Undersöker mekanismen genom vilken Cistanche Deserticola behandlar Alzheimers sjukdom med hjälp av nätverksfarmakologi och experimentell validering
Dec 10, 2024
2 resultat
2.1 Screening av de viktigaste aktiva ingredienserna och ingrediensmålen för Cistanche Deserticola
Cistanche Deserticola sökte genom TCMSP-databasen och den schweiziska ADME-plattformen, och litteratursökning resulterade i 8 huvudsakliga aktiva ingredienser, nämligen sådanilakton, yangambin, quercetin, arakidonat, marckin, acteosid, echinacosid och beta-sitosterol, med ett totalt 307 ING.
2.2 Screening av sjukdomsmål och Venn-diagramberedning, protein-protein interaktionsnätverk (PPI) och går och går och KEGG
Anrikningsanalys utfördes genom OMIM-, genkort och NCBI-databaser, och totalt 2 013 AD-relaterade mål erhölls efter screening. Importera Cistanche Deserticola-komponentmålen och annonsrelaterade mål till webbplatsen Venny Diagram Online och få totalt 207 läkemedelsstörningskorsningsmål och rita ett Venn-diagram, som visas i figur 1A. Importera 207-skärningsmålen till strängdatabasen för att analysera interaktionen mellan läkemedelssjukdomar. Importera sedan datafilen till cytoscape -programvaran, och efter examen, närhet och mellan numerisk screening erhålls 42 mål och 593 kanter. Enligt gradstorlekssorteringen väljs TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A som viktiga målgener, och protein-proteininteraktionsnätverksdiagrammet ritas (figur IB).
För att förklara livsprocessen för de mål som är involverade i behandlingen av AD av Cistanche Deserticola användes Metascape -databasen för att utföra GO -anrikningsanalys på de 42 målen som erhölls ovan, inklusive tre delar: cellkomponent (CC), molekylfunktion (MF) och biologisk process (BP). Projekten screenades med standarden för p≤ 0. 0 5 och de tio bästa cellulära komponenterna, molekylfunktioner och biologiska processer dras in i bubbeldiagram med hjälp av webbplatsen för microbiologi online -ritning (figur 1C); David Online -verktyget användes för att utföra KEGG -anrikningsanalys på 42 vanliga nyckelmål för sjukdomar och läkemedel, och projekten med P <0,05 screenades. Resultaten visade att totalt 172 signalvägar berikades. De 20 bästa vägarna valdes enligt P -värdet, och bubbeldiagrammet ritades med hjälp av Microbiology Online -plattformen (figur 1D). Anrikningsresultaten visade att mekanismen för Cistanche Deserticola vid behandling av AD kan vara nära besläktade med PI3K-Akt-vägen, cancerväg, vidhäftningsfokal och andra vägar.
Fig 1 (a) Alzheimers sjukdomsmål och cistanche -komponentmål Venn -diagram; (B) protein-protein-interaktionsnätverk; (C) GO anrikningsanalysbubbeldiagram; (D) KEGG -anrikningsanalysbubbeldiagram
2
Genom att kombinera KEGG-anrikningsresultaten med PPI-nätverkskonstruktionsresultaten kan ett läkemedelsinriktat-nedgång-pathway-målnätverk ritas (figur 2). Blue Triangle: Drug Cistanche Deserticola; Orange Triangle: Disease AD; Ljusgrön cirkel: Huvudingrediensen i läkemedlet; Gul cirkel: Huvudväg relaterad till sjukdomen som behandlas av Cistanche Deserticola; Mörkgrön rektangel: Drug-Disease Related Target; kant: Korrelation mellan noder
Fig 2 Totalt avstånd som reste av möss i varje grupp av platsnavigeringstestet innan du går till scenen (x s, mm)
| Grupp | Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 11,963.53 | 7,759.00 | 5,660.00 | 3,922.00 | 1,984.67 |
| Modell | 11,977.35 | 8,417.67 | 5,465.38 | 7,329.67 | 5,517.67 |
| L-gcs | 11,964.33 | 8,330.33 | 6,226.87 | 4,789.33 | 3,867.47 |
Tab 3 Escape Latency för möss i varje grupp i platsnavigeringstestet (x s, s)
| Grupp | Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43,43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6.64 | 30,01 ± 1,64 |
| Modell | 53. 00 ± 3.81 | 47. 00 ± 4.81 | 41. 00 ± 2,71 | 36. 00 ± 4.81 | 31. 00 ± 1,81 |
| L-gcs | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81* |
| M-gcs | 52,67 ± 4,47 | 46. 00 ± 4. 00 | 35,75 ± 2,67 | 34. 00 ± 1,53 | 32. 00 ± 2,31* |
| H-gcs | 50.33 ± 2.11 | 45,67 ± 3,25 | 36,50 ± 2,31* | 35,75 ± 1,22* | 31,50 ± 1,81* |
| F | 2.84 |
*Obs: Jämfört med Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Jämfört med modellgruppen, † p <0,05; L-GCS- och H-GCS-grupper, ‡ P <0,05.
