Исследование механизма, с помощью которого Cistanche Deserticola лечит болезнь Альцгеймера с использованием сетевой фармакологии и экспериментальной проверки

2 результаты

2.1 Скрининг основных активных ингредиентов и целей ингредиентов Cistanche Deserticola

Cistanche Deserticola был проведен через базу данных TCMSP и швейцарскую платформу Adme, а поиск литературы привел к 8 основным активным ингредиентам, а именно сусулактону, янгамбину, кверцетину, арахидонату, маркину, актеозиду, эхинакозиду и бета-ситостеролу, с общим целевым.

2.2 Скрининг мишеней на заболеваниях и приготовления диаграмм Венна, конструкция сети белковой сети (PPI), а также Go и Kegg

Анализ обогащения проводился с помощью баз данных OMIM, GeneCards и NCBI, и после скрининга были получены общее количество целей, связанных с AD AD. Импортируйте объекты компонентов Cistanche Deserticola и цели, связанные с AD, на онлайн-веб-сайт Diagram Diagram, и получите в общей сложности 207 целей пересечения лекарств-дизаза и нарисовать диаграмму Венна, как показано на рисунке 1а. Импортируйте 207 целей пересечения в базу данных строк для анализа взаимодействия лекарственного средства. Затем импортируйте файл данных в программное обеспечение Cytoscape, и после степени получен близость и численное скрининг между ними, получены 42 цели и 593 ребра. В соответствии с сортировкой размеров степени, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A выбираются в качестве ключевых генов-мишеней, а диаграмма сети белкового взаимодействия (рис. 1B).

Чтобы объяснить жизненный процесс целей, участвующих в лечении AD Cistanche Deserticola, база данных Metascape использовалась для выполнения анализа обогащения GO на 42 мишенях, полученных выше, включая три части: клеточный компонент (CC), молекулярная функция (MF) и биологический процесс (BP). Проекты были проверены стандартом p≤ 0. 0 5, а десять сотовых сотовых компонентов, молекулярные функции и биологические процессы были втянуты в пузырьковые диаграммы с использованием веб -сайта чертежа микробиологии (рис. 1C); Онлайн -инструмент David использовался для проведения анализа обогащения KEGG на 42 общих целевых целях заболеваний и лекарств, и были проверены проекты с P≤0,05. Результаты показали, что в общей сложности было обогащено 172 сигнальных путей. 20 лучших путей были выбраны в соответствии со значением P, а пузырьковая диаграмма была нарисована с использованием онлайн -платформы микробиологии (рис. 1D). Результаты обогащения показали, что механизм Cistanche Deserticola при лечении AD может быть тесно связан с путем PI3K-AKT, пути рака, очага адгезии и другими путями.

Рис. 1 (а) Целевые цели болезни Альцгеймера и компоненты Cistanch -компонента нацелены на Венн; (Б) сети взаимодействия белков; (C) схема пузырьковой диаграммы для анализа обогащения; (D) Диаграмма пузырьковой диаграммы обогащения KEGG

2.3 Приготовление карты нацеленного на наркотики-диседер

Объединив результаты обогащения KEGG с результатами конструкции сети PPI, может быть нарисована сеть лекарственного средства-дисков-дизэза-промежутка (рис. 2). Синий треугольник: наркотик Cistanche Deserticola; Оранжевый треугольник: болезнь реклама; светло -зеленый круг: основной ингредиент препарата; Желтый круг: основной путь, связанный с заболеванием, получавшей Cistanche Deserticola; Темно-зеленый прямоугольник: связанная с наркотиками цель; Край: Корреляция между узлами

Рис. 2 Общее расстояние, пройденное мышами в каждой группе навигационного тестирования места, прежде чем перейти на стадию (x  S, MM)

Вкладка 3 задержка выхода мышей в каждой группе навигационного теста места (x  s, s)

*Примечание: по сравнению с группой Samri,P <{{0}}. 0 5; По сравнению с модельной группой, † P <0,05; Группы L-GCS и H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

Если вам нужны дальнейшие изменения, просто дайте мне знать!

Рис. 3 Процент времени, проведенного в целевом квадранте, и количество раз, когда платформа пересекала каждую группу мышей в испытании зонда

2.4.2 Эксперимент с лабиринтом Y

Результаты эксперимента Y -лабиринта показали, что: по сравнению с группой SAMR1, время модельной группы для изучения новых рук и скорости чередования было значительно уменьшено (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 Влияние GCS на количество и морфологию нейронов гиппокампа мыши

Результаты окрашивания NISSL показали, что нейрональные пирамидальные клетки в группе SAMR1 были круглыми или овальными, с полной формой и аккуратным расположением. Внутриклеточные тела NISSL были глубоко окрашены, а число было больше. По сравнению с группой SAMR1, нейрональными пирамидальными клетками в модельной группе была морфология соматических клеток, была нарушена, расположение рассеяли, а тела NISSL слегка окрашены, а количество полных пирамидальных клеток было значительно уменьшено (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 Эксперимент с лабиринтом Y

Результаты эксперимента Y -лабиринта показали, что: по сравнению с группой SAMR1, время модельной группы для изучения новых рук и скорости чередования было значительно уменьшено (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 Влияние GCS на количество и морфологию нейронов гиппокампа мыши

Результаты окрашивания NISSL показали, что нейрональные пирамидальные клетки в группе SAMR1 были круглыми или овальными, с полной формой и аккуратным расположением. Внутриклеточные тела NISSL были глубоко окрашены, а число было больше. По сравнению с группой SAMR1, нейрональными пирамидальными клетками в модельной группе была морфология соматических клеток, была нарушена, расположение рассеяли, а тела NISSL слегка окрашены, а количество полных пирамидальных клеток было значительно уменьшено (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 Влияние GCS на экспрессию белков, связанных с PI3K-AKT, и белка тау в гиппокампе мыши

Иммуногистохимические результаты окрашивания показали, что по сравнению с группой SAMR1 количество положительных клеток, экспрессирующих PI3K и P-AKT в области CA1 гиппокампа в модельной группе, было значительно снижено (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.

