Investigar o mecanismo pelo qual Cistanche Deserticola trata a doença de Alzheimer usando a farmacologia de rede e a validação experimental

2 resultados

2.1 Triagem dos principais ingredientes ativos e alvos de ingredientes de Cistanche Deserticola

Cistanche Deserticola foi pesquisada através do banco de dados TCMSP e da plataforma suíça ADME, e a pesquisa de literatura resultou em 8 principais ingredientes ativos, a saber, thesilactona, yangambin, quercetina, arachidonato, marckine, actesoide, ingresso e beta-sitonato.

2.2 Triagem de alvos de doenças e preparação do diagrama de Venn, construção da rede de interação proteína-proteína (PPI) e Go e Kegg

A análise de enriquecimento foi realizada através de bancos de dados OMIM, GeneCards e NCBI, e um total de 2 013 alvos relacionados a anúncios foram obtidos após a triagem. Importar os alvos de componentes deserticola de Cistanche e alvos relacionados a anúncios no site on-line do diagrama de Venny e obter um total de 207 metas de interseção de doenças causadas por drogas e desenhe um diagrama de Venn, como mostra a Figura 1A. Importe as metas de interseção de 207 para o banco de dados da string para analisar a interação do tratamento com drogas. Em seguida, importe o arquivo de dados para o software Cytoscape e, após o grau, a proximidade e a triagem numérica entre a entrega, 42 metas e 593 arestas são obtidas. De acordo com a classificação do tamanho do grau, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A são selecionados como genes-alvo principais, e o diagrama de rede de interação proteína-proteína é desenhado (Figura 1B).

Para explicar o processo de vida dos alvos envolvidos no tratamento da DA pelo deserticola de Cistanche, o banco de dados do Metascape foi usado para executar a análise de enriquecimento do GO nos 42 alvos obtidos acima, incluindo três partes: componente celular (CC), função molecular (MF) e processo biológico (BP). Os projetos foram rastreados com o padrão de p≤ 0. 0 5, e os dez principais componentes celulares, funções moleculares e processos biológicos foram atraídos para diagramas de bolhas usando o site de desenho online de microbiologia (Figura 1C); A ferramenta Online David foi usada para realizar análises de enriquecimento de KEGG em 42 alvos principais de doenças e medicamentos comuns, e os projetos com p≤0,05 foram rastreados. Os resultados mostraram que um total de 172 vias de sinal foram enriquecidas. As 20 principais vias foram selecionadas de acordo com o valor P, e o diagrama de bolhas foi desenhado usando a plataforma online de microbiologia (Figura 1D). Os resultados do enriquecimento mostraram que o mecanismo de deserticola de Cistanche no tratamento da DA pode estar intimamente relacionado à via PI3K-AKT, via do câncer, focal de adesão e outras vias.

Fig 1 (a) A doença de Alzheimer tem como alvo e componentes de cistanche alvos de Venn Chart; (B) redes de interação proteína-proteína; (C) Go diagrama de bolhas de análise de enriquecimento Go; (D) Diagrama de bolhas de análise de enriquecimento de KEGG

2.3 Preparação do mapa de alvo de doenças-ingredientes de drogas

Ao combinar os resultados do enriquecimento de KEGG com os resultados da construção da rede PPI, pode ser desenhada uma rede de alvo de pedestres com drogas-ingredientes-dentease-doase (Figura 2). Triângulo Azul: Drug Cistanche Deserticola; Triângulo laranja: AD de doença; Círculo verde claro: ingrediente principal da droga; Círculo amarelo: via principal relacionada à doença tratada por Cistanche Deserticola; Retângulo verde escuro: alvo relacionado a doenças de drogas; borda: correlação entre nós

Fig 2 Distância total percorrida por camundongos em cada grupo do teste de navegação de local antes de ir ao palco (x  s, mm)

Guia 3 Escape Latência de ratos em cada grupo do teste de navegação (x  s, s)

*Nota: comparado com o grupo samri,P <{{0}}. 0 5; Comparado com o grupo modelo, † p <0,05; Grupos L-GCs e H-GCs, ‡ p <0,05.

Se você precisar de mais modificações, me avise!

Fig 3 Porcentagem de tempo gasto no quadrante alvo e número de vezes a plataforma atravessada por cada grupo de camundongos no teste de teste de sonda

2.4.2 Y Maze Experim

Os resultados do experimento Y Maze mostraram que: em comparação com o grupo SAMR1, o tempo do grupo modelo para explorar novos braços e a taxa de alternância foram significativamente reduzidos (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 Efeitos dos GCs no número e morfologia dos neurônios do hipocampo de camundongos

Os resultados da coloração com NISSL mostraram que as células piramidais neuronais no grupo SAMR1 eram redondas ou ovais, com forma completa e arranjo elegante. Os corpos Nissl intracelulares estavam profundamente manchados e o número era maior. Comparado com o grupo SAMR1, as células piramidais neuronais no grupo modelo foram a morfologia das células somáticas, o arranjo foi disperso e os corpos Nissl foram levemente coloridos e o número de células piramidais completas foi significativamente reduzido (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 Experim

Os resultados do experimento Y Maze mostraram que: em comparação com o grupo SAMR1, o tempo do grupo modelo para explorar novos braços e a taxa de alternância foram significativamente reduzidos (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 Efeitos dos GCs no número e morfologia dos neurônios do hipocampo de camundongos

