Investigant el mecanisme mitjançant el qual Cistanche Deserticola tracta la malaltia d’Alzheimer mitjançant la farmacologia de xarxa i la validació experimental

2 resultats

2.1 Cribratge dels principals ingredients actius i objectius d’ingredients de Cistanche Deserticola

Cishanche Deserticola es va cercar a través de la base de dades TCMSP i la plataforma suïssa ADME, i la cerca de literatura va donar lloc a 8 principals ingredients actius, a saber, suchilactona, yangambin, quercetina, arquidonat, marckine, acteosida, echinacòsid i beta-sitosterol, amb un total de 307 objectius d’ingredients.

2.2 Cribratge dels objectius de la malaltia i la preparació del diagrama de Venn, la xarxa d’interacció proteïna-proteïna (PPI) i la construcció de GO i KEGG

L’anàlisi d’enriquiment es va realitzar mitjançant bases de dades OMIM, GeneCards i NCBI, i es van obtenir un total d’objectius relacionats amb l’anunci 2 013 després del cribratge. Importeu els objectius del component de Cistanche Deserticola i els objectius relacionats amb l’anunci al lloc web de Venny Diagram Online i obteniu un total de 207 objectius d’intersecció amb malalties de drogues i dibuixeu un diagrama de Venn, tal com es mostra a la figura 1A. Importa els objectius de la intersecció 207 a la base de dades de cadenes per analitzar la interacció amb malalties del fàrmac. A continuació, importeu el fitxer de dades al programari Cytoscape i, després de la projecció numèrica de grau, proximitat i entreveu, s’obtenen 42 objectius i 593 vores. Segons l’ordenació de la mida del grau, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A es seleccionen com a gens objectiu clau i es dibuixa el diagrama de xarxa d’interacció proteïna-proteïna (figura 1B).

Per tal d’explicar el procés de vida dels objectius implicats en el tractament de l’AD per Cistanche Deserticola, es va utilitzar la base de dades Metascape per realitzar anàlisis de GO en els 42 objectius obtinguts anteriorment, incloent tres parts: component cel·lular (CC), funció molecular (MF) i procés biològic (BP). Els projectes es van seleccionar amb l'estàndard de p≤ 0. 0 5, i els deu primers components cel·lulars, funcions moleculars i processos biològics es van dibuixar en diagrames de bombolles mitjançant el lloc web de dibuix en línia de microbiologia (Figura 1C); L’eina de David Online es va utilitzar per realitzar l’anàlisi d’enriquiment KEGG en 42 objectius clau comuns de malalties i fàrmacs, i es van analitzar els projectes amb p≤0.05. Els resultats van mostrar que es van enriquir un total de 172 vies del senyal. Les 20 millors vies es van seleccionar segons el valor P i es va dibuixar el diagrama de bombolles mitjançant la plataforma en línia de microbiologia (figura 1D). Els resultats de l’enriquiment van demostrar que el mecanisme de Cishanche Deserticola en el tractament de l’AD pot estar estretament relacionat amb la via PI3K-Akt, la via del càncer, el focal d’adhesió i altres vies.

Fig 1 (a) La malaltia d’Alzheimer té objectius i els components de Cistanche tenen com a objectiu el gràfic de Venn; (B) xarxes d'interacció proteïna-proteïna; (C) Diagrama de bombolles d'anàlisi d'enriquiment GO; (D) Diagrama de bombolles d'anàlisi d'enriquiment de KEGG

2.3 Preparació del mapa de droga-incorporació-patway-diana-diana a la via

Combinant els resultats de l’enriquiment de KEGG amb els resultats de la construcció de la xarxa PPI, es pot dibuixar una xarxa-dia-dia-patway-patway-patway-pathway-pathway-pathway. Triangle blau: droga cistanche deserticola; Triangle taronja: AD de malaltia; Cercle verd clar: ingredient principal del fàrmac; Cercle groc: via principal relacionada amb la malaltia tractada per Cistanche Deserticola; Rectangle de color verd fosc: objectiu relacionat amb la malaltia de fàrmacs; Edge: correlació entre nodes

Fig 2 Distància total recorreguda per ratolins a cada grup de la prova de navegació del lloc abans d’anar a l’escenari (x  s, mm)

Tab 3 Latència d’escapament de ratolins a cada grup de la prova de navegació del lloc (x  s, s)

*Nota: en comparació amb el grup Samri,P <{{0}}. 0 5; En comparació amb el grup de models, † p <0,05; Grups L-GCS i H-GCS, ‡ ​​p <0,05.

