Izpētot mehānismu, ar kuru Cistanche Deserticola ārstē Alcheimera slimību, izmantojot tīkla farmakoloģiju un eksperimentālu validāciju

2 rezultāti

2.1 Cistanche Deserticola galveno aktīvo sastāvdaļu un sastāvdaļu mērķu skrīnings

Cistanche Deserticola tika meklēta caur TCMSP datu bāzi un Šveices ADME platformu, un literatūras meklēšanas rezultātā tika iegūtas 8 galvenās aktīvās sastāvdaļas, proti, Suchilactone, Yangambin, Quercetin, arachidonate, Marckine, Acteoside, echinacoside un beta-sitosteroles, ar kopējo 307 sastāvdaļu mērķi.

2.2 Slimību mērķu un Venna diagrammas sagatavošana, olbaltumvielu-olbaltumvielu mijiedarbības tīkla (PPI) konstrukcija un Go un Kegg

Bagātināšanas analīze tika veikta, izmantojot OMIM, Genecards un NCBI datu bāzes, un pēc skrīninga tika iegūti pavisam 2 013 ar AD saistītie mērķi. Importējiet Cistanche Deserticola komponentu mērķus un ar AD saistītos mērķus Venny Diagram Online vietnē un kopumā iegūstiet 207 narkotiku slimības krustojuma mērķus un uzzīmējiet Venn diagrammu, kā parādīts 1.A attēlā. Importējiet 207 krustojuma mērķus virkņu datu bāzē, lai analizētu zāļu slimības mijiedarbību. Pēc tam datu failu importējiet Cytoscape programmatūrā, un pēc pakāpes, tuvības un starpības skaitliskā skrīninga tiek iegūti 42 mērķi un 593 malas. Saskaņā ar pakāpes lieluma šķirošanu, TNF, Akt1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A tiek izvēlēti kā galvenie mērķa gēni, un olbaltumvielu-olbaltumvielu mijiedarbības tīkla diagramma ir noformēta (1.B attēls).

Lai izskaidrotu Cistanche Deserticola, kas iesaistīti AD ārstēšanā, dzīves procesu, Metascape datu bāze tika izmantota, lai veiktu GO bagātināšanas analīzi uz iepriekš iegūtajiem 42 mērķiem, ieskaitot trīs daļas: šūnu komponentu (CC), molekulāro funkciju (MF) un bioloģisko procesu (BP). Projekti tika pārbaudīti ar P≤ 0. 0 5 standartu, un desmit labākie šūnu komponenti, molekulārās funkcijas un bioloģiskie procesi tika ievilkti burbuļu diagrammās, izmantojot mikrobioloģijas tiešsaistes zīmēšanas vietni (1.C attēls); Dāvida tiešsaistes rīks tika izmantots, lai veiktu KEGG bagātināšanas analīzi par 42 kopīgiem galvenajiem slimību un narkotiku mērķiem, un tika pārbaudīti projekti ar P≤0,05. Rezultāti parādīja, ka kopumā ir bagātināti 172 signālu ceļi. 20 labākie ceļi tika izvēlēti atbilstoši P vērtībai, un burbuļu diagramma tika uzzīmēta, izmantojot mikrobioloģijas tiešsaistes platformu (1.d attēls). Bagātināšanas rezultāti parādīja, ka Cistanche Deserticola mehānisms AD ārstēšanā var būt cieši saistīts ar PI3K-Akt ceļu, vēža ceļu, adhēzijas fokusu un citiem ceļiem.

1. attēls (a) Alcheimera slimības mērķi un Cistanche komponentu mērķi Venna diagramma; B) olbaltumvielu un olbaltumvielu mijiedarbības tīkli; C) GO bagātināšanas analīzes burbuļu diagramma; (D) KEGG bagātināšanas analīzes burbuļu diagramma

2.3.

Apvienojot KEGG bagātināšanas rezultātus ar PPI tīkla būvniecības rezultātiem, var uzzīmēt narkotiku-indedantas-slimības-ceļa-mērķa tīklu (2. attēls). Zilais trīsstūris: narkotiku cistanche Deserticola; Apelsīnu trīsstūris: slimības AD; gaiši zaļš aplis: zāļu galvenā sastāvdaļa; Dzeltenais aplis: galvenais ceļš, kas saistīts ar slimību, kuru ārstēja Cistanche Deserticola; Tumši zaļš taisnstūris: ar narkotikām saistītais mērķis; mala: korelācija starp mezgliem

2. attēls. Kopējais attālums, ko peles nobrauktas katrā vietas navigācijas testa grupā, pirms došanās uz skatuvi (x  s, mm)

3. tabula. Peļu aizbēgšanas latentums katrā vietas navigācijas testa grupā (X  S, S)

*Piezīme: salīdzinot ar Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Salīdzinot ar modeļa grupu, † P <0,05; L-GCS un H-GCS grupas, ‡ P <0,05.

