Mekanistisk indsigt i en Cistanche-baseret formel til behandling af glucolipid-metaboliske lidelser: en multi-omics og eksperimentel undersøgelse

4. Resultater

4.1 Identifikation af overlappende mål mellemCistanche Formelog glucolipid metabolisk lidelse

Baseret på fingeraftryksprofileringen afCistanche-baseret formel, forudsagde vi målene for dets vigtigste aktive komponenter-mangiferin, coptisin, jatrorrhizin, salvianolsyre B, aloin, berberin, palmatin og lovastatin-ved at forespørge påCTDogSwissTargetPredictiondatabaser. Efter fjernelse af dubletter, i alt958 målblev identificeret. I mellemtiden1962 generforbundet med glucolipid metabolisk forstyrrelse blev hentet fraGeneCardsdatabase. BrugerVennDiagramsoftware, vi identificerede341 overlappende målmellem urteformlen og sygdomsrelaterede gener (figur 2A). Disse mål og deres tilsvarende aktive komponenter blev derefter importeret tilCytoscapeat konstruere et komponent-mål-interaktionsnetværk (figur 2B), som afslørede stærke interaktioner mellem de aktive forbindelser og målene.

Acteosid i cistanche for glucolipid metaboliske forstyrrelser

 

lær mere om cistanche-fordele

 

 

Fig. 2 Screening af potentielle mål til forbedring af glykolipidmetabolismeforstyrrelser ved JTTZF

Fig. 3 PPI-netværksanalyse af overlappende mål for JTTZF og glykolipidmetabolismeforstyrrelse

 

4.2 PPI-netværksanalyse af overlappende mål

De 341 overlappende mål blev importeret tilSNORdatabase til at konstruere enprotein-protein interaktion (PPI) netværkved hjælp af Cytoscape (figur 3). De 10 bedste hub-gener med de højeste gradværdier blev identificeret:TNF (43), AKT1 (39), TP53 (44), IL-6 (42), NF-κB1 (30), ESR1 (31), EGFR (31), FN1 (29), CTNNB1 (28) og IL-1 (28). Disse blev betragtet som de kernemål, hvorigennem Cistanche-formlen kan udøve terapeutiske virkninger på glucolipid metabolisk lidelse.

Fig. 4 GO- og KEGG-stiberigelsesanalyse

 

4.3 GO og KEGG Pathway Enrichment Analysis

For at belyse de potentielle måls biologiske roller udførte viGÅogKEGGberigelsesanalyser. GO-resultater afslørede, at biologiske processer hovedsageligt var beriget isignaltransduktionogtransskriptionel regulering(f.eks. "positiv regulering af transkription fra RNA-polymerase II-promotor", "positiv regulering af genekspression"). Nøgle cellulære komponenter omfattedeplasmamembran, ekstracellulært exosom, ogendoplasmatisk retikulum. Molekylære funktioner inkluderetproteinbinding, identisk proteinbinding, ogATP binding(Figur 4A).

KEGG-analyse indikerede, at kandidatmålene var beriget på veje, herunderkræftveje, lipid og åreforkalkning, PI3K-AKT, ogMAPK signalveje(Figur 4B), hvilket tyder på, at disse veje kan ligge til grund for formlens mekanisme til at forbedre glucolipidmetabolismen.

Acteosid i cistanche for glucolipid metaboliske forstyrrelser

 

4.4 Lægemiddel-komponent-hubmål-stinetværkskonstruktion

Vi kortlagdeaktive ingredienser, nøglemål, ogtop 20 KEGG-berigede vejeind i Cytoscape for at bygge en omfattende "lægemiddel-komponent-mål-vej" netværk (figur 5). Netværket illustrerede, at forskellige komponenter virker på forskellige mål, og individuelle mål kan påvirkes af flere forbindelser. Disse mål er involveret i forskellige biologiske processer og signalveje, hvilket afspejlermulti-komponent, multi-target og multi-pathwaykarakteristika ved traditionel kinesisk medicin som Cistanche.

 

Fig. 5 Netværksdiagram over JTTZF-active ingredients-hub targets-pathways

Acteosid i cistanche for glucolipid metaboliske forstyrrelser

 

Tabel 2 Molekylær dockingoplysninger for kernekomponenter og kernemål AKT1, FN1 og IL-6

4.5 Molekylær docking-validering

Molekylær docking blev brugt til at vurdere bindingsaffiniteten mellem aktive komponenter og nøglemål. Generelt er en bindingsenergi mindre end−4,25 kcal/molangiver potentiel interaktion; mindre end-5,0 kcal/molforeslår god binding; og mindre end-7,0 kcal/molindikerer stærk bindingsaffinitet.

Dockingsresultater viste detAKT1, FN1 og IL-6havde stærke bindingsaffiniteter med alle 8 aktive forbindelser (tabel 2). Isærsalvianolsyre B-AKT1 (-9,328 kcal/mol), salvianolsyre B-FN1 (-8,626), mangiferin-AKT1 (-8,366), aloin-AKT1 (-8,317), coptisine-AKT1 (-8.117), oglovastatin-AKT1 (-8,113)udviste de stærkeste interaktioner, hvilket indebar stabil binding (figur 6).

 

Fig. 6 Resultaterne af molekylær docking mellem kernetjæren

får og kerneingredienser [de seks resultater med den laveste affinitet (mindre end -8)]

Fig. 7 Resultater af molekylær dynamiksimulering

4.6 Molekylær Dynamics Simulation

De seks ligand-receptor-komplekser med de stærkeste bindingsaffiniteter blev udsat formolekylær dynamik simulering. DeRMSDkurver aflovastatin-AKT1, coptisine–AKT1, ogsalvianolsyre B-AKT1komplekser forblev relativt stabile over 0-10 ns, og deresRMSFværdierne var lave, hvilket indikerer god strukturel stabilitet af dockingkomplekserne (figur 7).