Si necessiteu més modificacions, feu -m'ho saber!

Fig 3 Percentatge de temps dedicat al quadrant objectiu i nombre de vegades que la plataforma travessa cada grup de ratolins a les proves de prova de sonda

2.4.2 Y MAZE Experiment

Els resultats de l'experiment de Y Maze van demostrar que: en comparació amb el grup Samr1, el temps del grup model per explorar els braços nous i la taxa d'alternança es van reduir significativament (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 Efectes del GCS sobre el nombre i la morfologia de les neurones hipocampals del ratolí

Els resultats de la tinció de NISSL van demostrar que les cèl·lules piramidals neuronals del grup SAMR1 eren rodones o ovalades, amb forma completa i disposició neta. Els cossos NISSL intracel·lulars estaven profundament tacats i el nombre era més gran. En comparació amb el grup SAMR1, les cèl·lules piramidals neuronals del grup model eren la morfologia de les cèl·lules somàtiques, es va trencar la disposició i es va disminuir els cossos NISSL i es va reduir lleugerament i es va reduir significativament les cèl·lules piramidals (P (P (P (P es va reduir significativament (P (P (P es<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 MAZE Experiment

Els resultats de l'experiment de Y Maze van demostrar que: en comparació amb el grup Samr1, el temps del grup model per explorar els braços nous i la taxa d'alternança es van reduir significativament (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 Efectes del GCS sobre el nombre i la morfologia de les neurones hipocampals del ratolí

Els resultats de la tinció de NISSL van demostrar que les cèl·lules piramidals neuronals del grup SAMR1 eren rodones o ovalades, amb forma completa i disposició neta. Els cossos NISSL intracel·lulars estaven profundament tacats i el nombre era més gran. En comparació amb el grup SAMR1, les cèl·lules piramidals neuronals del grup model eren la morfologia de les cèl·lules somàtiques, es va trencar la disposició i es va disminuir els cossos NISSL i es va reduir lleugerament i es va reduir significativament les cèl·lules piramidals (P (P (P (P es va reduir significativament (P (P (P es<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 Efecte dels GCs sobre l'expressió de les proteïnes relacionades amb la via PI3K-AKT i la proteïna tau a l'hipocamp del ratolí

Els resultats de la tinció immunohistoquímica van demostrar que en comparació amb el grup SAMR1, el nombre de cèl·lules positives que expressen PI3K i P-AKT a l’àrea CA1 de l’hipocamp del grup model es va reduir significativament (P (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.

Fig 7 Western blot gràfic experimental de tires

Valor d'absorbància de la pestanya 4 (x  s)

*Nota: en comparació amb el grup Samri,P <{{0}}. 0 5; En comparació amb el grup de models, † p <0,05; Grups L-GCS i H-GCS, ‡ ​​p <0,05.

