Zkoumání mechanismu, kterým Cistanche Deserticola léčí Alzheimerovu chorobu pomocí síťové farmakologie a experimentální validace

2 výsledky

2.1 Screening hlavních aktivních složek a cílů složek CiStanche Deserticola

CiStanche Deserticola byla prohledána prostřednictvím databáze TCMSP a Swiss AMME Platform a vyhledávání literatury vyústilo v 8 hlavních aktivních složek, jmenovitě takovém, yangambin, kvercetinu, arachidonátu, Marckine, Acteoside, echinacoside a beta-sitosterol, celkem 307 cíle.

2.2 Screening cílů onemocnění a přípravy Vennova diagramu, konstrukce interakce protein-protein (PPI) a Go a Kegg

Analýza obohacení byla provedena prostřednictvím databází OMIM, Genecards a NCBI a po screeningu bylo získáno celkem 2 013} cíle související s AD. Importujte cíle komponenty CiStanche Deserticola a cíle související s AD na online webovou stránku Venny Diagram a získejte celkem 207 cílů na průnik drog a nakreslete VENN diagram, jak je znázorněno na obrázku 1A. Importujte cíle průniku 207 do databáze řetězců a analyzujte interakci s léčivem. Poté importujte datový soubor do softwaru Cytoscape a po stupni je získáno numerické screening, 42 cílů a 593 hran. Podle třídění velikosti stupně jsou TNF, Akt1, Casp3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A vybrány jako klíčové cílové geny a interakční diagram protein-protein je nakreslen (obrázek 1B).

Za účelem vysvětlení životního procesu cílů zapojených do léčby AD společností CiStanche Deserticola byla k provedení analýzy obohacení GO na 42 získaných výše uvedených, včetně tří částí: buněčná složka (CC), molekulární funkce (MF) a biologický proces (BP). Projekty byly prověřeny se standardem p <0. 0 5 a prvních deseti buněčných komponent, molekulárních funkcí a biologických procesů byly nakresleny do bublinových diagramů pomocí webové stránky mikrobiologie online (obrázek 1C); David online nástroj byl použit k provedení analýzy obohacení KEGG na 42 společných klíčových cílů nemocí a drog a projekty s P <0,05 byly prověřeny. Výsledky ukázaly, že bylo obohaceno celkem 172 signálních cest. Top 20 cest bylo vybráno podle hodnoty P a bublinový diagram byl nakreslen pomocí online mikrobiologické platformy (obrázek 1D). Výsledky obohacení ukázaly, že mechanismus CiStanche Deserticola při léčbě AD může úzce souviset s cestou PI3K-Akt, cestou rakoviny, ohniskové adhezi a dalšími cestami.

Obr. 1 (a) cíle Alzheimerovy choroby a Cistanche Component Cíle Venn Graf; B) sítě interakce protein-protein; (C) GO Enrichment Analysis Analysis Bubble Diagram; (D) Schéma analýzy obohacení KEGG

2.3 Příprava mapy drog-incientie-incientied-onemocnění

Kombinací výsledků obohacení KEGG s výsledky konstrukce sítě PPI lze nakreslit síť zaměřené na léčivo-incientie-onemocnění-onemocnění-odolné protichodové cesty (obrázek 2). Blue Triangle: Drug Cistanche Deserticola; Oranžový trojúhelník: AD onemocnění; Světle zelený kruh: Hlavní složka léčiva; Žlutý kruh: Hlavní cesta související s onemocněním léčenou Cistanche Deserticola; Tmavě zelená obdélník: cíl související s drogami; hrana: Korelace mezi uzly

Obr. 2 Celková vzdálenost ujetá myši v každé skupině navigačního testu místa před odjezdem na jeviště (x  s, mm)

Tab 3 Útěk latence myší v každé skupině navigačního testu místa (x  s, s)

*Poznámka: Ve srovnání se skupinou Samri,P <{{0}}. 0 5; Ve srovnání se skupinou modelu † P <0,05; Skupiny L-GCS a H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

Pokud potřebujete další úpravy, dejte mi vědět!

Obr. 3 Procento času stráveného v cílovém kvadrantu a počtu časů, kterou platforma procházela každou skupinou myší v testování sondy

2.4.2 Y Maze Experiment

Výsledky experimentu Y Maze ukázaly, že: ve srovnání se skupinou SAMR1, čas skupiny modelu k prozkoumání nových zbraní a míru střídání byl významně snížen (P<0.05); compared with the Model group, the M-GCs group and H-GCs group's novel The arm exploration time was significantly increased (P<0.05); the spontaneous alternation rate of new arms in the GCs-administered group was significantly higher than that in the Model group (P<0.05), among which the spontaneous alternation rate of the M-GCs group was higher than that of the other administration groups ( P <0.05) (Fig. 4).