Рис. 7 Вестерн -блот экспериментальная полосовая диаграмма

Вкладка 4 Значение поглощения полосы (x  s)

*Примечание: по сравнению с группой Samri,P <{{0}}. 0 5; По сравнению с модельной группой, † P <0,05; Группы L-GCS и H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

3 Обсуждение

Болезнь Альцгеймера является распространенным нейродегенеративным заболеванием. Как хроническое заболевание с коварным началом и непрерывным прогрессированием, оно характеризуется ненормальными клиническими проявлениями, такими как память, язык, познание, личность и поведенческие функции [15,16]. В настоящее время патогенез болезни Альцгеймера является сложным, и существует много теорий, таких как осаждение амилоида Aβ, окислительный стресс нейронов, нейровоспаление, аномальное фосфорилирование белка TAU и дисбаланс флоры кишечника. Среди них воспалительный апоптоз нейронов, вызванный фосфорилированием белка тау, является важным механизмом вызванного AD когнитивных нарушений [17,18]. Тау белок представляет собой микротрубочки, ассоциированный белком (карты), связанный с нейрональными аксонами. Его основная функция состоит в том, чтобы способствовать образованию микротрубочек, поддержания их стабильности и регулировать транспорт аксонов [19,20]. Чрезмерное фосфорилирование белка тау потеряет свою способность связываться с микротрубочками, вызывая деполимеризацию микротрубочек, дисфункцию аксонов и нейрофибриллярные клубки, что приводит к дегенерации нейронов и апоптозу [21]. Исследования показали, что различные связанные сигнальные пути тесно связаны с фосфорилированием белка тау, среди которых путь внутриклеточного фосфатидилинозитолкиназы/протеинкиназы B (PI3K/AKT) играет ключевую роль в фосфорилировании белка TAU, а его абнормальный экспрессия может иметь значительное воздействие на развитие, и развитие, и развитие, и развитие, и развитие, и развитие, и развитие, и развитие.

В вышеупомянутом сетевой фармакологической исследовании анализ обогащения GO и KEGG показал, что путь I3K/AKT играет ключевую роль в улучшении AD с помощью Cistanche Deserticola и тесно связан с апоптозом клеток, формированием сенах и нейрональных клубков; Общие мишени GCS и AD были проверены через базу данных строк, среди которых AKT1 был важной ключевой мишенью и ключевым белком в пути PI3K/AKT. PI3K, как восходящая молекула AKT, представляет собой специфическую внутриклеточную фосфатидилинозитолкиназу [23]. У млекопитающих семейство PI3K имеет изозимы типа I, II и III, из которых изозимы I типа являются основными регуляторными мишенями в пути PI3K-AKT. Когда изозим типа IA PI3K связывается с белками, такими как тирозиновые рецепторные киназы, PI3K может быть фосфорилирован и активирован, фосфорилируя мишень PIP2 за пределами клеточной мембраны, чтобы стать мишенью PIP3, которая притягивает и фосфорилирует AKT1, подтип AKT [{14}}. Члены семейства AKT обладают способностью регулировать биологические функции, включая выживание клеток, пролиферацию, метаболизм и рост. С одной стороны, фосфорилированный AKT1 может фосфорилировать агонист гибели клеток (плохой), связанный с β-клеточным CLL/лимфомой (BCL -2) в остатках 136 серина, тем самым ингибируя апоптоз клеток [27]. С другой стороны, он может регулировать нижестоящие белки mTOR, GSK3β и Foxo, тем самым снижая выработку белка P-TAU [28-30].
Поскольку увеличение белка P-Tau можно рассматривать как отличительную патологическую особенность AD, считается, что он тесно связан с снижением когнитивных средств и синаптической потерей. Следовательно, активация сигнального пути PI3K/AKT может играть важную роль в улучшении болезни Альцгеймера.

Cistanche Deserticola - мясистый стебель с высушенными чешуйчатными листьями растения Cistanche Deserticola. Он теплый по своей природе, сладкий и соленый по вкусу и принадлежит почкам и меридианам с большой кишкой. Это лекарство для тонизации почки и укрепления ян, увлажняющего кишечника и облегчения запоров [31]. Он обладает эффектами антиапоптоза, антиоксидирования, регуляции аутофагии клеток и нейроэндокрины, усиления физической силы и улучшения обучения и познания. Он имеет важную ценность в профилактике и лечении заболеваний центральной нервной системы [32]. Многие литературы регистрируют, что Cistanche Deserticola может защищать и возбуждать аминокислоты в аутофагии нейронов, поврежденных в результате церебральной ишемии-реперфузии, улучшать окислительный стресс нейронов у деменции, защищают микроглиальные воспалительные реакции, индуцированные липополисахаридом, и усиливают иммунную функцию Aging крыс [{{5}. Приведенные выше поведенческие эксперименты показали, что по сравнению с модельной группой мыши в группе GCS имели значительные улучшения в обучении и познании (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.