Studiando il meccanismo attraverso il quale Cistanche Deserticola tratta la malattia di Alzheimer usando la farmacologia di rete e la validazione sperimentale

2 risultati

2.1 Screening dei principali ingredienti attivi e obiettivi di ingrediente di cistanche deserticola

Il deserticola di cistanche è stato perquisito attraverso il database TCMSP e la piattaforma svizzera ADME e la ricerca della letteratura ha portato a 8 ingredienti attivi principali, vale a dire il tirolattone, il yangambina, il quercetina, l'arachidonate, il marckine, l'acteoside, l'echinacoside e il beta-sitostero, con un totale di 307 bersagli di ingrediente.

2.2 Screening degli obiettivi di malattia e preparazione del diagramma di Venn, costruzione di rete di interazione proteina-proteina (PPI) e GO e KEGG

L'analisi di arricchimento è stata eseguita tramite database OMIM, Genecard e NCBI e dopo lo screening sono stati ottenuti un totale di bersagli correlati ad AD 2 013. Importa gli obiettivi dei componenti Deserticola Cistanche e gli obiettivi correlati ad AD nel sito Web online del diagramma Venny e ottieni un totale di 207 obiettivi di incrocio per la malattia dei farmaci e disegna un diagramma di Venn, come mostrato nella Figura 1A. Importa i 207 target di intersezione nel database delle stringhe per analizzare l'interazione per la malattia farmacologica. Quindi importare il file di dati nel software Cytoscape e, dopo la laurea, la vicinanza e lo screening numerico tra l'interalità, si ottengono 42 obiettivi e 593 bordi. Secondo l'ordinamento delle dimensioni del grado, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A sono selezionati come geni target chiave e viene disegnato il diagramma della rete di interazione proteina-proteina (Figura 1B).

Al fine di spiegare il processo di vita degli obiettivi coinvolti nel trattamento dell'AD da parte di cistanche deserticola, il database MetaScape è stato utilizzato per eseguire l'analisi dell'arricchimento GO sui 42 obiettivi ottenuti sopra, tra cui tre parti: componente cellulare (CC), funzione molecolare (MF) e processo biologico (BP). I progetti sono stati sottoposti a screening con lo standard di p≤ 0. 0 5 e i primi dieci componenti cellulari, funzioni molecolari e processi biologici sono stati disegnati in diagrammi a bolle usando il sito Web di disegno online di microbiologia (Figura 1C); Lo strumento online David è stato utilizzato per eseguire l'analisi dell'arricchimento di KEGG su 42 obiettivi chiave comuni di malattie e farmaci e i progetti con P≤0.05 sono stati sottoposti a screening. I risultati hanno mostrato che sono stati arricchiti un totale di 172 percorsi di segnale. I primi 20 percorsi sono stati selezionati in base al valore P e il diagramma a bolle è stato disegnato utilizzando la piattaforma online di microbiologia (Figura 1D). I risultati dell'arricchimento hanno mostrato che il meccanismo della cistanche deserticola nel trattamento dell'AD può essere strettamente correlato al percorso PI3K-AKT, alla via del cancro, al focale di adesione e ad altri percorsi.

Fig. 1 (a) bersaglio della malattia di Alzheimer e componenti cistanche bersaglio il grafico di Venn; (B) reti di interazione proteina-proteina; (C) diagramma delle botte di analisi dell'arricchimento GO; (D) Diagramma di botte di analisi dell'arricchimento KEGG

2.3 Preparazione della mappa dei betaggi del droga-perde-perde-pathway

Combinando i risultati dell'arricchimento di KEGG con i risultati della costruzione della rete PPI, è possibile disegnare una rete di target-perde-pathway-perde di farmaco (Figura 2). Triangolo blu: Drug Cistanche Deserticola; Triangolo arancione: AD di malattia; Cerchio verde chiaro: ingrediente principale del farmaco; Circolo giallo: percorso principale relativo alla malattia trattata da Cistanche Deserticola; Rettangolo verde scuro: bersaglio correlato alla malattia del farmaco; Edge: correlazione tra i nodi

Fig. 2 Distanza totale percorsa da topi in ciascun gruppo del test di navigazione del luogo prima di andare sul palco (x  s, mm)

Tab 3 Latenza di fuga dei topi in ciascun gruppo del test di navigazione del luogo (x  s, s)

*Nota: rispetto al gruppo Samri,P <{{0}}. 0 5; Rispetto al gruppo modello, † P <0,05; Gruppi L-GC e H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

Se hai bisogno di ulteriori modifiche, fammi sapere!

