Гранула Yishen Qingli Heluo при лечението на хронично бъбречно заболяване: Мрежов фармакологичен анализ и експериментално валидиране Ⅱ
Dec 07, 2023
Резултати
Информация за активните съединения и свързаните с тях цели на YQHG
Общо 63 активни съединения на YQHG бяха избрани от базата данни на TCMSP и широкомащабно копаене на литература. Всички активни съединения отговарят на метода на филтриране ADME, OB по-голям или равен на 30% и DL по-голям или равен на 0,18. Броят на съединенията за всяка билка в YQHG е 17 (NX), 13 (TFL), 16 (HQ), 10 (HZ), 10 (DH), 8 (HJ), 5 (SW), 2 (DG), 2 (JXC), 1 (LYX) (Таблица S1). Сред 63-те активни съединения имаше 9 съединения, които съществуваха в повече от една билка. Например, съединението кверцетин може да се намери в 6 билки (HQ, NX, HZ, TFL, SW, JXC) на YQHG. Ние идентифицирахме 250 цели за 63 активни съединения (Таблица S2). Броят на потенциалните цели, засегнати от активни съединения от HQ, NX, HZ, TFL, SW, JXC, HJ, DH, DG и LYX, е 208, 201, 193, 174, 169, 150, 55, 43, 30 и 11 , съответно. Много активни съединения упражняват своите фармакологични ефекти чрез свързване към повече от една мишена едновременно. Например, вогонин, като активно съединение в NX, може да взаимодейства с 43 цели, включително TP53, CASP3, PTGS2, IL-6 и така нататък.
ВЗЕМЕТЕ НАТУРАЛЕН ОРГАНИЧЕН ЕКСТРАКТ ОТ ЦИСТАНША С 25% ЕХИНАКОЗИД И 9% АКТЕОЗИД ПРИ БЪБРЕЧНИ ИНФЕКЦИИ
Кандидат-цели на YQHG срещу ХБН
Чрез скрининг на база данни бяха получени 1161 цели, свързани с CKD (526 в базата данни OMIM, 379 в базата данни DisGeNET, 331 в базата данни GeneCards, 113 в базата данни MalaCards и 73 в базата данни TTD). Целите на пресичане бяха показани чрез диаграма на Вен (Фигура 2А).
Фигура 2 Диаграми на Вен. (A) Целите на ХБН. Целите, свързани с CKD, бяха получени от пет бази данни (OMIM, DisGeNET, GeneCards, MalaCards, TTD). (B) Кандидат-цели на YQHG при лечението на ХБН.
Потенциалните цели на YQHG бяха припокрити с цели, свързани с CKD, от платформата Venn (Фигура 2B). Общо 79 пресичащи се мишени бяха избрани като кандидат мишени за YQHG срещу ХБН (Таблица 2). Тук изследвахме разпределението на целевите цели, свързани с ХБН, сред 10-те билки (72 от HQ, 72 от HZ, 69 от NX, 64 от SW, 64 от TFL, 59 от JXC, 21 от HJ, 15 от DH, 9 от DG, 2 от LYX) чрез анализ на Venn. След това тези 79 цели бяха използвани за изграждане на H-CT мрежа от Cytoscape.