3 discussió

La malaltia d’Alzheimer és una malaltia neurodegenerativa comuna. Com a malaltia crònica amb aparició insidiosa i progressió contínua, es caracteritza per manifestacions clíniques anormals com la memòria, el llenguatge, la cognició, la personalitat i les funcions de comportament [15,16]. Actualment, la patogènesi de la malaltia d’Alzheimer és complexa, i hi ha moltes teories com la deposició d’amiloide Aβ, l’estrès oxidatiu de les neurones, la neuroinflamació, la fosforilació anormal de la proteïna tau i el desequilibri de la flora intestinal. Entre ells, l’apoptosi inflamatòria de les neurones causada per la fosforilació de la proteïna tau és un mecanisme important de deteriorament cognitiu induït per AD [17,18]. La proteïna Tau és una proteïna associada als microtúbuls (MAPS) associada a axons neuronals. La seva funció principal és promoure la formació de microtúbuls, mantenir la seva estabilitat i regular el transport axonal [19,20]. La fosforilació excessiva de la proteïna tau perdrà la seva capacitat per unir -se als microtúbuls, provocant despolimerització de microtúbuls, disfunció axonal i embulls neurofibril·lars, donant lloc a degeneració neuronal i apoptosi [21]. Els estudis han trobat que una varietat de vies de senyalització relacionades estan estretament relacionades amb la fosforilació de la proteïna tau, entre les quals la via intracel·lular fosfatidilinositol quinasa/proteïna quinasa B (PI3K/AKT) té un paper clau en la fosforilació de la proteïna tau [22].

En l'estudi de farmacologia de xarxa esmentat anteriorment, l'anàlisi de l'enriquiment de GO i KEGG va demostrar que la via I3K/Akt té un paper clau en la millora de la AD per Cistanche Deserticola i està estretament relacionada amb l'apoptosi cel·lular, la formació de plaques seniles i els embulls neuronals; Els objectius comuns de GCS i AD es van seleccionar a través de la base de dades de cadenes, entre la qual AKT1 era un objectiu clau important i una proteïna clau de la via PI3K/AKT. PI3K, com a molècula amunt d’Akt, és una fosfatidilinositol cinasa intracel·lular específica [23]. En els mamífers, la família PI3K té isozims de tipus I, II i III, dels quals els isozims tipus I són els principals objectius reguladors de la via PI3K-AKT. Quan l’isozim de tipus IA de PI3K s’uneix a proteïnes com el receptor de la tirosina quinases, PI3K pot ser fosforilat i activat, fosforilant l’objectiu de PIP2 fora de la membrana cel·lular per convertir -se en la destinació PIP3, que atrau i fosforila AKT1, un subtip de AKT [{14}}}]. Els membres de la família Akt tenen la capacitat de regular les funcions biològiques, incloses la supervivència cel·lular, la proliferació, el metabolisme i el creixement. D’una banda, AKT1 fosforilat pot fosforilar l’agonista de la mort cel·lular (BAD) associat a la β-cèl·lula CLL/limfoma (BCL -2) al residu de serina 136, inhibint així l’apoptosi cel·lular [27]. D'altra banda, pot regular les proteïnes aigües avall mTOR, GSK3β i Foxo, reduint així la producció de proteïna p-tau [28-30].
Com que l’augment de la proteïna P-tau es pot considerar com una característica patològica distintiva de l’AD, es creu que està estretament relacionada amb la disminució cognitiva i la pèrdua sinàptica. Per tant, l’activació de la via de senyalització PI3K/AKT pot tenir un paper important en la millora de la malaltia d’Alzheimer.

Cishanche Deserticola és la tija carnosa amb fulles seques escamoses de la planta Cistanche Deserticola. És de naturalesa càlida, dolça i salada i pertany al ronyó i als grans meridians intestins. És un medicament per tonificar el ronyó i reforçar el Yang, humitejar els intestins i alleujar el restrenyiment [31]. Té els efectes de l’anti-apoptosi, l’antixidació, la regulació de l’autofagia cel·lular i la neuroendocrina, millorant la força física i la millora de l’aprenentatge i la cognició. Té un valor important en la prevenció i el tractament de les malalties del sistema nerviós central [32]. Moltes literatures registren que la cistanche deserta de protecció pot protegir i excitar els aminoàcids en l’autofagia de les neurones ferides per isquèmia cerebral-reperfusió, millorar l’estrès oxidatiu neuronal en les rates de demència, protegir la resposta inflamatòria microglial induïda per la lipopolisacàrid i millorar la funció immune de les rates envellides [33-36}. Els experiments de comportament anteriors van demostrar que en comparació amb el grup model, els ratolins del grup GCS tenien millores significatives en l’aprenentatge i la cognició (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.