Onderzoek naar het mechanisme waarmee Cistanche Deserticola de ziekte van Alzheimer behandelt met behulp van netwerkfarmacologie en experimentele validatie
Dec 10, 2024
2 resultaten
2.1 Screening van de belangrijkste actieve ingrediënten en ingrediëntendoelen van Cistanche Deserticola
Cistanche Deserticola werd doorzocht via de TCMSP-database en het Zwitserse ADME-platform, en literatuuronderzoek resulteerde in 8 belangrijkste actieve ingrediënten, namelijk dergelijkeilacton, yangambin, quercetine, arachidonaat, marckine, acteoside, echinacoside en bèta-sitosterol, met een totaal van 307 ingebrachte doelen.
2.2 Screening van ziektedoelen en Venn-diagrambereiding, de constructie van het eiwit-eiwit interactienetwerk (PPI), en ga en kegg
Verrijkingsanalyse werd uitgevoerd via OMIM-, Genecards- en NCBI-databases, en een totaal van 2 013 AD-gerelateerde doelen werden verkregen na screening. Importeer de Cistanche Deserticola Component-doelen en AD-gerelateerde doelen in de online website van het Venny Diagram en verkrijg in totaal 207 doelen van de drugsziekten en teken een Venn-diagram, zoals weergegeven in figuur 1A. Importeer de 207 kruispuntdoelen in de stringdatabase om de interactie tussen geneesmiddelen te analyseren. Importeer vervolgens het gegevensbestand in de cytoscape -software en na de graad, nabijheid en tussenheid numerieke screening, 42 doelen en 593 randen worden verkregen. Volgens de graad sorteren, worden TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A geselecteerd als belangrijke doelgenen en het diagram voor eiwit-eiwit interactienetwerk wordt getekend (Figuur 1B).
Om het levensproces van de doelen die betrokken zijn bij de behandeling van AD door Cistanche Deserticola te verklaren, werd de Metascape -database gebruikt om GO -verrijkingsanalyse uit te voeren op de 42 hierboven verkregen doelen, inclusief drie delen: cellulaire component (CC), Molecular Function (MF) en biologisch proces (BP). De projecten werden gescreend met de standaard van p≤ 0. 0 5, en de top tien cellulaire componenten, moleculaire functies en biologische processen werden getrokken in bellendiagrammen met behulp van de online tekeningwebsite van microbiologie (figuur 1C); De David Online Tool werd gebruikt om KEGG -verrijkingsanalyse uit te voeren op 42 gemeenschappelijke belangrijke doelen van ziekten en medicijnen, en de projecten met p≤0,05 werden gescreend. De resultaten toonden aan dat in totaal 172 signaalroutes waren verrijkt. De top 20 paden werden geselecteerd volgens de P -waarde en het bellendiagram werd getekend met behulp van het online platform van microbiologie (figuur 1D). De verrijkingsresultaten toonden aan dat het mechanisme van cistanche woestijnticola bij de behandeling van AD nauw verwant kan zijn met de PI3K-Akt-route, kankerroute, adhesiefocal en andere routes.
Fig 1 (a) Doelstellingen van Alzheimer Doelen en Cistanche Component Doelen Venn Chart; (B) interactienetwerken van eiwit-eiwit; (C) Go Enrichment Analysis Bubble Diagram; (D) KEGG -verrijkingsanalyse Bubbeldiagram
2.3 Bereiding van drug-ingrediënt-ziekte-pathway-target kaart
Door de Resultaten van de KEGG-verrijking te combineren met de PPI-netwerkconstructieresultaten, kan een netwerk met geneesmiddel-ingrediënt-ziektes-pathway-target worden getrokken (figuur 2). Blue Triangle: Drug Cistanche Deserticola; Orange Triangle: Disease AD; Lichtgroene cirkel: hoofdingrediënt van het medicijn; Gele cirkel: hoofdpad gerelateerd aan de ziekte behandeld door Cistanche Deserticola; donkergroene rechthoek: gerelateerde doelstelling van geneesmiddelen; Rand: correlatie tussen knooppunten
Fig 2 Totale afstand afgelegd door muizen in elke groep van de plaatsnavigatietest voordat u naar het podium gaat (x s, mm)
| Groep | Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 11,963.53 | 7,759.00 | 5,660.00 | 3,922.00 | 1,984.67 |
| Model | 11,977.35 | 8,417.67 | 5,465.38 | 7,329.67 | 5,517.67 |
| L-GC's | 11,964.33 | 8,330.33 | 6,226.87 | 4,789.33 | 3,867.47 |
Tab 3 Escape latentie van muizen in elke groep van de plaatsnavigatietest (x s, s)
| Groep | Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43.43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6,64 | 30,01 ± 1,64 |
| Model | 53. 00 ± 3,81 | 47. 00 ± 4,81 | 41. 00 ± 2.71 | 36. 00 ± 4,81 | 31. 00 ± 1,81 |
| L-GC's | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81* |
| M-GCS | 52,67 ± 4,47 | 46. 00 ± 4. 00 | 35,75 ± 2,67 | 34. 00 ± 1,53 | 32. 00 ± 2.31* |
| H-GCS | 50,33 ± 2,11 | 45,67 ± 3,25 | 36,50 ± 2,31* | 35,75 ± 1,22* | 31,50 ± 1,81* |
| F | 2.84 |
*Opmerking: vergeleken met Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Vergeleken met modelgroep, † P <0,05; L-GCS en H-GCS-groepen, ‡ P <0,05.
Als je verdere wijzigingen nodig hebt, laat het me dan weten!
Fig. 3 Percentage van de tijd doorgebracht in het doelkwadrant en aantal keren dat het platform door elke groep muizen wordt doorkruist in de probe -proeftests
2.4.2 Y Maze Experiment
De resultaten van het Y Maze -experiment toonden aan dat: vergeleken met de SAMR1 -groep, de tijd van de modelgroep om nieuwe armen te verkennen en de afwisselingssnelheid aanzienlijk was verlaagd (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 Effecten van GC's op het aantal en de morfologie van hippocampale neuronen van muizen
Nissl -kleurresultaten toonden aan dat de neuronale piramidale cellen in de SAMR1 -groep rond of ovaal waren, met volledige vorm en nette opstelling. De intracellulaire Nissl -lichamen waren diep gekleurd en het aantal was groter. Vergeleken met de SAMR1 -groep, waren de neuronale piramidale cellen in de modelgroep de morfologie van de somatische cellen verbroken, de opstelling was verspreid en Nissl -lichamen waren licht gekleurd en het aantal complete piramidale cellen was aanzienlijk verminderd (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 Maze Experiment
De resultaten van het Y Maze -experiment toonden aan dat: vergeleken met de SAMR1 -groep, de tijd van de modelgroep om nieuwe armen te verkennen en de afwisselingssnelheid aanzienlijk was verlaagd (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 Effecten van GC's op het aantal en de morfologie van hippocampale neuronen van muizen
Nissl -kleurresultaten toonden aan dat de neuronale piramidale cellen in de SAMR1 -groep rond of ovaal waren, met volledige vorm en nette opstelling. De intracellulaire Nissl -lichamen waren diep gekleurd en het aantal was groter. Vergeleken met de SAMR1 -groep, waren de neuronale piramidale cellen in de modelgroep de morfologie van de somatische cellen verbroken, de opstelling was verspreid en Nissl -lichamen waren licht gekleurd en het aantal complete piramidale cellen was aanzienlijk verminderd (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 Effect van GC's op de expressie van PI3K-AKT-route gerelateerde eiwitten en tau-eiwit in hippocampus van muizen
Immunohistochemische kleurresultaten toonden aan dat vergeleken met de SAMR1-groep het aantal positieve cellen dat PI3K en P-AKT tot expressie brengt in het hippocampale CA1-gebied in de modelgroep aanzienlijk was verminderd (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 Experimental Strip Chart
Tab 4 Strip -absorptiewaarde (x s)
| Groep | Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43.43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6,64 | 30,01 ± 1,64 |
| Model | 53. 00 ± 3,81 | 47. 00 ± 4,81 | 41. 00 ± 2.71 | 36. 00 ± 4,81 | 31. 00 ± 1,81 |
| L-GC's | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81* |
| M-GCS | 52,67 ± 4,47 | 46. 00 ± 4. 00 | 35,75 ± 2,67 | 34. 00 ± 1,53 | 32. 00 ± 2.31* |
| H-GCS | 50,33 ± 2,11 | 45,67 ± 3,25 | 36,50 ± 2,31* | 35,75 ± 1,22* | 31,50 ± 1,81* |
| F | 2.84 |
*Opmerking: vergeleken met Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Vergeleken met modelgroep, † P <0,05; L-GCS en H-GCS-groepen, ‡ P <0,05.
