Badanie mechanizmu, za pomocą którego Cistanche Deserticola leczy chorobę Alzheimera za pomocą farmakologii sieciowej i walidacji eksperymentalnej

2 wyniki

2.1 Badanie głównych składników aktywnych i celów składników Cistanche Deserticola

Cistanche Deserticola przeszukano za pośrednictwem bazy danych TCMSP i szwajcarskiej platformy Adme, a wyszukiwanie literatury zaowocowało 8 głównymi składnikami aktywnymi, a mianowicie suchilaktonem, yangambinem, kwercetyną, arachidonatem, marckiną, akteozydem, echinaakozydem i beta-sitosterolu, z sumą 307 celów składowych.

2.2 Badanie badań celów choroby i przygotowanie schematu Venna, Konstrukcja sieci interakcji białko-białko (PPI) oraz Go i Kegg

Analizę wzbogacania przeprowadzono za pomocą baz danych OMIM, Genecards i NCBI, a po badaniu uzyskano w sumie cele 2 013. Zaimportuj cele komponentów Deserticola Cistanche i cele związane z AD na stronę internetową Venny Schemat i uzyskaj w sumie 207 celów przecięcia leku i narysuj schemat Venna, jak pokazano na rycinie 1A. Zaimportuj cele przecięcia 207 do bazy danych String, aby przeanalizować interakcję z brakiem narkotyków. Następnie zaimportuj plik danych do oprogramowania cytoscape, a po stopniu, bliskość i między nimi badanie numeryczne, uzyskano 42 cele i 593 krawędzie. Zgodnie z sortowaniem wielkości stopnia, TNF, Akt1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A są wybierane jako kluczowe geny docelowe, a schemat sieci interakcji białko-białko-białko (ryc. 1B).

W celu wyjaśnienia procesu życiowego celów zaangażowanych w leczenie AD przez Cistanche Deserticola, baza danych Metascape zastosowano do przeprowadzenia analizy wzbogacania 42 uzyskanych powyżej, w tym trzech części: składnika komórkowego (CC), funkcji molekularnej (MF) i procesu biologicznego (BP). Projekty zostały sprawdzone ze standardem p≤ 0. 0 5, a dziesięć najlepszych składników komórkowych, funkcji molekularnych i procesów biologicznych wciągnięto na schematy bąbelkowe przy użyciu witryny rysunku online mikrobiologii (ryc. 1C); Narzędzie David Online zostało wykorzystane do przeprowadzenia analizy wzbogacania KEGG na 42 wspólnych kluczowych celach chorób i leków, a projekty z P ≤ 0,05 zostały przesiewane. Wyniki wykazały, że w sumie 172 szlaki sygnałowe wzbogacono. 20 najlepszych ścieżek zostało wybranych zgodnie z wartością P, a schemat bąbelkowy narysowano za pomocą platformy internetowej mikrobiologii (ryc. 1D). Wyniki wzbogacania wykazały, że mechanizm Cistanche Deserticola w leczeniu AD może być ściśle związany z szlakiem PI3K-Okt, szlakiem raka, ogniskowym i innymi szlakami adhezji.

Ryc. 1 (a) Cel choroby choroby Alzheimera i komponent Cistanche cele Venna; (B) sieci interakcji białko-białko; (C) Schemat bąbelkowy analizy wzbogacania; (D) Kegg Analiza wzbogacania bąbelka

2.3 Przygotowanie mapy-disease-diseasent-disease-ścieżka-ścieżka

Łącząc wyniki wzbogacania KEGG z wynikami budowy sieci PPI, można narysować sieć-cel-letnise-disease-disease-disease-Pathway-Carget (ryc. 2). Blue Triangle: Drug Cistanche Deserticola; Pomarańczowy trójkąt: reklama choroby; Jasne zielone koło: główny składnik leku; Żółte koło: główny szlak związany z chorobą leczoną przez Cistanche Deserticola; Ciemnozielony prostokąt: cel związany z lekami; Edge: Korelacja między węzłami

Ryc. 2 Całkowita odległość przebywająca przez myszy w każdej grupie testu nawigacji miejsca przed przejściem na scenę (x  s, mm)

TAB 3 Escape opóźnienie myszy w każdej grupie testu nawigacji miejsca (x  s, s)

*Uwaga: w porównaniu z grupą Samri,P <{{0}}. 0 5; W porównaniu z grupą modelową, † p <0,05; Grupy L-GC i H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

Jeśli potrzebujesz dalszych modyfikacji, daj mi znać!