Мрежова визуализация
(1) C-T network. To reveal the synergistic effects of multi-compound and multi-target in the 10 herbs of YQHG (Figure 3A) and evaluate its mechanism of action, a C-T network analysis was carried out (Figure 3B). The active compounds corresponding to the abbreviations in Figure 3 were shown in Table S1. The C-T network consisted of 63 active compounds, 250 targets, and 914 C-T interactions (313 nodes and 914 edges). The average degree centrality, betweenness centrality, and closeness centrality values were 14.67, 0.02, and 0.33, respectively. The above topological parameters of 12 compounds were higher than the average, which were shown in Table 3. These compounds were considered to be the main active compounds of YQHG in the treatment of CKD. The average number of targets for each herb was 123, indicating the multi-target properties of these herbs. A total of 31 key targets satisfied the screening rules (degree centrality>3.656, betweenness centrality>0.003, closeness centrality>0.333), of which PTGS2 has the highest filtering parameters (degree centrality=41, betweenness centrality=0.085, closeness centrality=0.516). (2) H-CT network. To explore the synergistic effects of YQHG at the individual herb level, we constructed a H-CT network (Figure 3C). We found that 6 herbs covered more than 75% of the 79 candidate targets, of which HQ and HZ both covered 91%. Interestingly, the 10 herbs in YQHG shared a common target, which is PTGS2. The existence of this target is a manifestation of the synergistic effect of TCM, which may be involved in the pathological process of CKD. (3) PPI network. The proteins with a combined score>0.90 бяха избрани за изграждане на PPI мрежа (Фигура 3D). Параметърът "Степен" беше използван за оценка на топологичното значение на възлите в мрежата. Първите 6 протеина, получени от мрежовия анализатор в софтуера Cytoscape, бяха TP53, AKT1, RELA, IL6, MAPK1 и ESR1. Впоследствие, първите 6 активни съединения (кверцетин, кемпферол, лутеолин, 7-О-метилизомукронулатол, вогонин, стигмастерол) и шест протеинови мишени, проверени чрез CT и PPI мрежите, бяха използвани за по-нататъшен анализ.
GO и KEGG анализ на обогатяване
GO термините бяха класифицирани според биологичния процес, молекулярната функция и клетъчния компонент, а първите 10 бяха показани на Фигура 4А. Кандидат-таргетните протеини от категорията на молекулярната функция се свързват най-вече с активността на рецепторен активатор и активността на рецептор-лиганд. Целевите протеини в категорията на клетъчния компонент бяха обогатени в мембранния микродомен и мембранния сал. Що се отнася до биологичния процес на GO, той изигра основна роля в горните три термина на GO. Следователно изясняването на съответния биологичен процес на YQHG срещу ХБН посочи посоката на механизма до известна степен. Според 79 кандидат-мишени на YQHG при лечението на ХБН бяха идентифицирани 10-те най-добри биологични процеса. Те се фокусираха върху две области: (1) Регулиране на клетъчния цикъл и апоптоза (пролиферация на епителни клетки, регулиране на апоптотичен сигнален път, отрицателна регулация на апоптотичен сигнален път). (2) Регулиране на метаболитен процес на реактивни кислородни видове (ROS) (отговор на оксидативен стрес, метаболитен процес на реактивни кислородни видове, отговор на нивата на кислород, клетъчен отговор на оксидативен стрес, отговор на реактивни кислородни видове, регулиране на метаболитен процес на реактивни кислородни видове, положителна регулация на метаболитния процес на реактивни кислородни видове). За по-нататъшно изясняване на потенциалните механизми на YQHG срещу ХБН, ние скринирахме топ 40 KEGG пътя чрез clusterProfiler (Фигура 4B). Резултатите показват, че 8 важни сигнални пътя (р53, Toll-подобен рецептор, VEGF, Т-клетъчен рецептор,
Молекулярно свързване на основните активни съединения и протеини
За по-нататъшна проверка на точността на мрежовата фармакология, афинитетът на свързване между ключовите активни съединения и хъб протеините беше анализиран чрез метод на молекулярно докинг, базиран на софтуера Autodock Vina. Афинитетът на свързване на шестте активни съединения (кверцетин, кемпферол, лутеолин, 7-O-methylisomucronulatol, Wogonin, Stigmasterol) към хъб протеини (TP53, AKT1, RELA, IL6, MAPK1, ESR1) всички бяха по-малко от -5 kcal/mol, което показва, че те притежават добра свързваща активност. Подробностите за афинитета на свързване са показани в таблица 4. Водородното свързване играе критична роля в стабилизирането на взаимодействията съединение-протеин. Следователно, благоприятното разстояние на връзката между H-донорни и H-акцепторни атоми се гарантира, че е по-малко от 3,5 Å [24]. Кверцетин, кемпферол и лутеолин са най-добрите в режима на свързване с шест протеина в настоящото изследване. Освен това беше установен UHPLC-MS подход за разкриване на стабилността на YQHG (Фигура S2A и B) и количествено определяне на ключовите активни съединения (Кверцетин, Кемпферол и Лутеолин) в екстракта (Таблица S3 и Фигура S2C и D). Резултатите от докинг на съединение и протеин с най-добра конформация са показани на Фигура 5.