3 Discussie
De ziekte van Alzheimer is een veel voorkomende neurodegeneratieve ziekte. Als een chronische ziekte met verraderlijk begin en continue progressie, wordt het gekenmerkt door abnormale klinische manifestaties zoals geheugen, taal, cognitie, persoonlijkheid en gedragsfuncties [15,16]. Op dit moment is de pathogenese van de ziekte van Alzheimer complex en er zijn veel theorieën zoals Ap -amyloïde depositie, oxidatieve stress van neuronen, neuro -ontsteking, abnormale fosforylering van tau -eiwit en darmflora -onbalans. Onder hen is de inflammatoire apoptose van neuronen veroorzaakt door tau-eiwitfosforylering een belangrijk mechanisme van door AD geïnduceerde cognitieve stoornissen [17,18]. Tau-eiwit is een microtubule-geassocieerd eiwit (kaarten) geassocieerd met neuronale axonen. De belangrijkste functie is het bevorderen van de vorming van microtubuli, hun stabiliteit behouden en axonaal transport reguleren [19,20]. Overmatige fosforylering van TAU -eiwit zal zijn vermogen om te binden aan microtubuli verliezen, waardoor depolymerisatie van microtubule, axonale disfunctie en neurofibrillaire klitten veroorzaakt, wat leidt tot neuronale degeneratie en apoptose [21]. Studies hebben aangetoond dat een verscheidenheid aan gerelateerde signaalroutes nauw verband houdt met de fosforylering van Tau -eiwit, waaronder de intracellulaire fosfatidylinositol -kinase/eiwitkinase B (PI3K/Akt) route speelt een sleutelrol in de fosforylering van TAU -eiwit en de abnormale expressie kan een significante invloed hebben op de groei, ontwikkeling en apoptose van zenuwcellen [22].
In de bovengenoemde Network Pharmacology Study toonden GO en KEGG-verrijkingsanalyse aan dat de I3K/Akt-route een sleutelrol speelt bij de verbetering van AD door Cistanche Deserticola, en nauw verwant is aan celapoptose, seniele plaque-vorming en neuronale tanden; De gemeenschappelijke doelen van GCS en AD werden gescreend via de stringdatabase, waaronder AKT1 een belangrijk sleuteldoel en een belangrijk eiwit in de PI3K/AKT -route. PI3K, als het stroomopwaartse molecuul van AKT, is een specifiek intracellulair fosfatidylinositol -kinase [23]. Bij zoogdieren heeft de PI3K-familie type I-, II- en III-isozymen, waarvan Type I-isozymen de belangrijkste regulerende doelen in de PI3K-AKT-route zijn. Wanneer het IA -type isozym van PI3K bindt aan eiwitten zoals tyrosinereceptorkinasen, kan PI3K worden gefosforyleerd en geactiveerd, fosforyleren het PIP2 -doel buiten het celmembraan om het PIP3 -doel te worden, dat Akt1, een subtype van Akt [{{14}]. Leden van de AKT -familie hebben het vermogen om biologische functies te reguleren, waaronder celoverleving, proliferatie, metabolisme en groei. Enerzijds kan gefosforyleerde Akt1 de celdoodagonist (slecht) geassocieerd met β-cel cll/lymfoom (bcl -2) bij serinestesten 136 fosforyleren, waardoor celapoptose wordt geremd [27]. Aan de andere kant kan het stroomafwaartse eiwitten mTOR, GSK3β en FOXO reguleren, waardoor de productie van p-tau-eiwit [28-30] wordt verminderd.
Aangezien de toename van P-Tau-eiwit kan worden beschouwd als een kenmerkend pathologisch kenmerk van AD, wordt aangenomen dat het nauw verwant is aan cognitieve achteruitgang en synaptisch verlies. Daarom kan de activering van PI3K/AKT -signaalroute een belangrijke rol spelen bij het verbeteren van de ziekte van Alzheimer.
Cistanche Deserticola is de vlezige stengel met gedroogde geschubde bladeren van de planten Cistanche Deserticola. Het is warm van aard, zoet en zout van smaak en behoort tot de nier- en dikke darm -meridianen. Het is een medicijn om de nier te tonen en Yang te versterken, de darmen te bevochtigen en constipatie te verlichten [31]. Het heeft de effecten van anti-apoptose, anti-oxidatie, het reguleren van celautofagie en neuro-endocriene, het verbeteren van de fysieke sterkte en het verbeteren van leren en cognitie. Het heeft een belangrijke waarde bij de preventie en behandeling van ziekten van het centrale zenuwstelsel [32]. Veel literatuur registreren dat Cistanche Deserticola aminozuren kan beschermen en opwinden in de autofagie van neuronen die gewond zijn geraakt door cerebrale ischemie-reperfusie, de neuronale oxidatieve stress bij dementie-ratten verbeteren, microgliale inflammatoire respons geïnduceerd door lipopolysaccharide en de immuunfunctie van het verouderen van ratten [{{{{{{{{{{{{{{33-36 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{} {{{{{{{{{{{{{{{{} niet verbeteren, en de immuunfunctie te verbeteren [{5}]. De bovengenoemde gedragsexperimenten toonden aan dat de muizen in de GCS -groep in vergelijking met de modelgroep aanzienlijke verbeteringen hadden in leren en cognitie (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.
