Abstrakt

Objektiv:Den Cistanche-baserede hypoglykæmisk-lipid-regulerende formel (HLF) har vist betydelig effektivitet til at forbedre forstyrrelser i glucose og lipidmetabolisme. Dens specifikke virkningsmekanismer er dog stadig uklare. Denne undersøgelse havde til formål at udforske de potentielle mål og mekanismer for HLF til at forbedre glucolipid metaboliske lidelser gennem netværksfarmakologi, molekylær docking, molekylær dynamik (MD) simuleringer og eksperimentel validering.

Metoder:
Mål forbundet med glucolipid metaboliske lidelser blev hentet fra GeneCards database. Handlingsmålene for de vigtigste aktive komponenter i HLF blev hentet fra CTD- og SwissTargetPrediction-databaserne. STRING-databasen og Cytoscape-softwaren blev brugt til at konstruere protein-protein interaktion (PPI) netværk. Efter at have identificeret potentielle nøglemål, blev Gene Ontology (GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) berigelsesanalyser udført via Metascape-databasen, og et "compound-target-pathway"-netværk blev konstrueret. Molekylær docking blev udført ved hjælp af AutoDock og PyMOL for at verificere interaktionerne mellem hovedkomponenterne og kernemålene. MD-simuleringer blev derefter udført på de bedste protein-ligand-komplekser identificeret fra docking. En musemodel for glucolipid metabolisk lidelse blev etableret forin vivovalidering af netværkets farmakologiske fund.

Resultater:
Topologisk analyse af PPI-netværket identificerede 10 kernemål: TNF, CTNNB1, AKT1, NF-κB1, ESR1, FN1, TP53, IL-1, IL-6 og EGFR. GO-berigelse viste, at disse mål hovedsageligt var involveret i signaltransduktion og transkriptionel regulering. KEGG pathway-analyse afslørede signifikant sammenhæng med lipid- og ateroskleroseveje. Molekylær docking bekræftede gunstige bindingsaffiniteter mellem HLF's kernekomponenter (f.eks. lovastatin, coptisin, salvianolsyre B) og mål såsom AKT1, FN1 og IL-6. MD-simuleringer viste yderligere stabile interaktioner, især mellem AKT1 og forbindelser som lovastatin, coptisin og salvianolsyre B. Dyreforsøg indikerede, at HLF kan udøve terapeutiske effekter ved at nedregulere ekspressionen af ​​AKT1, TP53, FN1 og EGFR, undertrykke inflammatoriske faktorer såsom IL-6 og CTN.1 og opregulerer CTN og IL-61} Disse ændringer førte til forbedringer i blodsukker- og lipidniveauer i modelmusene.

Konklusion:
HLF kan regulere glukose- og lipidmetabolisme og forbedre aterosklerotiske læsioner ved at målrette mod lipid- og aterosklerose-relaterede veje. Det tilbyder en omfattende terapeutisk strategi til forebyggelse og behandling af metaboliske lidelser og relaterede komplikationer.

Nøgleord:
Cistanche-baseret formel; Glucolipid metabolisk forstyrrelse; Netværksfarmakologi; Molekylær docking; Molekylær dynamik simulering;Lipid- og åreforkalkningsvej

 

 

 

cistanche ekstrakt acteosid ingrediens til behandling af glucolipid metaboliske lidelser

lær mere om cistanche fordele, kontakt os venligst

Kontakt nu

 

 

 

1. Introduktion

Glucolipid metaboliske lidelser er blevet et fremtrædende folkesundhedsproblem på verdensplan. I 2021 nåede den globale udbredelse af diabetes cirka 529 millioner, med fremskrivninger, der indikerer over 1,31 milliarder tilfælde i 2050. I Kina viser nyere undersøgelser en diabetesprævalens på 12,4 % i 2018, op fra 10,9 % i 2013. Dyslipidæmi øger hyppigt risikoen for hjertesygdomme og hjertekarsygdomme, og hyppigt como-brovaskulær diabetes hændelser, dødelighed og handicap.