YQHG подобрява бъбречната функция и фиброзата при 5/6 нефректомирани плъхове
Бяха проведени цялостна оценка на външния вид на бъбрека (цвят, капсула, граница), свързани параметри (Scr, BUN, протеин в урината, област на гломерулна фиброза, зона на тубулоинтерстициална фиброза) и патология на бъбречната тъкан (H&E, Masson) за изследване на потенциалната терапевтична стойност на YQHG при ХБН. За тази цел бяха установени 5/6 модел на нефректомия и режим на дозиране YQHG (Фигура 6А). Както се очакваше, моделната група показа загуба на тегло, бледи бъбреци, неравни граници и трудни за белене капсули. Забележително е, че лечението с YQHG по дозозависим начин възпрепятства прогресирането на заболяването, което се показва чрез повишено телесно тегло на плъхове, възстановяване на червеникаво-кафяви бъбреци, цялост на границите и гладкост на капсулите (Фигура 6B и C). Scr, BUN и протеин в урината са ключовите маркери, показващи бъбречна дисфункция. Нашите резултати показаха, че в сравнение с моделната група, YQHG значително намалява нивата на трите параметъра в зависимост от дозата (Фигура 6D–F). Хистопатологичният анализ ясно показа възпалителна инфилтрация, мезангиална експанзия, тубулна атрофия и дилатация, гломерулна склероза и интерстициална фиброза при 5/6 нефректомирани плъхове, всички от които бяха драматично облекчени от лечението с YQHG (Фигура 6G). В допълнение, хистопатологични показатели, включително област на гломерулна фиброза и зона на тубулоинтерстициална фиброза, бяха изследвани при лечение с YQHG. Тук открихме, че лечението с YQHG значително намалява зоната на гломерулна фиброза (Фигура 6H). Освен това, лечението с HD YQHG значително намалява областта на тубулоинтерстициалната фиброза (Фигура 6I). Взети заедно, тези данни показват, че YQHG има дълбок защитен ефект върху 5/6 нефректомирани плъхове, който се характеризира с облекчаване на увреждане на тъканите, подобряване на бъбречната функция и намаляване на бъбречната фиброза.
YQHG преобразува чревната микробиота чрез намаляване на съотношението Firmicutes/Bacteroidota при 5/6 нефректомирани плъхове
TCM билките взаимодействат тясно с чревната микробиота и влияят на техния състав.30 Напротив, чревната микробиота също играе важна роля в превръщането на въглехидрати, протеини, липиди и малки нехранителни химикали от TCM билки в химически метаболити, които могат да имат полезни или неблагоприятни ефекти върху човешкото здраве.31 Като се има предвид, че хомеостазата на чревната микробиота играе важна роля в ефикасността на билките TCM,32–34 след това изследвахме ефектите на YQHG върху чревната микробиота при 5/6 нефректомирани плъхове. Анализирахме чревната микробиота на две различни таксономични нива (тип и род). PCoA разкри, че чревният микробен състав на YQHG групите е близък до този на фиктивната група и различен от този на моделната група (фигури 7A и F). Анализът на общността на ниво тип показа, че в сравнение с фиктивната група и YQHG групите (Фигура 7B), чревният микробен състав на моделната група се променя при определени бактерии, като Firmicutes и Bacteroidota. По-конкретно, лечението с LD YQHG значително намали изобилието на Firmicutes (Фигура 7C) и увеличи изобилието на Bacteroidota (Фигура 7D). Важно е, че съотношението на тези две бактерии е значително намалено чрез лечение с YQHG по дозозависим начин (Фигура 7E). Освен това чревната микробиота на ниво род беше преоформена в групите YQHG, което беше показано от барплота на общността и графика на Circos (Фигура 7G и H). Взети заедно, тези резултати показват, че лечението с YQHG ефективно възстановява състава на чревната микробиота и намалява съотношението Firmicutes/Bacteroidota (F/B), като по този начин насърчава нормализирането на чревната микробна екосистема, за да упражни лечебния ефект на TCM билките.
YQHG регулира експресията на PTGS2, P53 и IL-6 в 5/6 нефректомирани плъхове
H-CT мрежата, анализът на обогатяване на пътя на KEGG и молекулярният докинг прогнозират, че три ключови протеинови мишени (PTGS2, p53, IL6) са включени в YQHG срещу ХБН. Следователно, експресиите на PTGS2 и p53 бяха изследвани при лечение с YQHG. Тук открихме, че лечението с HD YQHG значително намалява експресията на PTGS2 в бъбречната тъкан (Фигура 8A и B). Освен това, HD YQHG може да регулира експресията на р53 до известна степен (Фигура 8А и С). След това оценихме инхибиторния ефект на YQHG върху експресията на IL6. След лечение с YQHG, експресията на IL6 беше значително намалена в бъбречната тъкан (Фигура 8D).
Фигура 5 Начинът на свързване на протеина със съединението. (A) Начинът на свързване на ESR1 протеин с лутеолин. (B) Режимът на свързване на MAPK1 протеин с кверцетин. (C) Режимът на свързване на TP53 протеин с лутеолин. (D) Режимът на свързване на AKT1 протеин с Кемпферол. (E) Начинът на свързване на RELA протеин с кверцетин. (F) Начинът на свързване на IL6 протеин с кверцетин. Всяка снимка показва три области: (I) 3D структурата на комплекса. (II) Повърхността на активния център. (III) Режимът на подробно свързване на комплекса. Гръбнакът на протеина е изобразен в тръба и оцветен в зелено. Съединението се оцветява в жълто. Жълтото тире представлява разстоянието на водородната връзка или π- наслагване
Фигура 6 YQHG подобрява бъбречната функция и фиброзата при 5/6 нефректомирани плъхове. (A) Конструиране на модел на 5/6 нефректомия и схема на дозиране на YQHG. (B) Бъбрекът на плъховете беше фотографиран (n=6). (C) Измерва се телесното тегло на плъховете (n=6). (D–F) Ефекти от лечението с YQHG върху нивата на Scr, BUN и протеин в урината при 5/6 нефректомирани плъхове (n=6). (G) Представителни изображения на H&E (4{{20}}×Увеличение, мащабна лента 20μm) оцветяване и Masson (40×Увеличение, мащабна лента 20μm) оцветяване на бъбречни тъкани (n =6). (H–I) Количествен анализ на областта на гломерулна фиброза и зоната на тубулоинтерститална фиброза въз основа на оцветяване по Masson (n=6). Всички данни са изразени като средно±SEM. За нормално разпределени данни (телесно тегло, Scr, протеин в урината, област на гломерулна фиброза, област на тубулоинтерститална фиброза), беше използван еднопосочен ANOVA, последван от тест на Tukey. За ненормално разпределени данни (BUN) беше използван тест на Kruskal-Wallis, последван от непараметричен тест за ранг-сума на Wilcoxon. **P <0,01 спрямо фиктивната група; # P < 0,05, ## P < 0,01 спрямо моделната група.
Поддържаща услуга на Wecistanche-най-големият износител на cistanche в Китай:
Имейл:wallence.suen@wecistanche.com
Whatsapp/телефон:+86 15292862950
Пазарувайте за повече подробности за спецификациите:
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
