基于网络药理学结合体内实验揭示黄芪—鬼箭羽方治疗糖尿病肾病的核心靶点及分子机制

摘要

目的 应用网络药理学结合体内实验揭示黄芪—鬼箭羽方治疗糖尿病肾病(DN)的相关核心靶点及分子机制,以期为DN的中医治疗提供新途径。方法 利用PubMed、Google Scholar及中国知网数据库搜索和确定黄芪—鬼箭羽方的生物学和分子特征。基于摩尔灵感描述器分析,通过特定的算法和纳入标准,对从黄芪—鬼箭羽方中提取的大分子和小分子进行筛选和鉴定。采用Swiss数据库中的“Homo sapiens”发现黄芪—鬼箭羽方的有效成分。将黄芪—鬼箭羽方中对治疗NE的有效成分的所有定位靶标输入String数据库,进行蛋白—蛋白相互作用(PPIs)的富集分析。使用Bioconductor软件包“GOplot”和“ClusterProfiler”对黄芪—鬼箭羽方治疗DN的总关键靶点的不同生物过程和分子途径进行富集和注释,采用Cytoscape软件绘制表征和关联黄芪—鬼箭羽方治疗DN的有效成分中的关键靶点、生物过程和分子途径,运用全面的图表展示并可视化所有基于网络药理学的发现。选取雄性7周龄C57BL/6小鼠32只,将实验小鼠饲养1周,取8只正常小鼠设为空白对照组,每天仅采用水提取液进行灌胃。取24只小鼠制作DN模型,将其中8只纳入DN组,每天仅采用水提取液进行灌胃;16只每天予黄芪—鬼箭羽方进行灌胃,其中8只给药剂量为10 ml/kg,为小剂量组,8只给药剂量为20 ml/kg,为大剂量组,各组均灌胃4周。比较4组小鼠肾脏指数、血糖、体质量、尿蛋白及血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)水平及Caspase-3(GASP3)、RAC-α丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)阳性细胞。结果 通过现有数据库发现2 962个DN敏感靶点,还确定了247个黄芪和172个鬼箭羽有疗效的靶点,进一步分析确定了黄芪—鬼箭羽方和DN的113个相互关联靶点。对黄芪—鬼箭羽方与DN进行拓扑分析后,目标点的中位数自由度为36.839,最大自由度为88。随后,确定核心靶点的标准范围为74~88。黄芪—鬼箭羽方对抗DN的详细核心靶点包括AKT1、IL-6、细胞肿瘤抗原p53、血管内皮生长因子A、肿瘤坏死因子、转录因子AP-1、CASP3。与空白对照组相比,DN组、小剂量组、大剂量组肾脏指数、血糖、尿蛋白及血清TNF-α、IL-6水平升高,体质量降低(P<001);与DN组相比,小剂量组、大剂量组肾脏指数、血糖、尿蛋白及血清TNF-α、IL-6水平降低,体质量增加(P<0.01);与小剂量组相比,大剂量组肾脏指数、血糖、尿蛋白及血清TNF-α、IL-6水平降低,体质量增加(P<0.01)。与空白对照组相比,DN组、小剂量组、大剂量组GASP3和AKT1阳性细胞数增多(P<0.01);与DN组相比,小剂量组、大剂量组GASP3和AKT1阳性细胞数减少(P<0.01);与小剂量组相比,大剂量组GASP3和AKT1阳性细胞数减少(P<0.01)。结论 通过网络药理学揭示了黄芪—鬼箭羽方抗DN的药理机制和靶点,临床前实验表明黄芪—鬼箭羽方可有效治疗DN,尤其是大剂量用药效果更佳。