Epidemiologiske undersøgelser fra 20 tertiære hospitaler i Kina viser, at 67,1 % af type 2-diabetes (T2DM) patienter har dyslipidæmi. CCMR-3B-undersøgelsen rapporterede, at 72 % af T2DM-patienterne også havde dyslipidæmi og/eller hypertension, hvilket fordoblede deres risiko for makrovaskulære og mikrovaskulære komplikationer sammenlignet med patienter med diabetes alene.

På grund af den komplekse patogenese af glucolipid metaboliske lidelser og den lave hastighed for opnåelse af omfattende metabolisk kontrol, er effektive behandlinger begrænset. Den Cistanche-baserede hypoglykæmisk-lipidregulerende formel (HLF), udviklet under teorien om "phlegm turbidity", har til formål at rense varme, fjerne turbiditet og genoprette balancen. Sammensat af otte urter inklCistanche, Momordica charantia, Aloe vera, Scutellaria baicalensis, Schisandra chinensis, Zingiber officinale, Salvia miltiorrhiza, ogAtractylodes macrocephala, HLF retter sig mod kernemekanismer af metaboliske lidelser.

Fingeraftryksanalyse ved hjælp af HPLC identificerede nøgleforbindelser:mangiferin, coptisin, jatrorrhizin, salvianolsyre B, aloin, berberin, palmatin,oglovastatin. Previous studies confirmed HLF's efficacy in lowering glucose and lipid levels, reducing cardiovascular risk, and improving insulin resistance. A multicenter, randomized, open-label clinical trial involving 450 patients with obesity-related T2DM and dyslipidemia found HLF effectively reduced blood glucose, regulated lipids, lowered body weight, and improved insulin sensitivity.

Yderligere forskning antydede, at HLF kan modulere tarmmikrobiota (f.eks.Faecalibacterium, Blautia) og påvirker metaboliske veje som fedtsyrenedbrydning og glykolyse/gluconeogenese. På trods af dens dokumenterede kliniske effektivitet forbliver de præcise mekanismer uklare, hvilket begrænser bredere anvendelse.

Netværksfarmakologi tilbyder en tilgang på systemniveau til at belyse sygdomsmekanismer og lægemiddelhandlinger ved at integrere bioinformatik og high-throughput screening. Denne undersøgelse anvender netværksfarmakologi, molekylær docking, molekylær dynamik og dyreforsøg til at afdække multi-target mekanismerne af HLF til behandling af glucolipid metaboliske lidelser.

2. Materialer og metoder

2.1 Instrumenter

D3024R Højhastigheds kølecentrifuge (SCILOGEX)

Y300C elektroforeseapparat og JY300C elektroforesetank (Junyi Oriental, Beijing)

ChampGel 5000 billedbehandlingssystem (Saizhi Innovation, Beijing)

SMA-1000 spektrofotometer (Meilin Hengtong, Beijing)

StepOne Plus qRT-PCR-system (ABI)

PowerPac universel elektroforeseenhed (Bio-Rad)

PB-10 pH-meter (Sartorius)

Tanon 5200 kemiluminescensanalysator (Tanon, Shanghai)

2.2 Naturlægemidler

HLF formel inkluderet:

Cistanche (Cistanches Herba)

Momordica charantia

Scutellaria baicalensis

Aloe vera

Schisandra chinensis

Zingiber officinale

Salvia miltiorrhiza

Atractylodes macrocephala
Alle urter var granulerede formelekstrakter (Tianjiang Pharmaceutical, Jiangyin).

Kontrollægemiddel:Metformin hydrochloridtabletter (0,5 g pr. tablet, Bristol-Myers Squibb, Shanghai).