4.7 In vivo eksperimentel validering

A musemodel for glucolipid metabolisk lidelseblev etableret. Efter behandling med Cistanche-formlen blev fastende blodsukkerniveauer signifikant reduceret sammenlignet med modelgruppen (P < 0,01). Efter 14 ugers behandling er denoral glucosetolerancetest (OGTT)viste også forbedret glukosetolerance (P < 0,01). Derudoverkropsvægtogtriglyceridniveauervar signifikant faldet (P < 0,01) (Figur 8).

Fig. 8 JTTZF forbedrer blodsukker og blodlipider hos mus med glykolipidmetabolismeforstyrrelser. Dataene blev indsamlet ved begyndelsen og slutningen af ​​den 6-ugers modeletablering og under den 8-ugers intervention

 

Fig. 9 Effekter af JTTZF på lipid og aterosklerotisk vej

 

Fig. 10 Effekter af JTTZF på CTNNB1-, ESR1-, FN1- og EGFR-niveauer i lever fra mus med glykolipidmetabolismeforstyrrelse

Fig. 11 Virkningsmekanismen af ​​JTTZF til at forbedre glykolipidmetabolismeforstyrrelser

 

For at udforske de regulatoriske mekanismer undersøgte vi ekspressionen af ​​nøglegener ilipid- og åreforkalkningsvej. mRNA-niveauerne afNF-κB1, IL-1, IL-6, TNF, TP53, ogAKT1var betydeligt nedreguleret (P < 0,05). Fosforylering af Akt og NF-KB p65i leveren blev også reduceret, sammen med proteinniveauer afIL-1, IL-6, TNF-, ogp53 (P < 0,05) (Figur 9).

Længere,QRT-PCRogWestern blotanalysen viste detFN1ogEGFRblev væsentligt nedreguleret, mensCTNNB1ogESR1var signifikant opreguleret i levervævet hos behandlede mus (P < 0,05) (Figur 10).

5. Diskussion

Drevet af livsstilsændringer og en aldrende befolkning er glucolipid-metaboliske forstyrrelser meget udbredte, men dårligt styret. Patogenesen involvererneuroendokrin ubalance, insulinresistens, oxidativt stress, inflammation, ogtarmmikrobiota dysbiose. Nuværende behandlinger er ofte rettet mod en enkelt mekanisme eller sygdom, hvilket fører til suboptimale resultater.

Mensmetforminforbliver et første-line antidiabetisk lægemiddel, dets gastrointestinale bivirkninger begrænser dets brug. DeCistanche-baseret formel, designet til T2DM-patienter med dyslipidæmi og gastrointestinal varmesyndrom, udnyttermulti-komponent, multi-target og multi-funktionelfordelene ved traditionel medicin. Tidligere undersøgelser viser, at det opnår sammenlignelig glykæmisk kontrol med metformin, mens det forbedrer vægt, BMI, taljeomkreds og lipidniveauer.

På trods af disse fordele er dens virkningsmekanisme stadig uklar. Vores undersøgelse brugtenetværksfarmakologi, molekylær docking, molekylær dynamik og dyrevalideringat udforske dets terapeutiske potentiale.

Vi identificeredeTNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1 , IL-6, ogEGFRsom hub-mål. Disse er stærkt forbundet med inflammation, insulinresistens, adipogenese, aterosklerose og glukosehomeostase.

NF-KB1medierer inflammationsinduceret insulinresistens.

IL-1, IL-6, TNF-fremmer plakdannelse og vaskulære komplikationer.

CTNNB1 (-catenin)er involveret i Wnt-signalering og hæmmer adipogenese.

AKT1regulerer energiomsætningen og beskytter mod diætinduceret fedme.

ESR1forbedrer glukosehomeostase; dens mangel fører til fedme og IR.

FN1bidrager til tidlig åreforkalkning og vaskulær forkalkning.

TP53er involveret i lipidmetabolisme og kan drive inflammation og IR.

EGFRaktivering hæmmer insulin- og adiponectinsekretionen.

GO og KEGG berigelse bekræftede, at nøglemål er involveret isignaltransduktion, transskriptionsregulering, PI3K-AKT, MAPK, oglipid- og åreforkalkningsveje-alle centrale for glucolipid metaboliske forstyrrelser.

Interessant nok,kræftrelaterede vejedukkede også op, muligvis pgamulti-target naturaf traditionelle forbindelser eller tilstedeværelsen afanti-cancer komponenterligesommangiferin.

Docking og simulering bekræftede stærke interaktioner mellemsalvianolsyre B, coptisin, ogAKT1, hvilket tyder på dens centrale rolle. Dyreforsøg validerede formlens evne til at forbedre blodsukker, lipidniveauer og inflammationsmarkører via modulering af nøgleveje og mål.

 

6. Konklusion

Brug af en integreret tilgang til at kombinerenetværksfarmakologi, molekylær docking, molekylær dynamik og in vivo eksperimenter, belyste denne undersøgelse de mekanismer, hvorvedCistanche-baseret formelforbedresglucolipid metabolisk forstyrrelse. Formlen virker viamulti-komponent, multi-target og multi-pathwaystrategier, der primært involvererAKT1, FN1, EGFR, CTNNB1, ogESR1.

Dens modulering aflipid og åreforkalkning, PI3K-AKT, ogMAPKpathways bidrager til glykæmisk kontrol, lipidregulering og vaskulær beskyttelse. Disse resultater giver et teoretisk grundlag for dets kliniske anvendelse og fremtidige udvikling i håndtering af glucolipid metaboliske lidelser og associerede komplikationer.