Menyelidiki mekanisme di mana Cistanche Deserticola mengobati penyakit Alzheimer menggunakan farmakologi jaringan dan validasi eksperimental
Dec 10, 2024
2 Hasil
2.1 Pemutaran Bahan Aktif Utama dan Target Bahan Cistanche Deserticola
Cistanche Deserticola dicari melalui database TCMSP dan platform ADME Swiss, dan pencarian literatur menghasilkan 8 bahan aktif utama, yaitu Suchilactone, Yangambin, Quercetin, Arachidonate, Marckine, Acteoside, Echinacoside, dan Beta-Sitosterol, dengan total 30.
2.2 Penyaringan Target Penyakit dan Persiapan Diagram Venn, Konstruksi Jaringan Interaksi Protein-Protein (PPI), dan GO dan KEGG
Analisis pengayaan dilakukan melalui database OMIM, GenEcards, dan NCBI, dan total target terkait 2 013 diperoleh setelah penyaringan. Impor target komponen Cistanche Deserticola dan target terkait AD ke situs web Diagram Venny, dan dapatkan total 207 target persimpangan obat-penyakit obat, dan gambarkan diagram Venn, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1A. Impor target persimpangan 207 ke dalam database string untuk menganalisis interaksi obat-penyakit. Kemudian impor file data ke perangkat lunak Cytoscape, dan setelah derajat, kedekatan dan penyaringan numerik antara 42 target dan 593 tepi diperoleh. Menurut penyortiran ukuran derajat, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A dipilih sebagai gen target utama, dan diagram jaringan interaksi protein-protein ditarik (Gambar 1B).
Untuk menjelaskan proses kehidupan target yang terlibat dalam pengobatan AD oleh Cistanche deserticola, database metascape digunakan untuk melakukan analisis pengayaan GO pada 42 target yang diperoleh di atas, termasuk tiga bagian: komponen seluler (CC), fungsi molekuler (MF), dan proses biologi (BP). Proyek -proyek disaring dengan standar p≤ 0. 0 5, dan sepuluh komponen seluler teratas, fungsi molekuler, dan proses biologis ditarik ke dalam diagram gelembung menggunakan situs web gambar mikrobiologi (Gambar 1C); Alat David Online digunakan untuk melakukan analisis pengayaan KEGG pada 42 target utama penyakit dan obat -obatan, dan proyek -proyek dengan p≤0.05 disaring. Hasil penelitian menunjukkan bahwa total 172 jalur sinyal diperkaya. 20 jalur teratas dipilih sesuai dengan nilai P, dan diagram gelembung diambil menggunakan platform online mikrobiologi (Gambar 1D). Hasil pengayaan menunjukkan bahwa mekanisme cistanche deserticola dalam mengobati AD mungkin terkait erat dengan jalur PI3K-Akt, jalur kanker, fokus adhesi dan jalur lainnya.
Gambar 1 (A) Target Penyakit Alzheimer dan Target Komponen Cistanche Venn Chart; (B) jaringan interaksi protein-protein; (C) GO Analisis Pengayaan Diagram gelembung; (D) Diagram gelembung analisis pengayaan KEGG
2.3 Persiapan Peta Target Paling-Pencerahan Obat
Dengan menggabungkan hasil pengayaan KEGG dengan hasil konstruksi jaringan PPI, jaringan-ingredient-penyakit-pathway-target jaringan dapat ditarik (Gambar 2). Segitiga Biru: Obat Cistanche Deserticola; Segitiga Oranye: AD Penyakit; Lingkaran hijau muda: Bahan utama obat; Lingkaran Kuning: Jalur Utama Yang Terkait dengan Penyakit Diobati oleh Cistanche Deserticola; Persegi Panjang Hijau Gelap: Target terkait penyakit obat; Tepi: Korelasi antara node
Gambar 2 Jarak total yang ditempuh oleh tikus di setiap kelompok uji navigasi tempat sebelum pergi ke panggung (x s, mm)
| Kelompok | Hari 1 | Hari 2 | Hari 3 | Hari 4 | Hari 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 11,963.53 | 7,759.00 | 5,660.00 | 3,922.00 | 1,984.67 |
| Pola | 11,977.35 | 8,417.67 | 5,465.38 | 7,329.67 | 5,517.67 |
| L-GCS | 11,964.33 | 8,330.33 | 6,226.87 | 4,789.33 | 3,867.47 |
Tab 3 Escape Latency tikus di setiap kelompok Tes Navigasi Tempat (X S, S)
| Kelompok | Hari 1 | Hari 2 | Hari 3 | Hari 4 | Hari 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43.43 | 39.67 ± 21.55 | 35. 00 ± 6.64 | 30.01 ± 1.64 |
| Pola | 53. 00 ± 3.81 | 47. 00 ± 4.81 | 41. 00 ± 2.71 | 36. 00 ± 4.81 | 31. 00 ± 1.81 |
| L-GCS | 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 |
*Catatan: Dibandingkan dengan Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Dibandingkan dengan kelompok model, † P <0,05; Kelompok L-GCS dan H-GCS, ‡ P <0,05.
Jika Anda memerlukan modifikasi lebih lanjut, beri tahu saya!
Gambar 3 persentase waktu yang dihabiskan di kuadran target dan berapa kali platform dilalui oleh masing -masing kelompok tikus dalam pengujian percobaan penyelidikan
2.4.2 Y MAZE Eksperimen
Hasil percobaan Y labirin menunjukkan bahwa: dibandingkan dengan kelompok SAMR1, waktu kelompok model untuk mengeksplorasi lengan baru dan laju pergantian berkurang secara signifikan (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 Efek GC pada jumlah dan morfologi neuron hippocampal tikus
Hasil pewarnaan NISSL menunjukkan bahwa sel piramidal neuronal pada kelompok SAMR1 bundar atau oval, dengan bentuk lengkap dan pengaturan yang rapi. Tubuh Nissl intraseluler bernoda dalam dan jumlahnya lebih besar. Dibandingkan dengan kelompok SAMR1, sel piramidal neuronal pada kelompok model adalah morfologi sel somatik rusak, pengaturannya tersebar, dan tubuh Nissl berwarna ringan, dan jumlah sel piramidal lengkap berkurang secara signifikan (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 Eksperimen
Hasil percobaan Y labirin menunjukkan bahwa: dibandingkan dengan kelompok SAMR1, waktu kelompok model untuk mengeksplorasi lengan baru dan laju pergantian berkurang secara signifikan (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 Efek GC pada jumlah dan morfologi neuron hippocampal tikus
Hasil pewarnaan NISSL menunjukkan bahwa sel piramidal neuronal pada kelompok SAMR1 bundar atau oval, dengan bentuk lengkap dan pengaturan yang rapi. Tubuh Nissl intraseluler bernoda dalam dan jumlahnya lebih besar. Dibandingkan dengan kelompok SAMR1, sel piramidal neuronal pada kelompok model adalah morfologi sel somatik rusak, pengaturannya tersebar, dan tubuh Nissl berwarna ringan, dan jumlah sel piramidal lengkap berkurang secara signifikan (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 Pengaruh GCS pada ekspresi protein terkait jalur PI3K-AKT dan protein tau di hippocampus tikus
Hasil pewarnaan imunohistokimia menunjukkan bahwa dibandingkan dengan kelompok SAMR1, jumlah sel positif yang mengekspresikan PI3K dan P-Akt di daerah CA1 hippocampal pada kelompok model berkurang secara signifikan (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.
Gbr 7 Western Blot Experimental Strip Chart
Tab 4 Nilai absorbansi strip (x s)
| Kelompok | Hari 1 | Hari 2 | Hari 3 | Hari 4 | Hari 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43.43 | 39.67 ± 21.55 | 35. 00 ± 6.64 | 30.01 ± 1.64 |
| Pola | 53. 00 ± 3.81 | 47. 00 ± 4.81 | 41. 00 ± 2.71 | 36. 00 ± 4.81 | 31. 00 ± 1.81 |
| L-GCS | 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 |
*Catatan: Dibandingkan dengan Samri Group,P <{{0}}. 0 5; Dibandingkan dengan kelompok model, † P <0,05; Kelompok L-GCS dan H-GCS, ‡ P <0,05.