2.3 Reagenser og antistoffer

TRIzol reagens (Invitrogen)

HiFiScript cDNA Synthesis Kit (CW2569)

UltraSYBR-blanding (High ROX, CW2602)

BCA Protein Assay Kit

Primære antistoffer rettet mod p-AKT, p-NF-κB p65, AKT, NF-κB p65, FN1, p53, IL-1, IL-6, EGFR, TNF-, -catenin, ESR1, -actin

Sekundære antistoffer (HRP-konjugeret gede-anti-kanin/muse-IgG)

2.4 Dyremodeller

C57BL/6J-hanmus (7 uger gamle) blev købt og anbragt under standard SPF-betingelser. Alle dyreprocedurer blev godkendt af den etiske komité på Guang'anmen Hospital (godkendelsesnr. IACUC-GAMH-2019-002).

2.5 Målforudsigelse

Aktive forbindelser fra HLF blev forespurgtCTDogSwissTargetPrediction(sandsynlighed > 0,1). Sygdomsrelaterede mål for T2DM og dyslipidæmi blev hentet fraGeneCards(relevansscore > 1). Venn-diagrammer identificerede overlappende mål for yderligere PPI-analyse.

2.6 PPI netværkskonstruktion

Overlappende mål blev indtastetSNOR(https://www.string-db.org), med medium konfidens (score større end eller lig med 0,4). Netværket blev visualiseret og analyseret iCytoscape, og kernemål identificeret efter gradscentralitet.

2.7 GO og KEGG berigelse

Nøglemål blev forelagtMetascapefor GO (BP, MF, CC) og KEGG pathway-analyse (P < 0,01). Visualisering blev udført ved hjælp af bobleplot.

2.8 Sammensat-Target-Pathway-netværk

Cytoscape blev brugt til at bygge et netværk, der forbinder urter, forbindelser, mål og veje, hvilket illustrerer multi-target, multi-pathway interaktioner.

2.9 Molekylær docking

2D-strukturer af forbindelser blev opnået fraPubChem, konverteret til PDB vhaÅbn Babel. Proteinstrukturer blev downloadet fraRCSB PDB, tilberedt iAutoDockTools, og docket vhaSejlVina. Bindingsaffinitet Mindre end eller lig med -4,25 kcal/mol blev betragtet som signifikant. Docking resultater blev visualiseret medPyMOL.

2.10 Molekylær Dynamik Simulering

MD-simuleringer blev udført vhaAmber18til udvalgte topkomplekser. Protein: rav14SB; ligand: gaff; vand: OPC model. RMSD og RMSF blev beregnet ud fra 20 ns NPT-simuleringer.

2.11 Dyregruppering og -intervention

Mus blev randomiseret i 4 grupper: Normal (N), Model (M), Metformin (MET) og HLF. Med undtagelse af gruppe N blev alle mus fodret med en diæt med højt fedtindhold (HFD) i 6 uger. HLF blev administreret ved 14 g/kg (rå urteækvivalent), MET ved 250 mg/kg. Efter 8 ugers intervention blev blod- og levervæv opsamlet til analyse.

2,12 qRT-PCR

Total RNA blev ekstraheret under anvendelse af TRIzol. cDNA blev syntetiseret ved hjælp af HiFiScript. qPCR blev udført ved hjælp af UltraSYBR og StepOne Plus. Relativt udtryk blev beregnet via 2^−ΔΔCt.

2.13 Western Blot

Proteiner blev ekstraheret fra levervæv, kvantificeret, adskilt ved SDS-PAGE og overført til PVDF-membraner. Efter blokering og inkubation med primære og sekundære antistoffer blev signaler visualiseret ved ECL og kvantificeret ved hjælp af ImageJ. -aktin blev brugt til normalisering.

2.14 Statistisk analyse

Data blev analyseret vhaSPSS 23.0ogGraphPad Prism 10.1.2. Envejs ANOVA og t-test blev brugt, hvor P < 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant.