Epidemiologické průzkumy z 20 terciárních nemocnic v Číně ukazují, že 67,1 % pacientů s diabetem 2. typu (T2DM) má dyslipidémii. Studie CCMR-3B uvedla, že 72 % pacientů s T2DM mělo také dyslipidémii a/nebo hypertenzi, což zdvojnásobilo riziko makrovaskulárních a mikrovaskulárních komplikací ve srovnání s pacienty se samotným diabetem.

Vzhledem ke složité patogenezi glukolipidových metabolických poruch a nízké míře dosažení komplexní metabolické kontroly jsou účinné léčby omezené. Vzorec pro regulaci hypoglykemie a lipidů (HLF) na bázi Cistanche, vyvinutý podle teorie „zákalu hlenu“, má za cíl vyčistit teplo, odstranit zákal a obnovit rovnováhu. Skládá se z osmi bylin včetněCistanche, Momordica charantia, Aloe vera, Scutellaria baicalensis, Schisandra čínská, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhizaaAtractylodes macrocephala, HLF se zaměřuje na základní mechanismy metabolických poruch.

Analýza otisků prstů pomocí HPLC identifikovala klíčové sloučeniny:mangiferin, koptisin, jatrorrhizin, kyselina salvianolová B, aloin, berberin, palmatin,alovastatin. Předchozí studie potvrdily účinnost HLF při snižování hladiny glukózy a lipidů, snižování kardiovaskulárního rizika a zlepšování inzulinové rezistence. Multicentrická, randomizovaná, otevřená klinická studie zahrnující 450 pacientů s T2DM a dyslipidémií související s obezitou zjistila, že HLF účinně snižuje hladinu glukózy v krvi, reguluje lipidy, snižuje tělesnou hmotnost a zlepšuje citlivost na inzulín.

Další výzkum naznačil, že HLF může modulovat střevní mikroflóru (např.Faecalibacterium, Blautia) a ovlivňují metabolické dráhy, jako je degradace mastných kyselin a glykolýza/glukoneogeneze. Přes jeho prokázanou klinickou účinnost zůstávají přesné mechanismy nejasné, což omezuje širší použití.

Síťová farmakologie nabízí systémový přístup k objasnění mechanismů onemocnění a působení léků pomocí integrace bioinformatiky a vysoce výkonného screeningu. Tato studie využívá síťovou farmakologii, molekulární dokování, molekulární dynamiku a experimenty na zvířatech k odhalení vícecílových mechanismů HLF při léčbě glukolipidových metabolických poruch.

2. Materiály a metody

2.1 Nástroje

D3024R Vysokorychlostní chlazená odstředivka (SCILOGEX)

Elektroforéza Y300C a elektroforéza JY300C (Junyi Oriental, Peking)

Zobrazovací systém ChampGel 5000 (Saizhi Innovation, Peking)

Spektrofotometr SMA-1000 (Meilin Hengtong, Peking)

StepOne Plus qRT-PCR systém (ABI)

PowerPac univerzální elektroforetická jednotka (Bio-Rad)

PB-10 pH metr (Sartorius)

Chemiluminiscenční analyzátor Tanon 5200 (Tanon, Šanghaj)

2.2 Bylinné léky

Obsahuje vzorec HLF:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Aloe vera

Schisandra čínská

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Všechny byliny byly granulované extrakty (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

Kontrolní lék:Metformin hydrochloridtablety (0,5 g na tabletu, Bristol-Myers Squibb, Shanghai).

2.3 Reagencie a protilátky

TRIzol činidlo (Invitrogen)

HiFiScript cDNA Synthesis Kit (CW2569)

Směs UltraSYBR (High ROX, CW2602)

BCA Protein Assay Kit

Primární protilátky zacílené na p-AKT, p-NF-KB p65, AKT, NF-KB p65, FN1, p53, IL-1, IL-6, EGFR, TNF-, -catenin, ESR1, -aktin

Sekundární protilátky (HRP-konjugovaný kozí anti-králičí/myší IgG)

2.4 Zvířecí modely

Samci myší C57BL/6J (stáří 7 týdnů) byli zakoupeni a umístěni za standardních podmínek SPF. Všechny postupy na zvířatech byly schváleny Etickou komisí nemocnice Guang'anmen (číslo schválení IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Predikce cíle

Byly dotazovány účinné látky z HLFCTDaSwissTargetPrediction(pravděpodobnost > 0,1). Byly získány cíle související s onemocněním pro T2DM a dyslipidémiiGeneCards(skóre relevance > 1). Vennovy diagramy identifikovaly překrývající se cíle pro další analýzu PPI.

2.6 Výstavba sítě PPI

Byly zadány překrývající se cíleSTRING(https://www.string-db.org), se střední spolehlivostí (skóre větší nebo rovné 0,4). Síť byla vizualizována a analyzována vCytoscapea hlavní cíle identifikované podle stupně centrality.

2.7 Obohacení GO a KEGG

Klíčové cíle byly předloženyMetascapepro analýzu GO (BP, MF, CC) a KEGG dráhy (P < 0,01). Vizualizace byla provedena pomocí bublinových grafů.

2.8 Síť Compound-Target-Pathway

Cytoscape byl použit k vybudování sítě spojující byliny, sloučeniny, cíle a cesty, ilustrující vícecílové a vícecestné interakce.

2.9 Molekulární dokování

2D struktury sloučenin byly získány zPubChem, převedeno na PNR pomocíOtevřete Babel. Proteinové struktury byly staženy zRCSB PNR, připraveno vAutoDockTools, a ukotven pomocíSailVina. Vazebná afinita Menší nebo rovna -4,25 kcal/mol byla považována za významnou. Výsledky dokování byly vizualizovány pomocíPyMOL.

2.10 Simulace molekulární dynamiky

MD simulace byly provedeny pomocíAmber18pro vybrané špičkové komplexy. Protein: jantar14SB; ligand: gaff; voda: OPC model. RMSD a RMSF byly vypočteny ze simulací 20 ns NPT.

2.11 Seskupování zvířat a intervence

Myši byly náhodně rozděleny do 4 skupin: Normální (N), Model (M), Metformin (MET) a HLF. Kromě skupiny N byly všechny myši krmeny dietou s vysokým obsahem tuku (HFD) po dobu 6 týdnů. HLF byl podáván v dávce 14 g/kg (ekvivalent surových bylin), MET v dávce 250 mg/kg. Po 8 týdnech intervence byla odebrána krev a jaterní tkáně pro analýzu.

2,12 qRT-PCR

Celková RNA byla extrahována pomocí TRIzol. cDNA byla syntetizována pomocí HiFiScript. qPCR byla provedena pomocí UltraSYBR a StepOne Plus. Relativní exprese byla vypočtena pomocí 2^-AACt.

2.13 Western Blot

Proteiny byly extrahovány z jaterní tkáně, kvantifikovány, separovány SDS-PAGE a přeneseny na PVDF membrány. Po blokování a inkubaci s primárními a sekundárními protilátkami byly signály vizualizovány pomocí ECL a kvantifikovány pomocí ImageJ. -aktinu, který byl použit pro normalizaci.

2.14 Statistická analýza

Data byla analyzována pomocíSPSS 23.0aGraphPad Prism 10.1.2. Byly použity jednocestné ANOVA a t-testy, přičemž P < 0,05 se považovalo za statisticky významné.