Abstrakt

Mål:Den Cistanche-baserade hypoglykemiska-lipidreglerande formeln (HLF) har visat betydande effekt för att förbättra störningar i glukos- och lipidmetabolism. Dess specifika verkningsmekanismer är dock fortfarande oklara. Denna studie syftade till att utforska de potentiella målen och mekanismerna för HLF för att förbättra glukoslipidmetaboliska störningar genom nätverksfarmakologi, molekylär dockning, simuleringar av molekylär dynamik (MD) och experimentell validering.

Metoder:
Mål associerade med glukoslipidmetaboliska störningar hämtades från GeneCards databas. Åtgärdsmålen för de viktigaste aktiva komponenterna i HLF erhölls från databaserna CTD och SwissTargetPrediction. STRING-databasen och Cytoscape-mjukvaran användes för att konstruera protein-protein interaktion (PPI) nätverk. Efter att ha identifierat potentiella nyckelmål utfördes anrikningsanalyser av Gene Ontology (GO) och Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) via Metascape-databasen, och ett "compound-target-pathway"-nätverk konstruerades. Molekylär dockning utfördes med AutoDock och PyMOL för att verifiera interaktionerna mellan huvudkomponenterna och kärnmålen. MD-simuleringar utfördes sedan på de bästa protein-ligandkomplexen som identifierats från dockning. En musmodell av glukoslipidmetabolisk störning etablerades förin vivovalidering av nätverksfarmakologins resultat.

Resultat:
Topologisk analys av PPI-nätverket identifierade 10 kärnmål: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-KB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6 och EGFR. GO-berikning visade att dessa mål huvudsakligen var involverade i signaltransduktion och transkriptionsreglering. KEGG-väganalys visade signifikant samband med lipid- och aterosklerosvägar. Molekylär dockning bekräftade gynnsamma bindningsaffiniteter mellan HLF:s kärnkomponenter (t.ex. lovastatin, koptisin, salvianolsyra B) och mål som AKT1, FN1 och IL-6. MD-simuleringar visade ytterligare stabila interaktioner, särskilt mellan AKT1 och föreningar som lovastatin, koptisin och salvianolsyra B. Djurförsök indikerade att HLF kan utöva terapeutiska effekter genom att nedreglera uttrycket av AKT1, TP53, FN1 och EGFR, undertrycka inflammatoriska faktorer som IL-6 och uppreglera CSR, IL-1 och uppreglera CSR, IL-1, Dessa förändringar ledde till förbättringar av blodsocker- och lipidnivåer hos modellmössen.

Slutsats:
HLF kan reglera glukos- och lipidmetabolism och förbättra aterosklerotiska lesioner genom att rikta in sig på lipid- och aterosklerosrelaterade vägar. Det erbjuder en omfattande terapeutisk strategi för att förebygga och behandla metabola störningar och relaterade komplikationer.

Nyckelord:
Cistanche-baserad formel; Glukolipid metabolisk störning; Nätverksfarmakologi; Molekylär dockning; Molekylär dynamiksimulering;Lipid- och aterosklerosväg

 

 

 

Cistanche-extraktakteosidingrediens för behandling av glukoslipidmetaboliska störningar

läs mer om cistanche fördelar, vänligen kontakta oss

Kontakta nu

 

 

 

1. Introduktion

Glukolipidmetaboliska störningar har blivit ett framstående folkhälsoproblem över hela världen. År 2021 nådde den globala prevalensen av diabetes cirka 529 miljoner, med prognoser som indikerar över 1,31 miljarder fall år 2050. I Kina visar nyare studier en diabetesprevalens på 12,4 % 2018, upp från 10,9 % 2013. Dyslipidemi ökar ofta risken för cerebrovaskulära och kardiovaskulära sjukdomar. händelser, dödlighet och funktionshinder.

Epidemiologiska undersökningar från 20 tertiära sjukhus i Kina visar att 67,1 % av patienter med typ 2-diabetes (T2DM) har dyslipidemi. CCMR-3B-studien rapporterade att 72 % av T2DM-patienterna också hade dyslipidemi och/eller hypertoni, vilket fördubblade risken för makrovaskulära och mikrovaskulära komplikationer jämfört med patienter med enbart diabetes.

På grund av den komplexa patogenesen av glukoslipidmetaboliska störningar och den låga graden av att uppnå omfattande metabol kontroll är effektiva behandlingar begränsade. Den Cistanche-baserade hypoglykemiska-lipidreglerande formeln (HLF), utvecklad under teorin om "slem turbiditet", syftar till att rensa värme, ta bort grumlighet och återställa balansen. Består av åtta örter inklusiveCistanche, Momordica charantia, Aloe vera, Scutellaria baicalensis, Schisandra chinensis, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhiza, ochAtractylodes macrocephala, HLF riktar sig mot kärnmekanismerna för metabola störningar.

Fingeravtrycksanalys med hjälp av HPLC identifierade nyckelföreningar:mangiferin, koptisin, jatrorrhizin, salvianolsyra B, aloin, berberin, palmatin,ochlovastatin. Tidigare studier bekräftade HLF:s effekt för att sänka glukos- och lipidnivåer, minska kardiovaskulär risk och förbättra insulinresistens. En multicenter, randomiserad, öppen klinisk studie som involverade 450 patienter med fetma-relaterad T2DM och dyslipidemi fann att HLF effektivt minskade blodsockret, reglerade lipider, sänkte kroppsvikten och förbättrade insulinkänsligheten.