Fig. 3 Percentuale di tempo trascorso nel quadrante target e numero di volte la piattaforma attraversata da ciascun gruppo di topi nei test di prova della sonda

2.4.2 Y Experiment Maze

I risultati dell'esperimento del labirinto Y hanno mostrato che: rispetto al gruppo SAMR1, il tempo del gruppo modello di esplorare le armi nuove e il tasso di alternanza sono stati significativamente ridotti (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 Effetti dei GC sul numero e sulla morfologia dei neuroni dell'ippocampo di topo

I risultati della colorazione NISSL hanno mostrato che le cellule piramidali neuronali nel gruppo SAMR1 erano rotonde o ovali, con forma completa e disposizione ordinata. I corpi NISSL intracellulari erano profondamente colorati e il numero era più grande. Rispetto al gruppo SAMR1, le cellule piramidali neuronali nel gruppo modello erano la morfologia delle cellule somatiche era rotta, la disposizione era sparsa e i corpi Nissl erano leggermente colorati e il numero di cellule piramidali complete era significativamente ridotto (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 Experiment Maze

I risultati dell'esperimento del labirinto Y hanno mostrato che: rispetto al gruppo SAMR1, il tempo del gruppo modello di esplorare le armi nuove e il tasso di alternanza sono stati significativamente ridotti (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 Effetti dei GC sul numero e sulla morfologia dei neuroni dell'ippocampo di topo

I risultati della colorazione NISSL hanno mostrato che le cellule piramidali neuronali nel gruppo SAMR1 erano rotonde o ovali, con forma completa e disposizione ordinata. I corpi NISSL intracellulari erano profondamente colorati e il numero era più grande. Rispetto al gruppo SAMR1, le cellule piramidali neuronali nel gruppo modello erano la morfologia delle cellule somatiche era rotta, la disposizione era sparsa e i corpi Nissl erano leggermente colorati e il numero di cellule piramidali complete era significativamente ridotto (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 Effetto dei GC sull'espressione delle proteine ​​correlate alla via PI3K-AKT e della proteina tau nell'ippocampo di topo

I risultati della colorazione immunoistochimica hanno mostrato che rispetto al gruppo SAMR1, il numero di cellule positive che esprimono PI3K e P-AKT nell'area dell'ippocampo CA1 nel gruppo modello era significativamente ridotto (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 grafico a strisce sperimentali Western blot

Tab 4 Valore di assorbimento della striscia (x  s)

*Nota: rispetto al gruppo Samri,P <{{0}}. 0 5; Rispetto al gruppo modello, † P <0,05; Gruppi L-GC e H-GCS, ‡ ​​P <0,05.

3 discussione

La malattia di Alzheimer è una malattia neurodegenerativa comune. Come malattia cronica con insorgenza insidiosa e progressione continua, è caratterizzata da manifestazioni cliniche anormali come memoria, linguaggio, cognizione, personalità e funzioni comportamentali [15,16]. Al momento, la patogenesi della malattia di Alzheimer è complessa e ci sono molte teorie come la deposizione di amiloide Aβ, lo stress ossidativo dei neuroni, la neuroinfiammazione, la fosforilazione anormale della proteina tau e lo squilibrio della flora intestinale. Tra questi, l'apoptosi infiammatoria dei neuroni causata dalla fosforilazione della proteina tau è un importante meccanismo di compromissione cognitiva indotta da AD [17,18]. La proteina Tau è una proteina associata ai microtubuli (MAPS) associata agli assoni neuronali. La sua funzione principale è promuovere la formazione di microtubuli, mantenere la loro stabilità e regolare il trasporto assonale [19,20]. L'eccessiva fosforilazione della proteina Tau perderà la sua capacità di legarsi ai microtubuli, causando depolimerizzazione dei microtubuli, disfunzione assonale e grovigli neurofibrillari, portando alla degenerazione neuronale e all'apoptosi [21]. Studi hanno scoperto che una varietà di percorsi di segnalazione correlati sono strettamente correlati alla fosforilazione della proteina Tau, tra cui il fosfatidilinositolo chinasi/proteina chinasi B (PI3K/AKT) intracellulare della percorsa della proteina di Tau e dell'espressione abnormale può avere un impatto significativo sulla crescita, e lo sviluppo delle cellule nervose [abaterie.