Ja jums ir vajadzīgas papildu modifikācijas, vienkārši paziņojiet man!

3. attēls. Mērķa kvadrantā pavadītā laika procents un reižu skaits, kuru platforma ir šķērsojusi katra peļu grupa zondes izmēģinājumā

2.4.2 y labirinta eksperiments

Y labirinta eksperimenta rezultāti parādīja, ka: salīdzinot ar SAMR1 grupu, modeļa grupas laiks izpētīt jaunus ieročus un pārmaiņu ātrumu ievērojami samazināja (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. GC ietekme uz peles hipokampu neironu skaitu un morfoloģiju

NISSL krāsošanas rezultāti parādīja, ka neironu piramīdveida šūnas SAMR1 grupā bija apaļas vai ovālas, ar pilnīgu formu un glītu izvietojumu. Intracelulārie Nissl ķermeņi tika dziļi iekrāsoti, un to skaits bija lielāks. Salīdzinot ar SAMR1 grupu, modeļa grupas neironu piramīdveida šūnas bija salauztas somatisko šūnu morfoloģija, izvietojums tika izkaisīts, un nissl korpusi bija viegli krāsoti, un pilnīgu piramīdu šūnu skaits bija ievērojami samazināts (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 labirinta eksperiments

Y labirinta eksperimenta rezultāti parādīja, ka: salīdzinot ar SAMR1 grupu, modeļa grupas laiks izpētīt jaunus ieročus un pārmaiņu ātrumu ievērojami samazināja (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. GC ietekme uz peles hipokampu neironu skaitu un morfoloģiju

NISSL krāsošanas rezultāti parādīja, ka neironu piramīdveida šūnas SAMR1 grupā bija apaļas vai ovālas, ar pilnīgu formu un glītu izvietojumu. Intracelulārie Nissl ķermeņi tika dziļi iekrāsoti, un to skaits bija lielāks. Salīdzinot ar SAMR1 grupu, modeļa grupas neironu piramīdveida šūnas bija salauztas somatisko šūnu morfoloģija, izvietojums tika izkaisīts, un nissl korpusi bija viegli krāsoti, un pilnīgu piramīdu šūnu skaits bija ievērojami samazināts (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. GC ietekme uz PI3K-Akt ceļu saistītu olbaltumvielu un tau olbaltumvielu ekspresiju peles hipokampā

Imunohistoķīmiskās krāsošanas rezultāti parādīja, ka salīdzinājumā ar SAMR1 grupu pozitīvo šūnu skaits, kas ekspresē PI3K un P-Akt, hipokampāla CA1 apgabalā modeļa grupā tika ievērojami samazināts (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.

7. attēls Western blot eksperimentālā sloksnes diagramma

Tab 4 sloksnes absorbcijas vērtība (x  s)

*Piezīme: salīdzinot ar Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Salīdzinot ar modeļa grupu, † P <0,05; L-GCS un H-GCS grupas, ‡ P <0,05.

3 diskusija

Alcheimera slimība ir izplatīta neirodeģeneratīva slimība. Kā hroniska slimība ar mānīgu sākšanos un nepārtrauktu progresēšanu, to raksturo patoloģiskas klīniskas izpausmes, piemēram, atmiņa, valoda, izziņa, personība un uzvedības funkcijas [15,16]. Pašlaik Alcheimera slimības patoģenēze ir sarežģīta, un ir daudz teoriju, piemēram, Aβ amiloīda nogulsnēšanās, neironu oksidatīvais stress, neiroinflammācija, tau olbaltumvielu patoloģiska fosforilēšana un zarnu floras nelīdzsvarotība. Starp tiem tau olbaltumvielu fosforilēšanās izraisītā neironu iekaisuma apoptoze ir svarīgs AD izraisītu kognitīvo traucējumu mehānisms [17,18]. Tau proteīns ir ar mikrotubuliem saistīts proteīns (MAPS), kas saistīts ar neironu aksoniem. Tās galvenā funkcija ir veicināt mikrotubulu veidošanos, saglabāt to stabilitāti un regulēt aksonālo transportu [19,20]. Pārmērīga tau olbaltumvielu fosforilēšanās zaudēs spēju saistīties ar mikrotubulām, izraisot mikrotubulu depolimerizāciju, aksonālo disfunkciju un neirofibrilāros jucekļus, izraisot neironu deģenerāciju un apoptozi [21]. Pētījumos atklāts, ka dažādi saistīti signalizācijas ceļi ir cieši saistīti ar tau olbaltumvielu fosforilēšanu, starp kuriem starpšūnu fosfatidilinozitola kināzes/olbaltumvielu kināzes B (PI3K/Akt) ceļam ir galvenā loma tau proteīna fosforilēšanai un APOP un APOPS un APOPS un to abnormālajai ekspresijai.