Ytterligare forskning föreslog att HLF kan modulera tarmmikrobiota (t.ex.Faecalibacterium, Blautia) och påverkar metabola vägar som nedbrytning av fettsyror och glykolys/glukoneogenes. Trots sin bevisade kliniska effekt förblir de exakta mekanismerna oklara, vilket begränsar en bredare tillämpning.

Nätverksfarmakologi erbjuder ett tillvägagångssätt på systemnivå för att belysa sjukdomsmekanismer och läkemedelsverkan genom att integrera bioinformatik och screening med hög genomströmning. Denna studie använder nätverksfarmakologi, molekylär dockning, molekylär dynamik och djurexperiment för att avslöja multi-target-mekanismerna för HLF vid behandling av glukoslipidmetaboliska störningar.

2. Material och metoder

2.1 Instrument

D3024R Höghastighets kylcentrifug (SCILOGEX)

Y300C elektroforesapparat och JY300C elektroforestank (Junyi Oriental, Peking)

ChampGel 5000 bildsystem (Saizhi Innovation, Peking)

SMA-1000 spektrofotometer (Meilin Hengtong, Peking)

StepOne Plus qRT-PCR-system (ABI)

PowerPac universell elektroforesenhet (Bio-Rad)

PB-10 pH-mätare (Sartorius)

Tanon 5200 kemiluminescensanalysator (Tanon, Shanghai)

2.2 Växtbaserade läkemedel

HLF-formel ingår:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Aloe vera

Schisandra chinensis

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Alla örter var granulerade formelextrakt (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

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

2.3 Reagens och antikroppar

TRIzol-reagens (Invitrogen)

HiFiScript cDNA Synthesis Kit (CW2569)

UltraSYBR-blandning (High ROX, CW2602)

BCA Protein Assay Kit

Primära antikroppar riktade mot p-AKT, p-NF-kB p65, AKT, NF-KB p65, FN1, p53, IL-1, IL-6, EGFR, TNF-, -catenin, ESR1, -aktin

Sekundära antikroppar (HRP-konjugerad get anti-kanin/mus IgG)

2.4 Djurmodeller

C57BL/6J-möss av hankön (7 veckor gamla) köptes och inhystes under standard SPF-förhållanden. Alla djurförsök godkändes av etikkommittén på Guang'anmen Hospital (godkännande nr. IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Målförutsägelse

Aktiva föreningar från HLF frågades inCTDochSwissTargetPrediction(sannolikhet > 0,1). Sjukdomsrelaterade mål för T2DM och dyslipidemi hämtades frånGeneCards(relevanspoäng > 1). Venn-diagram identifierade överlappande mål för ytterligare PPI-analys.

2.6 PPI-nätverkskonstruktion

Överlappande mål matades inSTRÄNG(https://www.string-db.org), med medelhögt självförtroende (poäng Större än eller lika med 0,4). Nätverket visualiserades och analyserades iCytoscape, och kärnmål identifierade efter grad centralitet.

2.7 GO och KEGG Anrikning

Nyckelmål lämnades tillMetascapeför GO (BP, MF, CC) och KEGG-väganalys (P < 0,01). Visualisering gjordes med hjälp av bubbeldiagram.

2.8 Sammansatt-Target-Pathway-nätverk

Cytoscape användes för att bygga ett nätverk som förbinder örter, föreningar, mål och vägar, vilket illustrerar multi-target, multi-pathway interaktioner.

2.9 Molekylär dockning

2D-strukturer av föreningar erhölls frånPubChem, konverterad till PDB med hjälp avÖppna Babel. Proteinstrukturer laddades ner frånRCSB PDB, förberedd iAutoDockTools, och dockad med hjälp avSailVina. Bindningsaffinitet Mindre än eller lika med -4,25 kcal/mol ansågs signifikant. Dockningsresultat visualiserades medPyMOL.

2.10 Molekylär dynamiksimulering

MD-simuleringar utfördes med hjälp avAmber18för utvalda toppkomplex. Protein: amber14SB; ligand: gaff; vatten: OPC-modell. RMSD och RMSF beräknades från 20 ns NPT-simuleringar.

2.11 Djurgruppering och intervention

Möss randomiserades i 4 grupper: Normal (N), Modell (M), Metformin (MET) och HLF. Förutom grupp N fick alla möss en diet med hög fetthalt (HFD) under 6 veckor. HLF administrerades med 14 g/kg (rå örtekvivalent), MET vid 250 mg/kg. Efter 8 veckors intervention samlades blod- och levervävnader in för analys.

2,12 qRT-PCR

Totalt RNA extraherades med användning av TRIzol. cDNA syntetiserades med HiFiScript. qPCR utfördes med UltraSYBR och StepOne Plus. Relativt uttryck beräknades via 2^−ΔΔCt.

2.13 Western Blot

Proteiner extraherades från levervävnad, kvantifierades, separerades med SDS-PAGE och överfördes till PVDF-membran. Efter blockering och inkubation med primära och sekundära antikroppar, visualiserades signaler med ECL och kvantifierades med hjälp av ImageJ. -aktin användes för normalisering.

2.14 Statistisk analys

Data analyserades med användning avSPSS 23.0ochGraphPad Prism 10.1.2. Envägs ANOVA och t-tester användes, där P < 0,05 ansågs vara statistiskt signifikant.