Ryc. 3 Procent czasu spędzonego w kwadrancie docelowym i liczba razy platforma przemierzana przez każdą grupę myszy w badaniu próbnym sondy

2.4.2 Y Eksperyment labiryntu

Wyniki eksperymentu Y Maze wykazały, że: w porównaniu z grupą SAMR1, czas grupy modelowej na zbadanie nowych ramion i szybkość naprzemienności została znacznie zmniejszona (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 Wpływ GC na liczbę i morfologię mysich neuronów hipokampa

Wyniki barwienia NISSL wykazały, że neuronalne komórki piramidalne w grupie SAMR1 były okrągłe lub owalne, z pełnym kształtem i schludnym układem. Wewnątrzkomórkowe ciała NISSL były głęboko zabarwione, a liczba była większa. W porównaniu z grupą SAMR1, neuronalne piramidalne komórki w grupie modelowej były morfologią komórek somatycznych, rozrzucono układ, a ciała NISSL były lekko zabarwione, a liczba kompletnych komórek piramidalnych znacznie zmniejszono (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 Eksperyment labiryntu

Wyniki eksperymentu Y Maze wykazały, że: w porównaniu z grupą SAMR1, czas grupy modelowej na zbadanie nowych ramion i szybkość naprzemienności została znacznie zmniejszona (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 Wpływ GC na liczbę i morfologię mysich neuronów hipokampa

Wyniki barwienia NISSL wykazały, że neuronalne komórki piramidalne w grupie SAMR1 były okrągłe lub owalne, z pełnym kształtem i schludnym układem. Wewnątrzkomórkowe ciała NISSL były głęboko zabarwione, a liczba była większa. W porównaniu z grupą SAMR1, neuronalne piramidalne komórki w grupie modelowej były morfologią komórek somatycznych, rozrzucono układ, a ciała NISSL były lekko zabarwione, a liczba kompletnych komórek piramidalnych znacznie zmniejszono (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 Wpływ GCS na ekspresję białek związanych z szlakiem PI3K-Okt i białka tau w hipokampie myszy

Wyniki barwienia immunohistochemicznego wykazały, że w porównaniu z grupą SAMR1 liczba dodatnich komórek wyrażających PI3K i P-Okt w obszarze hipokampa CA1 w grupie modelowej została znacznie zmniejszona (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.

Ryc. 7 Eksperymentalna tabela Western Blot Pasek

Tab 4 Wartość absorbancji paska (x  s)

*Uwaga: w porównaniu z grupą Samri,P <{{0}}. 0 5; W porównaniu z grupą modelową, † p <0,05; Grupy L-GC i H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

3 Dyskusja

Choroba Alzheimera jest częstą chorobą neurodegeneracyjną. Jako przewlekła choroba z podstępnym początkiem i ciągłym postępem, charakteryzuje się nieprawidłowymi objawami klinicznymi, takimi jak pamięć, język, poznanie, osobowość i funkcje behawioralne [15,16]. Obecnie patogeneza choroby Alzheimera jest złożona i istnieje wiele teorii, takich jak odkładanie amyloidu Aβ, stres oksydacyjny neuronów, zapalenie neurologiczne, nieprawidłowa fosforylacja białka tau i nierównowaga flory jelitowej. Wśród nich zapalna apoptoza neuronów spowodowana fosforylacją białka tau jest ważnym mechanizmem zaburzeń poznawczych indukowanych przez AD [17,18]. Białko Tau jest białkiem związanym z mikrotubulą (MAPS) związanym z aksonami neuronalnymi. Jego główną funkcją jest promowanie tworzenia mikrotubul, utrzymanie ich stabilności i regulacja transportu aksonów [19,20]. Nadmierna fosforylacja białka tau straci swoją zdolność do wiązania się z mikrotubulami, powodując depolimeryzację mikrotubul, dysfunkcję aksonów i sploty neurofibrylarne, prowadzące do degeneracji neuronów i apoptozy [21]. Badania wykazały, że różnorodne powiązane szlaki sygnalizacyjne są ściśle powiązane z fosforylacją białka tau, wśród których wewnątrzkomórkowa kinaza fosfatydyloinozytolu/kinaza białka B (PI3K/AKT) odgrywa kluczową rolę w fosforylacji białka tau, a jego zbiór może mieć znaczący wpływ na rozwój, rozwój, a apopboja nerki [22].