Os resultados da coloração com NISSL mostraram que as células piramidais neuronais no grupo SAMR1 eram redondas ou ovais, com forma completa e arranjo elegante. Os corpos Nissl intracelulares estavam profundamente manchados e o número era maior. Comparado com o grupo SAMR1, as células piramidais neuronais no grupo modelo foram a morfologia das células somáticas, o arranjo foi disperso e os corpos Nissl foram levemente coloridos e o número de células piramidais completas foi significativamente reduzido (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 Efeito dos GCs na expressão de proteínas relacionadas à via PI3K-AKT e proteínas tau no hipocampo de camundongo

Os resultados da coloração imuno-histoquímica mostraram que, em comparação com o grupo SAMR1, o número de células positivas que expressam PI3K e P-AKT na área do Hippocampal CA1 no grupo modelo foi significativamente reduzido (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 tira experimental gráfico

TAB 4 Valor de absorvância da tira (x  s)

*Nota: comparado com o grupo samri,P <{{0}}. 0 5; Comparado com o grupo modelo, † p <0,05; Grupos L-GCs e H-GCs, ‡ p <0,05.

3 discussão

A doença de Alzheimer é uma doença neurodegenerativa comum. Como uma doença crônica com início insidioso e progressão contínua, é caracterizada por manifestações clínicas anormais, como memória, linguagem, cognição, personalidade e funções comportamentais [15,16]. Atualmente, a patogênese da doença de Alzheimer é complexa, e existem muitas teorias como deposição de amilóide Aβ, estresse oxidativo de neurônios, neuroinflamação, fosforilação anormal da proteína tau e desequilíbrio intestinal da flora intestinal. Entre eles, a apoptose inflamatória dos neurônios causada pela fosforilação da proteína tau é um mecanismo importante de comprometimento cognitivo induzido por DA [17,18]. A proteína Tau é uma proteína associada a microtúbulos (MAPS) associada a axônios neuronais. Sua principal função é promover a formação de microtúbulos, manter sua estabilidade e regular o transporte axonal [19,20]. A fosforilação excessiva da proteína tau perderá sua capacidade de se ligar aos microtúbulos, causando despolimerização por microtúbulos, disfunção axonal e emaranhados neurofibrilares, levando à degeneração neuronal e apoptose [21]. Estudos descobriram que uma variedade de vias de sinalização relacionada está intimamente relacionada à fosforilação da proteína tau, entre as quais a fosfatidilinositol quinase intracelular/proteína quinase B (PI3K/Akt) desempenha um papel -chave na fosforlação da proteína TAU, e sua expressão anormal pode ter um impacto significativo.

No estudo de farmacologia de rede acima mencionado, a análise de enriquecimento GO e KEGG mostrou que a via i3K/Akt desempenha um papel fundamental na melhoria da DA pela deserticola de Cistanche e está intimamente relacionada à apoptose celular, formação de placas senil e emaranhados neuronais; Os alvos comuns do GCS e AD foram rastreados através do banco de dados de string, entre os quais o Akt1 foi um alvo importante importante e uma proteína -chave na via PI3K/Akt. O PI3K, como a molécula a montante de Akt, é uma fosfatidilinositol quinase intracelular específica [23]. Nos mamíferos, a família PI3K possui isozimas do tipo I, II e III, das quais as isozimas do tipo I são os principais alvos regulatórios na via PI3K-AKT. Quando a isozima do tipo IA de PI3K se liga a proteínas como o receptor de tirosina quinases, o PI3K pode ser fosforilado e ativado, fosforilando o alvo PIP2 fora da membrana celular para se tornar o alvo PIP3, que atrai e fosforme akt1, um subtipo de Akt [{{{{(fosforma akt1), um subtátil. Os membros da família AKT têm a capacidade de regular as funções biológicas, incluindo sobrevivência celular, proliferação, metabolismo e crescimento. Por um lado, o Akt1 fosforilado pode fosforilar o agonista da morte celular (ruim) associado ao LL/linfoma das células β (Bcl -2) no resíduo de serina 136, inibindo assim a apoptose celular [27]. Por outro lado, pode regular as proteínas a jusante mTOR, GSK3β e FOXO, reduzindo assim a produção de proteína p-tau [28-30].
Como o aumento da proteína P-tau pode ser considerado uma característica patológica marcante da DA, acredita-se que esteja intimamente relacionada ao declínio cognitivo e à perda sináptica. Portanto, a ativação da via de sinalização PI3K/AKT pode desempenhar um papel importante na melhoria da doença de Alzheimer.

Cistanche Deserticola é o caule carnudo com folhas escamosas secas da planta deserticola de Cistanche. É de natureza quente, doce e salgada, e pertence ao rim e aos meridianos intestinais grosso. É um remédio para tonificar o rim e fortalecer Yang, umedecendo o intestino e aliviar a constipação [31]. Ele tem os efeitos da anti-apoptose, anti-oxidação, regulação da autofagia celular e neuroendócrinos, melhorando a força física e melhorando a aprendizagem e a cognição. Tem um valor importante na prevenção e tratamento de doenças do sistema nervoso central [32]. Muitas literaturas registram que a deserticola de cistanche pode proteger e excitar aminoácidos na autofagia de neurônios feridos por isquemia-reperfusão cerebral, melhoram o estresse oxidativo neuronal em ratos de demência], protegem ratos inflamatórios microgliais [ # 5 »). Os experimentos comportamentais acima mostraram que, em comparação com o grupo modelo, os ratos no grupo GCS tiveram melhorias significativas na aprendizagem e na cognição (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.