3 Diskusi
Penyakit Alzheimer adalah penyakit neurodegeneratif yang umum. Sebagai penyakit kronis dengan onset berbahaya dan perkembangan berkelanjutan, ini ditandai dengan manifestasi klinis abnormal seperti memori, bahasa, kognisi, kepribadian dan fungsi perilaku [15,16]. Saat ini, patogenesis penyakit Alzheimer kompleks, dan ada banyak teori seperti deposisi amiloid Aβ, stres oksidatif neuron, peradangan saraf, fosforilasi abnormal protein tau dan ketidakseimbangan flora usus. Di antara mereka, apoptosis inflamasi neuron yang disebabkan oleh fosforilasi protein tau adalah mekanisme penting dari gangguan kognitif yang diinduksi AD [17,18]. Protein tau adalah protein terkait mikrotubulus (MAPS) yang terkait dengan akson neuronal. Fungsi utamanya adalah untuk mempromosikan pembentukan mikrotubulus, mempertahankan stabilitasnya dan mengatur transportasi aksonal [19,20]. Fosforilasi protein tau yang berlebihan akan kehilangan kemampuannya untuk mengikat mikrotubulus, menyebabkan depolimerisasi mikrotubulus, disfungsi aksonal dan kusut neurofibrillary, yang mengarah ke degenerasi neuron dan apoptosis [21]. Studi telah menemukan bahwa berbagai jalur pensinyalan terkait terkait erat dengan fosforilasi protein tau, di antaranya fosfatidylinositol kinase/protein kinase B (PI3K/akt) intraseluler intraseluler memainkan peran penting dalam pertumbuhan fosforilasi protein tau, dan ekspresi abnormal.
Dalam studi farmakologi jaringan yang disebutkan di atas, analisis pengayaan GO dan KEGG menunjukkan bahwa jalur I3K/AKT memainkan peran kunci dalam peningkatan AD oleh Cistanche deserticola, dan terkait erat dengan apoptosis sel, pembentukan plak pikun, dan tangles neuronal; Target umum GC dan AD disaring melalui database string, di antaranya AKT1 adalah target kunci penting dan protein kunci dalam jalur PI3K/AKT. PI3K, sebagai molekul hulu Akt, adalah fosfatidylinositol kinase intraseluler spesifik [23]. Pada mamalia, keluarga PI3K memiliki isozim tipe I, II, dan III, di mana isozim tipe I adalah target pengatur utama di jalur PI3K-Akt. Ketika isozim tipe IA dari PI3K berikatan dengan protein seperti reseptor tirosin kinase, PI3K dapat difosforilasi dan diaktifkan, memfosforilasi target PIP2 di luar membran sel menjadi target PIP3, yang menarik dan memfosforylate akt1, subtipe {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{a {{{{AKT. Anggota keluarga AKT memiliki kemampuan untuk mengatur fungsi biologis, termasuk kelangsungan hidup sel, proliferasi, metabolisme, dan pertumbuhan. Di satu sisi, AKT1 terfosforilasi dapat memfosforilasi agonis kematian sel (buruk) yang terkait dengan β-sel CLL/limfoma (bcl -2) pada residu serin 136, sehingga menghambat apoptosis sel [27]. Di sisi lain, dapat mengatur protein hilir mTOR, GSK3β, dan FOXO, dengan demikian mengurangi produksi protein p-tau [28-30].
Karena peningkatan protein P-TAU dapat dianggap sebagai fitur patologis ciri khas AD, diyakini terkait erat dengan penurunan kognitif dan kehilangan sinaptik. Oleh karena itu, aktivasi jalur pensinyalan PI3K/AKT dapat memainkan peran penting dalam meningkatkan penyakit Alzheimer.
Cistanche Deserticola adalah batang berdaging dengan daun bersisik kering dari tanaman Cistanche deserticola. Itu hangat di alam, manis dan asin dalam rasa, dan milik ginjal dan meridian usus besar. Ini adalah obat untuk mengencangkan ginjal dan memperkuat Yang, melembabkan usus dan menghilangkan sembelit [31]. Ini memiliki efek anti-apoptosis, anti-oksidasi, mengatur autophagy sel dan neuroendokrin, meningkatkan kekuatan fisik, dan meningkatkan pembelajaran dan kognisi. Ini memiliki nilai penting dalam pencegahan dan pengobatan penyakit sistem saraf pusat [32]. Many literatures record that Cistanche deserticola can protect and excite amino acids in the autophagy of neurons injured by cerebral ischemia-reperfusion, improve neuronal oxidative stress in dementia rats, protect microglial inflammatory response induced by lipopolysaccharide, and enhance the immune function of aging rats[33-36]. Eksperimen perilaku di atas menunjukkan bahwa dibandingkan dengan kelompok model, tikus dalam kelompok GCS memiliki peningkatan yang signifikan dalam pembelajaran dan kognisi (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.