2.5 Účinky GCS na počet a morfologii myších hippocampálních neuronů

Výsledky barvení NISSL ukázaly, že neuronální pyramidální buňky ve skupině SAMR1 byly kulaté nebo oválné, s úplným tvarem a úhledným uspořádáním. Intracelulární nissl tělesa byla hluboce obarvená a počet byl větší. Ve srovnání se skupinou SAMR1 byly neuronální pyramidální buňky ve skupině modelu morfologií somatických buněk přerušeny, uspořádání bylo rozptýleno a nissová těla byla lehce zbarvena a počet kompletních pyramidálních buněk byl významně snížen (P P<0.05); compared with the Model group, the morphology of the pyramidal cells in the GCs administration group was more complete and the arrangement was more complete. Relatively neat, the number of complete pyramidal cells increased significantly (P<0.05). Among them, most pyramidal cells in the M-GCs group were complete in shape and more neatly arranged. The number of complete pyramidal cells was significantly higher than that in other drug administration groups. increased (P <0.05), as shown in Figure 5.

2.4.2 Y Maze Experiment

Výsledky experimentu Y Maze ukázaly, že: ve srovnání se skupinou SAMR1, čas skupiny modelu k prozkoumání nových zbraní a míru střídání byl významně snížen (P<0.05); compared with the Model group, the M-GCs group and H-GCs group's novel The arm exploration time was significantly increased (P<0.05); the spontaneous alternation rate of new arms in the GCs-administered group was significantly higher than that in the Model group (P<0.05), among which the spontaneous alternation rate of the M-GCs group was higher than that of the other administration groups ( P <0.05) (Fig. 4).

2.5 Účinky GCS na počet a morfologii myších hippocampálních neuronů

Výsledky barvení NISSL ukázaly, že neuronální pyramidální buňky ve skupině SAMR1 byly kulaté nebo oválné, s úplným tvarem a úhledným uspořádáním. Intracelulární nissl tělesa byla hluboce obarvená a počet byl větší. Ve srovnání se skupinou SAMR1 byly neuronální pyramidální buňky ve skupině modelu morfologií somatických buněk přerušeny, uspořádání bylo rozptýleno a nissová těla byla lehce zbarvena a počet kompletních pyramidálních buněk byl významně snížen (P P<0.05); compared with the Model group, the morphology of the pyramidal cells in the GCs administration group was more complete and the arrangement was more complete. Relatively neat, the number of complete pyramidal cells increased significantly (P<0.05). Among them, most pyramidal cells in the M-GCs group were complete in shape and more neatly arranged. The number of complete pyramidal cells was significantly higher than that in other drug administration groups. increased (P <0.05), as shown in Figure 5.

2.6 Vliv GCS na expresi proteinů souvisejících s cestou PI3K-Akt a proteinu tau v hippocampu myši

Výsledky imunohistochemického barvení ukázaly, že ve srovnání se skupinou SAMR1 se počet pozitivních buněk exprimujících PI3K a P-Akt v oblasti hippocampálního CA1 v modelové skupině významně snížil (P<0.05), and the number of positive cells expressing P-Tau was significantly increased (P < 0.05); compared with the Model group, the number of positive cells in the hippocampal CA1 area of PI3K and P-Akt in the GCs group was significantly increased (P<0.05), and the number of positive cells expressing P-Tau was significantly reduced (P<0.05 ); among them, the number of positive cells expressing PI3K and P-Akt in the CA1 area of mouse hippocampus was significantly increased in the M-GCs group compared with other GCs administration groups (P<0.05), see Figure 6.

Obr 7 Experimentální pásový graf Western blot

Tab 4 Hodnota absorbance proužku (x  s)

*Poznámka: Ve srovnání se skupinou Samri,P <{{0}}. 0 5; Ve srovnání se skupinou modelu † P <0,05; Skupiny L-GCS a H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

3 Diskuse

Alzheimerova choroba je běžné neurodegenerativní onemocnění. Jako chronická onemocnění se zákeřným nástupem a kontinuální progresí je charakterizována abnormálními klinickými projevy, jako je paměť, jazyk, poznání, osobnost a behaviorální funkce [15,16]. V současné době je patogeneze Alzheimerovy choroby komplexní a existuje mnoho teorií, jako je amyloidní depozice, oxidační stres neuronů, neuroinflamace, abnormální fosforylace proteinu tau a nerovnováha střeva flóry. Mezi nimi je zánětlivá apoptóza neuronů způsobená fosforylací proteinu tau proteinem důležitým mechanismem kognitivního poškození indukovaného AD [17,18]. TAU protein je mikrotubul spojený protein (MAP) spojený s neuronálními axony. Jeho hlavní funkcí je podporovat tvorbu mikrotubulů, udržovat jejich stabilitu a regulovat axonální transport [19,20]. Nadměrná fosforylace proteinu tau ztratí svou schopnost vázat se na mikrotubuly, což způsobí depolymeraci mikrotubulů, axonální dysfunkci a neurofibrilární spleti, což povede k degeneraci neuronů a apoptóze [21]. Studie zjistily, že řada souvisejících signálních drah úzce souvisí s fosforylací tau proteinu, mezi nimiž intracelulární fosfatidylinositol kináza/proteinová kináza B (pi3K/Akt) hraje klíčovou roli v fosforylaci tau -proteinu a proteinu tau a 22. proteiny [22. apofity a apoptosis a apoptosis a apoptosis a apoptosis a apoftosis [22 let].