Nello studio di farmacologia della rete sopra menzionata, l'analisi dell'arricchimento di GO e KEGG ha mostrato che il percorso I3K/Akt svolge un ruolo chiave nel miglioramento dell'AD da parte di cistanche deserticola ed è strettamente correlato all'apoptosi cellulare, alla formazione di placca senile e alla groviglio neuronale; Gli obiettivi comuni di GCS e AD sono stati sottoposti a screening attraverso il database delle stringhe, tra cui Akt1 era un obiettivo chiave importante e una proteina chiave nella via PI3K/Akt. PI3K, come molecola a monte di Akt, è una specifica fosfatidilinositolo chinasi intracellulare [23]. Nei mammiferi, la famiglia PI3K ha isozimi di tipo I, II e III, di cui gli isozimi di tipo I sono i principali bersagli regolamentari nel percorso PI3K-AKT. Quando l'isozima di tipo IA di PI3K si lega a proteine ​​come le chinasi del recettore della tirosina, PI3K può essere fosforilato e attivato, fosforilando il bersaglio PIP2 al di fuori della membrana cellulare per diventare il bersaglio PIP3, che attira e fosforilati Akt1, un sottotype di Akt [{14}]. I membri della famiglia AKT hanno la capacità di regolare le funzioni biologiche, tra cui sopravvivenza cellulare, proliferazione, metabolismo e crescita. Da un lato, Akt1 fosforilato può fosforilare l'agonista della morte cellulare (BAD) associato a cll/linfoma a cellule β (Bcl -2) al residuo di serina 136, inibendo così l'apoptosi cellulare [27]. D'altra parte, può regolare le proteine ​​a valle MTOR, GSK3β e FOXO, riducendo così la produzione di proteina p-tau [28-30].
Poiché l'aumento della proteina p-tau può essere considerato una caratteristica patologica del segno distintivo dell'AD, si ritiene che sia strettamente correlato al declino cognitivo e alla perdita sinaptica. Pertanto, l'attivazione della via di segnalazione PI3K/AKT può svolgere un ruolo importante nel migliorare la malattia di Alzheimer.

La cistanche deserticola è lo stelo carnoso con foglie squamose secche della pianta Deserticola cistanche. È caldo di natura, dolce e salato e appartiene ai meridiani rene e dell'intestino crasso. È una medicina per la tonificazione del rene e il rafforzamento di Yang, inumidendo l'intestino e alleviando la costipazione [31]. Ha gli effetti di anti-apoptosi, antiossidazione, regolazione dell'autofagia cellulare e neuroendocrina, migliorare la forza fisica e migliorare l'apprendimento e la cognizione. Ha un valore importante nella prevenzione e nel trattamento delle malattie del sistema nervoso centrale [32]. Molte letterature registrano che il deserticola di cistanche può proteggere ed eccitare gli aminoacidi nell'autofagia dei neuroni feriti dall'ischemia cerebrale-reperfusione, migliorare lo stress ossidativo neuronale nei ratti della demenza, proteggere la risposta infiammatoria microgliale indotta dal lipopolisacride e migliorare la funzione immunita di ratti d'età [{5}]. Gli esperimenti comportamentali di cui sopra hanno mostrato che rispetto al gruppo modello, i topi nel gruppo GCS hanno avuto miglioramenti significativi nell'apprendimento e nella cognizione (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.