W wyżej wymienionych badaniach sieci farmakologii, Analiza wzbogacania Go i Kegg wykazała, że ​​szlak I3K/Akt odgrywa kluczową rolę w poprawie AD przez Cistanche Deserticola i jest ściśle związany z apoptozą komórek, tworzeniem płytki seniowej i splątanymi neuronalnymi; Wspólne cele GC i AD zostały przesiewane przez bazę danych String, wśród której Akt1 był ważnym kluczowym celem i kluczowym białkiem na szlaku PI3K/Akt. PI3K, jako cząsteczka AKT, jest specyficzną wewnątrzkomórkową kinazą fosfatydyloinozytolu [23]. U ssaków rodzina PI3K ma izozymy typu I, II i III, z których izozymy typu I są głównymi celami regulacyjnymi na szlaku PI3K-Okt. Gdy izozym typu IA PI3K wiąże się z białkami takimi jak kinazy receptora tyrozynowego, PI3K może być fosforylowane i aktywowane, fosforylowanie celu PIP2 poza błoną komórkową, aby stać się celem PIP3, który przyciąga i fosforyluje Akt1, podtyp Akt [{24-26}]. Członkowie rodziny AKT mają zdolność regulowania funkcji biologicznych, w tym przeżycia komórek, proliferacji, metabolizmu i wzrostu. Z jednej strony fosforylowany Akt1 może fosforyzować agonistę śmierci komórki (zły) związany z CLL/chłoniakiem komórek β (Bcl {17}}) w pozostałości serynowej 136, hamując apoptozę komórkową [27]. Z drugiej strony może regulować dalsze białka MTOR, GSK3β i FOXO, zmniejszając w ten sposób produkcję białka P-Tau [28-30].
Ponieważ wzrost białka P-Tau można uznać za charakter charakterystyczną patologiczną AD, uważa się, że jest on ściśle związany ze spadkiem poznawczym i utratą synaptycznej. Dlatego aktywacja szlaku sygnałowego PI3K/Akt może odgrywać ważną rolę w poprawie choroby Alzheimera.

Cistanche Deserticola to mięsisty łodyga z suszonymi łuszczonymi liśćmi rośliny Cistanche Deserticola. Jest ciepły w naturze, słodki i słony w smaku i należy do nerki i południków jelita grubego. Jest to lek do tonizowania nerki i wzmacniania Yang, zwilżania jelit i łagodzenie zaparć [31]. Ma wpływ antyapoptozy, przeciwutleniającego, regulacji autofagii komórkowej i neuroendokrynnej, zwiększania siły fizycznej oraz poprawy uczenia się i poznania. Ma to ważną wartość w zapobieganiu i leczeniu chorób ośrodkowego układu nerwowego [32]. Wiele literatury odnotowuje, że Cistanche Deserticola może chronić i ekscytować aminokwasy w autofagii neuronów uszkodzonych przez niedokrwienie mózgu-reperfuzję, poprawić stres oksydacyjny neuronalny u szczurów demencji, chronić mikroglejową odpowiedź zapalną indukowaną przez lipopolisacharyd i zwiększyć funkcję immunizacyjną starzejących się szczurów [}}}]. Powyższe eksperymenty behawioralne wykazały, że w porównaniu z grupą modelową myszy w grupie GCS miały znaczną poprawę uczenia się i poznania (str.<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.