Ve výše uvedené farmakologické studii síťové farmakologie GO a KEGG obohacení ukázala, že cesta I3K/Akt hraje klíčovou roli při zlepšování AD CiStanche Deserticola a úzce souvisí s buněčnou apoptózou, tvorbou senilního plaku a neuronálními kořeními; Společné cíle GC a AD byly prověřeny prostřednictvím databáze řetězce, mezi nimiž byl Akt1 důležitým klíčovým cílem a klíčovým proteinem v dráze PI3K/Akt. PI3K, jako upstream molekula Akt, je specifická intracelulární fosfatidylinositol kináza [23]. U savců má rodina PI3K izozymy typu I, II a III, z nichž izozymy typu I jsou hlavními regulačními cíli v dráze PI3K-Akt. Když se izozym typu IA PI3K váže na proteiny, jako jsou tyrosinové receptorové kinázy, může být PI3K fosforylován a aktivován, fosforylací cíle PIP2 mimo buněčnou membránu, aby se stal cílem PIP3, který přitahuje a fosforyláží Akt1, podtyp [24-26]. Členové rodiny Akt mají schopnost regulovat biologické funkce, včetně přežití buněk, proliferace, metabolismu a růstu. Na jedné straně může fosforylovaný Akt1 fosforylovat agonista buněčné smrti (BAD) spojený s β-buněčnými CLL/lymfom (Bcl -2) při serinovém zbytku 136, čímž inhibuje buněčnou apoptózu [27]. Na druhé straně může regulovat downstream proteiny mTOR, GSK3p a FOXO, čímž se snižuje produkci proteinu P-tau [28-30].
Protože zvýšení proteinu P-tau lze považovat za charakteristický patologický rys AD, předpokládá se, že úzce souvisí s kognitivním poklesem a synaptickou ztrátou. Aktivace signální dráhy PI3K/Akt proto může hrát důležitou roli při zlepšování Alzheimerovy choroby.

CiStanche Deserticola je masitá stonek se sušenými šupinavými listy rostliny Cistanche Deserticola. Je teplý v přírodě, sladký a slaný v chuti a patří k ledvinám a větrným střevům meridiánů. Je to lék pro tonifikaci ledvin a posilování jangu, zvlhčení střev a zmírnění zácpy [31]. Má účinky antiapoptózy, antioxidace, regulace buněčné autofagie a neuroendokrinního, zvýšení fyzické síly a zlepšování učení a poznání. Má důležitou hodnotu při prevenci a léčbě onemocnění centrálního nervového systému [32]. Mnoho literatur zaznamenává, že CiStanche Deserticola může chránit a vzrušit aminokyseliny v autofagii neuronů poškozených mozkovým ischemií-reperfuzí, zlepšit oxidační stres neuronů u potkanů ​​demence, chránit mikrogliální zánětlivou odezvu vyvolanou lipopolysacharidem a zvyšuje imunitní funkce potkanů ​​[{{33-36]. Výše uvedené behaviorální experimenty ukázaly, že ve srovnání s modelovou skupinou měly myši ve skupině GCS významné zlepšení učení a poznání (P<0.05); Nissl staining experiments found that the number of pyramidal cells in the GCs group was significantly increased compared with the Model group, with complete morphology and neat arrangement (P<0.05); immunohistochemistry and Western blot experiments found that GCs could significantly increase the expression of PI3K and P-Akt proteins in the hippocampus of SAMP8 mice and significantly reduce the expression of P-Tau protein (P<0.05), which indicates that Cistanche deserticola may play a role in improving Alzheimer's disease by regulating the PI3K-Akt signaling pathway and affecting the production of P-Tau. This study used SAMP8 mice to construct an Alzheimer's disease model. Through network pharmacology, the main mechanism of action of Cistanche deserticola in treating Alzheimer's disease was explored, and a preliminary discussion of the mechanism of action and the optimal drug dose were explored. The subsequent exploration will continue to explore the mechanism of action and efficacy of Cistanche deserticola in improving the learning and cognitive function of AD model animals, in order to provide more modern scientific basis for the development of Cistanche deserticola products for the prevention and treatment of AD.