Om du behöver ytterligare ändringar, låt mig bara veta!
Fig.
2.4.2 Y Maze Experiment
Resultaten från Y Maze -experimentet visade att: Jämfört med SAMR1 -gruppen var modellgruppens tid att utforska nya armar och växlingsgraden signifikant minskade (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 Effekter av GC: er på antalet och morfologin hos mushippocampala neuroner
Nissl -färgningsresultat visade att de neuronala pyramidala cellerna i SAMR1 -gruppen var runda eller ovala, med fullständig form och snyggt arrangemang. De intracellulära Nissl -kropparna var djupt färgade och antalet var större. Jämfört med SAMR1 -gruppen var de neuronala pyramidala cellerna i modellgruppen morfologin för de somatiska cellerna bröts, arrangemanget var spridd och Nissl -kroppar var lätt färgade och antalet kompletta pyramidala celler minskades signifikant (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
Resultaten från Y Maze -experimentet visade att: Jämfört med SAMR1 -gruppen var modellgruppens tid att utforska nya armar och växlingsgraden signifikant minskade (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 Effekter av GC: er på antalet och morfologin hos mushippocampala neuroner
Nissl -färgningsresultat visade att de neuronala pyramidala cellerna i SAMR1 -gruppen var runda eller ovala, med fullständig form och snyggt arrangemang. De intracellulära Nissl -kropparna var djupt färgade och antalet var större. Jämfört med SAMR1 -gruppen var de neuronala pyramidala cellerna i modellgruppen morfologin för de somatiska cellerna bröts, arrangemanget var spridd och Nissl -kroppar var lätt färgade och antalet kompletta pyramidala celler minskades signifikant (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 Effekt av GC: er på uttrycket av PI3K-Akt-vägrelaterade proteiner och tau-protein i mushippocampus
Immunohistokemiska färgningsresultat visade att jämfört med SAMR1-gruppen minskades antalet positiva celler som uttrycker PI3K och P-AKT i hippocampal CA1-området i modellgruppen signifikant (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.
Fig 7 Western blot experimentell stripdiagram
Tab 4 remsabsorbansvärde (x s)
| Grupp | Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43,43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6.64 | 30,01 ± 1,64 |
| Modell | 53. 00 ± 3.81 | 47. 00 ± 4.81 | 41. 00 ± 2,71 | 36. 00 ± 4.81 | 31. 00 ± 1,81 |
| L-gcs | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81* |
| M-gcs | 52,67 ± 4,47 | 46. 00 ± 4. 00 | 35,75 ± 2,67 | 34. 00 ± 1,53 | 32. 00 ± 2,31* |
| H-gcs | 50.33 ± 2.11 | 45,67 ± 3,25 | 36,50 ± 2,31* | 35,75 ± 1,22* | 31,50 ± 1,81* |
| F | 2.84 |
*Obs: Jämfört med Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Jämfört med modellgruppen, † p <0,05; L-GCS- och H-GCS-grupper, ‡ P <0,05.
3 Diskussion
Alzheimers sjukdom är en vanlig neurodegenerativ sjukdom. Som en kronisk sjukdom med lumsk början och kontinuerlig progression kännetecknas den av onormala kliniska manifestationer såsom minne, språk, kognition, personlighet och beteendefunktioner [15,16]. För närvarande är patogenesen av Alzheimers sjukdom komplex, och det finns många teorier såsom Ap -amyloidavsättning, oxidativ stress av neuroner, neuroinflammation, onormal fosforylering av tau -protein och obalans av tarmflora. Bland dem är den inflammatoriska apoptosen av neuroner orsakade av tau-proteinfosforylering en viktig mekanism för AD-inducerad kognitiv nedsättning [17,18]. Tau-protein är ett mikrotubulassocierat protein (MAPS) associerat med neuronala axoner. Dess huvudfunktion är att främja bildandet av mikrotubuli, upprätthålla sin stabilitet och reglera axonal transport [19,20]. Överdriven fosforylering av tau -protein kommer att förlora sin förmåga att binda till mikrotubuli, vilket orsakar mikrotubul -depolymerisation, axonal dysfunktion och neurofibrillära trasslar, vilket leder till neuronal degeneration och apoptos [21]. Studier har funnit att en mängd relaterade signalvägar är nära besläktade med fosforylering av tau -protein, bland vilka den intracellulära fosfatidylinositol -kinas/proteinkinas B (PI3K/Akt) -vägen spelar en nyckelroll i fosforyleringen av tau -protein, och dess onormala uttryck kan ha en betydande påverkan på den tillväxt och utveckling och utveckling.
I ovan nämnda nätverksfarmacologistudie visade GO och KEGG-anrikningsanalys att I3K/Akt-vägen spelar en nyckelroll i förbättringen av AD av Cistanche Deserticola och är nära besläktad med cellapoptos, senil plackbildning och neuronala tasslar; De gemensamma målen för GCS och AD screenades genom strängdatabasen, bland vilken Akt1 var ett viktigt nyckelmål och ett viktigt protein i PI3K/Akt -vägen. PI3K, som uppströmsmolekylen för Akt, är en specifik intracellulär fosfatidylinositolkinas [23]. Hos däggdjur har PI3K-familjen typ I, II och III-isozymer, varav typ I-isozymer är de viktigaste regleringsmålen i PI3K-Akt-vägen. When the IA type isozyme of PI3K binds to proteins such as tyrosine receptor kinases, PI3K can be phosphorylated and activated, phosphorylating the PIP2 target outside the cell membrane to become the PIP3 target, which attracts and phosphorylates Akt1, a subtype of Akt[24-26]. Medlemmar i Akt -familjen har förmågan att reglera biologiska funktioner, inklusive cellöverlevnad, spridning, metabolism och tillväxt. Å ena sidan kan fosforylerat AKT1 fosforylera celldödsagonisten (BAD) associerad med ß-cell CLL/lymfom (BCL -2) vid serinrester 136, varigenom cellapoptos [27]. Å andra sidan kan det reglera nedströms proteiner mTOR, GSK3p och Foxo och därmed minska produktionen av P-tau-protein [28-30].
Eftersom ökningen av P-tau-protein kan betraktas som ett kännetecken för patologiskt inslag i AD, tros det vara nära besläktat med kognitiv nedgång och synaptisk förlust. Därför kan aktiveringen av PI3K/Akt -signalvägen spela en viktig roll för att förbättra Alzheimers sjukdom.
Cistanche Deserticola är den köttiga stammen med torkade skaliga blad av växtcistanche Deserticola. Det är varmt i naturen, söt och salt i smak och tillhör njur- och tjocktarmen meridianer. Det är ett läkemedel för att tona njurarna och stärka Yang, fukta tarmen och lindra förstoppning [31]. Det har effekterna av anti-apoptos, anti-oxidation, reglering av cell autofagi och neuroendokrin, förbättrar fysisk styrka och förbättrar lärande och kognition. Det har viktigt värde i förebyggande och behandling av sjukdomar i centrala nervsystemet [32]. Many literatures record that Cistanche deserticola can protect and excite amino acids in the autophagy of neurons injured by cerebral ischemia-reperfusion, improve neuronal oxidative stress in dementia rats, protect microglial inflammatory response induced by lipopolysaccharide, and enhance the immune function of aging rats[33-36]. Ovanstående beteendeförsök visade att jämfört med modellgruppen hade mössen i GCS -gruppen betydande förbättringar av lärande och kognition (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.