Iepriekšminētajā tīkla farmakoloģijas pētījumā Go un Kegg bagātināšanas analīze parādīja, ka I3K/Akt ceļam ir galvenā loma AD uzlabošanā ar Cistanche Deserticola, un tas ir cieši saistīts ar šūnu apoptozi, senilu plāksnes veidošanos un neironu sapinām; Parastie GCS un AD mērķi tika pārbaudīti caur virkņu datu bāzi, starp kuriem Akt1 bija svarīgs galvenais mērķis un galvenais proteīns PI3K/Akt ceļā. PI3K kā AKT augšpusē molekula ir specifiska intracelulāra fosfatidilinozīta kināze [23]. Zīdītājiem PI3K saimei ir I, II un III tipa izozīmi, no kuriem I tipa izozīmi ir galvenie regulējošie mērķi PI3K-AKT ceļā. Kad IA tipa izozīms PI3K saistās ar tādiem olbaltumvielām kā tirozīna receptoru kināzes, PI3K var fosforilēt un aktivizēt, fosforilējot PIP2 mērķi ārpus šūnas membrānas, lai kļūtu par PIP3 mērķi, kas piesaista un fosforizē AKT1, subtype of Akt [{{{}}]. Akt ģimenes locekļiem ir spēja regulēt bioloģiskās funkcijas, ieskaitot šūnu izdzīvošanu, proliferāciju, metabolismu un augšanu. No vienas puses, fosforilēts Akt1 var fosforilēt šūnu nāves agonistu (sliktu), kas saistīts ar β-šūnu CLL/limfomu (Bcl {-2) pie serīna atlikuma 136, tādējādi kavējot šūnu apoptozi [27]. No otras puses, tas var regulēt pakārtotos proteīnus MTOR, GSK3β un Foxo, tādējādi samazinot p-tau olbaltumvielu ražošanu [28-30].
Tā kā P-TAU olbaltumvielu palielināšanos var uzskatīt par AD patoloģisko pazīmi, tiek uzskatīts, ka tas ir cieši saistīts ar kognitīvo pasliktināšanos un sinaptiskajiem zaudējumiem. Tāpēc PI3K/Akt signalizācijas ceļa aktivizēšanai var būt liela nozīme Alcheimera slimības uzlabošanā.

Cistanche Deserticola ir gaļīgs kāts ar žāvētām augu Cistanche Deserticola skalām lapām. Pēc dabas ir silts, salds un sāļš pēc garšas, un tas pieder nierēm un lielajiem zarnām meridiāniem. Tās ir zāles nieru tonizēšanai un jangas stiprināšanai, zarnu samitrināšanai un aizcietējumu mazināšanai [31]. Tam ir anti-apoptozes, antioksidācijas ietekme, šūnu autofagijas un neiroendokrīnā regulēšana, fiziskā spēka uzlabošana un mācīšanās un izziņas uzlabošana. Tam ir svarīga vērtība centrālās nervu sistēmas slimību profilaksē un ārstēšanā [32]. Daudzas literatūras reģistrē, ka Cistanche Deserticola var aizsargāt un uzbudināt aminoskābes neironu autofagijā, ko ievaino smadzeņu išēmijas-reperfūzija, uzlabo neironu oksidatīvo stresu demences žurkām, aizsargā mikrogliu iekaisuma reakciju, ko izraisa lipopolisakarīds, un pastiprina novecojošu žurku imūno funkciju [{{5}. Iepriekš minētie uzvedības eksperimenti parādīja, ka, salīdzinot ar modeļa grupu, pelēm GCS grupā bija ievērojami uzlabojumi mācībās un izziņā (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.