Дослідження механізму, за допомогою якого Cistanche Deserticola лікує хворобу Альцгеймера за допомогою мережевої фармакології та експериментальної перевірки
Dec 10, 2024
2 результати
2.1 Обстеження основних діючих інгредієнтів та інгредієнтів цілей Cistanche Deserticola
Cistanche Deserticola проводили обшук через базу даних TCMSP та платформу швейцарського ADME, а пошук літератури призвів до 8 основних активних інгредієнтів, а саме Сухілактону, янамбіну, кверцетину, арахідонату, маркіну, актеозиду, ехінакозиду та бета-ситостеролу, із загальною цільовою цільовою цільовою цільовою.
2.2 Обстеження цілей хвороби та підготовка діаграми Венна, Мережа взаємодії з білковою білкою (PPI), а також Go та Kegg
Аналіз збагачення проводили за допомогою баз даних OMIM, GeneCards та NCBI, і загалом цілі, пов'язані з AD, були отримані після екранізації. Імпортуйте цілі компонентів Cistanche Deserticola та цілі, пов’язані з рекламою, на веб-сайт Venny Diagram, і отримайте загалом 207 цілей перехресного перехрестя наркотиків, і намалюйте діаграму Венна, як показано на малюнку 1А. Імпортуйте 207 цілей перехрестя в базу даних рядків для аналізу взаємодії з захворюванням наркотиків. Потім імпортуйте файл даних у програмне забезпечення Cytoscape, а після ступеня, близькість та чисельне скринінг між численними, отримано 42 цілі та 593 ребер. Відповідно до сортування розміру ступеня, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A вибираються як ключові гени-мішені, а також намальована діаграма мережі взаємодії білка-білок (рис. 1В).
Для того, щоб пояснити життєвий процес цілей, що беруть участь у лікуванні АД за допомогою Cistanche Deserticola, базу даних Metascape була використана для проведення аналізу збагачення GO на 42 цілях, отриманих вище, включаючи три частини: клітинний компонент (CC), молекулярну функцію (MF) та біологічний процес (BP). Проекти були обстежені за стандартом p≤ 0. 0 5, а перші десятки клітинних компонентів, молекулярні функції та біологічні процеси були складені в діаграми міхурів за допомогою веб -сайту Microbiology Online (мал. 1С); Онлайн -інструмент David був використаний для проведення аналізу збагачення KEGG на 42 загальних ключових цілях захворювань та наркотиків, а проекти з P≤0,05 були обстежені. Результати показали, що загалом 172 сигнальні шляхи були збагачені. Топ -20 шляхів були обрані за значенням P, а схема міхура була намальована за допомогою онлайн -платформи мікробіології (мал. 1D). Результати збагачення показали, що механізм Deserticola Cistanche при лікуванні AD може бути тісно пов'язаний з шляхом PI3K-AKT, шляхом раку, фокусними та іншими шляхами.
Фіг.1 (а) Цільові хвороби Альцгеймера та цілі компонента Cistanche Compente; (B) мережі взаємодії з білковою білкою; (C) Діаграма міхура аналізу збагачення; (D) Діаграма міхура аналізу збагачення KEGG
2.3 Підготовка картки-цільової картки-інгредієнта наркотиків
Поєднуючи результати збагачення KEGG з результатами побудови мережі PPI, можна намалювати мережу цільової межі проти інгредієнтів-інгредієнтів (рис. 2). Синій трикутник: наркотик Cistanche Deserticola; Помаранчевий трикутник: хвороба АД; Світло -зелене коло: основний інгредієнт препарату; Жовтий коло: головний шлях, пов’язаний із захворюванням, яке лікувало Cistanche Deserticola; темно-зелений прямокутник: ціль, пов’язана з наркотиками; Край: Кореляція між вузлами
Рис. 2 Загальна відстань, що проїжджає мишами у кожній групі навігаційного випробування перед тим, як вийти на сцену (x s, мм)
| Група | День 1 | День 2 | 3 день | День 4 | День 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Самрі | 11,963.53 | 7,759.00 | 5,660.00 | 3,922.00 | 1,984.67 |
| Модель | 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 |
Вкладка 3 Затримка мишей у кожній групі місця навігаційного тесту (X S, S)
| Група | День 1 | День 2 | 3 день | День 4 | День 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Самрі | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43.43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6,64 | 30,01 ± 1,64 |
| Модель | 53. 00 ± 3,81 | 47. 00 ± 4,81 | 41. 00 ± 2,71 | 36. 00 ± 4,81 | 31. 00 ± 1,81 |
| Л-ГКС | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81* |
| М-ГКС | 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 |
*Примітка: порівняно з групою Samri,P <{{0}}. 0 5; Порівняно з модельною групою, † P <0,05; Групи L-GCS та H-GCS, ‡ p <0,05.
Якщо вам потрібні подальші зміни, просто дайте мені знати!
Рис. 3 Відсоток часу, проведеного в цільовому квадранті, і кількість разів, коли платформа пройшла кожна група мишей у випробуванні зонда
2.4.2 y Експеримент з лабіринтом
Результати експерименту з лабіринту Y показали, що: порівняно з групою SAMR1, час модельної групи для вивчення нових зброї та швидкості чергування значно знизилися (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 Вплив ГК на кількість та морфологія нейронів гіпокампа миші
Результати фарбування NISSL показали, що нейрональні пірамідальні клітини в групі SAMR1 були круглими або овальними, з повною формою та акуратним розташуванням. Внутрішньоклітинні тіла NISSL були глибоко забарвлені, а кількість - більша. Порівняно з групою SAMR1, нейрональні пірамідальні клітини в модельній групі були морфологією соматичних клітин, було розбито, розташування було розсіяним, а тіла NISSL були злегка забарвлені, а кількість повних пірамідальних клітин значно зменшилася (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 Експеримент з лабіринтом
Результати експерименту з лабіринту Y показали, що: порівняно з групою SAMR1, час модельної групи для вивчення нових зброї та швидкості чергування значно знизилися (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 Вплив ГК на кількість та морфологія нейронів гіпокампа миші
Результати фарбування NISSL показали, що нейрональні пірамідальні клітини в групі SAMR1 були круглими або овальними, з повною формою та акуратним розташуванням. Внутрішньоклітинні тіла NISSL були глибоко забарвлені, а кількість - більша. Порівняно з групою SAMR1, нейрональні пірамідальні клітини в модельній групі були морфологією соматичних клітин, було розбито, розташування було розсіяним, а тіла NISSL були злегка забарвлені, а кількість повних пірамідальних клітин значно зменшилася (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 Вплив ГК на експресію білків, пов'язаних з шляхом PI3K-AKT, та білка тау у гіпокампі миші
Результати імуногістохімічного фарбування показали, що порівняно з групою SAMR1, кількість позитивних клітин, що експресують PI3K та P-AKT у області Гіпокампа СА1 у модельній групі, значно зменшилася (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.
Рис. 7 Вестерн -блот експериментальна смугова діаграма
Вкладка 4 Значення поглинання смуги (x S)
| Група | День 1 | День 2 | 3 день | День 4 | День 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Самрі | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43.43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6,64 | 30,01 ± 1,64 |
| Модель | 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* |
| М-ГКС | 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 |
*Примітка: порівняно з групою Samri,P <{{0}}. 0 5; Порівняно з модельною групою, † P <0,05; Групи L-GCS та H-GCS, ‡ p <0,05.
3 Обговорення
Хвороба Альцгеймера - це звичайне нейродегенеративне захворювання. Як хронічне захворювання з підступним настанням та безперервним прогресуванням, воно характеризується аномальними клінічними проявами, такими як пам'ять, мова, пізнання, особистість та поведінкові функції [15,16]. В даний час патогенез хвороби Альцгеймера є складним, і існує багато теорій, таких як осадження амілоїдів Aβ, окислювальний стрес нейронів, нейрозапалення, аномальне фосфорилювання білка тау та дисбалансу флори відшкодування. Серед них запальний апоптоз нейронів, спричинений фосфорилюванням білка тау, є важливим механізмом когнітивних порушень, спричинених АД [17,18]. Білок тау-це білок, пов'язаний з мікротрубочками (карти), пов'язаний з нейронними аксонами. Основна його функція полягає у сприянні утворенню мікротрубочок, підтримки їх стабільності та регулювання аксонального транспорту [19,20]. Надмірне фосфорилювання білка тау втратить свою здатність зв'язуватися з мікротрубочками, викликаючи деполімеризацію мікротрубочок, аксональну дисфункцію та нейрофібрилярні клуби, що призводить до дегенерації та апоптозу нейронів [21]. Дослідження виявили, що різноманітні пов'язані сигнальні шляхи тісно пов'язані з фосфорилюванням білка тау, серед якого внутрішньоклітинна фосфатиділінозитол -кіназа/протеїнкіназа B (PI3K/Akt) відіграє ключову роль у фосфорилюванні білка тау, а його нівермінальна експресія може мати значну вплив на зростання, розвиток, і нерівномірний].
У вищезазначеному дослідженні про фармакології мережі, аналіз збагачення Кегга показав, що шлях I3K/AKT відіграє ключову роль у поліпшенні АД за допомогою Cistanche Deserticola і тісно пов'язаний з клітинним апоптозом, утворенням старених нальотів та нейрональними кранами; Загальні цілі GCS та AD були обстежені через базу даних рядків, серед яких AKT1 був важливою ключовою мішенню та ключовим білком у шляху PI3K/AKT. PI3K, як молекула верхньої течії АКТ, є специфічною внутрішньоклітинною фосфатиділінозитолкіназою [23]. У ссавців сімейство PI3K має ізозими I, II та III типу, II та III, з яких ізозими типу I є основними регуляторними цілями на шляху PI3K-AKT. Коли ізозим Ia типу PI3K зв'язується з такими білками, як кінази рецепторів тирозину, PI3K може бути фосфорильованим та активованим, фосфорилюючи ціль PIP2 поза клітинною мембраною, щоб стати цільовою цільовою, яка залучає і фосфорилює AKT1, підтипу AKT [{{14}]. Члени родини АКТ мають здатність регулювати біологічні функції, включаючи виживання клітин, проліферацію, метаболізм та ріст. З одного боку, фосфорильований AKT1 може фосфорилювати агоніст загибелі клітин (поганий), пов'язаний з β-клітинною CLL/лімфомою (BCL -2) при залишку серину 136, тим самим інгібуючи клітинний апоптоз [27]. З іншого боку, він може регулювати білки вниз за течією MTOR, GSK3β та FOXO, тим самим зменшуючи вироблення білка P-TAU [28-30].
Оскільки збільшення білка P-TAU можна розглядати як означну патологічну особливість AD, вважається, що він тісно пов'язаний з когнітивним зниженням та синаптичними втратами. Тому активація сигнального шляху PI3K/AKT може відігравати важливу роль у поліпшенні хвороби Альцгеймера.
Cistanche Deserticola - це м'ясисте стебло з сушеними лускатними листками рослини Cistanche Deserticola. Це теплий характер, солодкий і солоний за смаком і належить до нирки та меридіанів товстого кишечника. Це ліки для тонізації нирок та зміцнення ян, зволоження кишечника та полегшення запор [31]. Він впливає на антиапоптоз, антиокислення, регулювання клітинної аутофагії та нейроендокринної, підвищення фізичної сили та покращення навчання та пізнання. Він має важливе значення при профілактиці та лікуванні захворювань центральної нервової системи [32]. Багато літератур записують, що Cistanche Deserticola може захищати та збуджувати амінокислоти в аутофагії нейронів, поранених мозковою ішемією-реперфузією, поліпшують нейронну окислювальну стрес у щурів деменції, захищають мікрогліальну запальну реакцію, індуковану ліпополісахаридом та підвищенням імунної функції янних щурів [{5}]. Наведені вище поведінкові експерименти показали, що порівняно з модельною групою, миші в групі GCS мали значні вдосконалення в навчанні та пізнанні (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.
