Étudier le mécanisme par lequel Cistanche Deserticola traite la maladie d'Alzheimer à l'aide de la pharmacologie du réseau et de la validation expérimentale
Dec 10, 2024
2 résultats
2.1 Dépistage des principaux ingrédients actifs et cibles d'ingrédients de Cistanche Deserticola
Cistanche Deserticola a été fouillée via la base de données TCMSP et la plate-forme Suisse ADME, et la recherche de littérature a abouti à 8 principaux ingrédients actifs, à savoir Suchilactone, Yangambin, Quercétine, Arachidonate, Marckine, Acteoside, Echinacoside et Beta-siitosterol, avec un total de 307 INGRADIÉS INGRADIENTS.
2.2 Dépistage des cibles de la maladie et de la préparation du diagramme de Venn, construction du réseau d'interaction protéine-protéine (PPI), et go et kegg
L'analyse d'enrichissement a été réalisée via des bases de données OMIM, Genecards et NCBI, et un total de cibles 2 013 AD a été obtenue après le dépistage. Importez les cibles des composants Cistanche Deserticola et les cibles liées à la publicité dans le site Web en ligne du diagramme de Venny, et obtenez un total de 207 cibles d'intersection de maladie de médicament, et dessinez un diagramme de Venn, comme le montre la figure 1A. Importez les cibles d'intersection 207 dans la base de données String pour analyser l'interaction médicament-maladie. Importez ensuite le fichier de données dans le logiciel Cytoscape, et après le degré, la proximité et le dépistage numérique de l'interdépendance, 42 cibles et 593 bords sont obtenus. Selon le tri de la taille du degré, TNF, AKT1, CASP3, PPARG, EGFR, MMP9, ESR1, HIF1A sont sélectionnés comme gènes cibles clés, et le diagramme du réseau d'interaction protéine-protéine est dessiné (figure 1B).
Afin d'expliquer le processus de vie des cibles impliquées dans le traitement de la MA par Cistanche Deserticola, la base de données Metascape a été utilisée pour effectuer une analyse d'enrichissement GO sur les 42 cibles obtenues ci-dessus, y compris trois parties: composant cellulaire (CC), fonction moléculaire (MF) et processus biologique (BP). Les projets ont été dépistés avec la norme de P≤ 0. 0 5, et les dix principaux composants cellulaires, les fonctions moléculaires et les processus biologiques ont été dessinés dans des diagrammes de bulles en utilisant le site Web de dessin en ligne microbiologie (figure 1C); L'outil David Online a été utilisé pour effectuer une analyse d'enrichissement KEGG sur 42 cibles clés courantes des maladies et des médicaments, et les projets avec P≤0,05 ont été dépistés. Les résultats ont montré qu'un total de 172 voies de signal ont été enrichies. Les 20 principales voies ont été sélectionnées en fonction de la valeur P et le diagramme de bulles a été dessiné à l'aide de la plate-forme en ligne de microbiologie (figure 1D). Les résultats d'enrichissement ont montré que le mécanisme de Cistanche déserticola dans le traitement de la MA peut être étroitement lié à la voie PI3K-AKT, à la voie du cancer, au focale de l'adhésion et à d'autres voies.
Fig 1 (a) cibles de la maladie d'Alzheimer et cibles des composants de Cistanche Chart de Venn; (B) les réseaux d'interaction protéine-protéine; (C) Diagramme de bulles d'analyse d'enrichissement GO; (D) Diagramme de bulles d'analyse d'enrichissement KEGG
2.3 Préparation de la carte-cible de la maladie de la maladie de la drogue
En combinant les résultats d'enrichissement de KEGG avec les résultats de la construction du réseau PPI, un réseau de cible-cible de la maladie de la drogue peut être dessiné (figure 2). Triangle bleu: médicament cistanche déserticola; Triangle orange: AD de la maladie; Cercle vert clair: ingrédient principal du médicament; Cercle jaune: voie principale liée à la maladie traitée par Cistanche Deserticola; Rectangle vert foncé: cible liée à la maladie de médicament; bord: corrélation entre les nœuds
Fig 2 Distance totale parcourue par les souris dans chaque groupe du test de navigation de lieu avant d'aller sur la scène (x s, mm)
| Groupe | Jour 1 | Jour 2 | Jour 3 | Jour 4 | Jour 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 11,963.53 | 7,759.00 | 5,660.00 | 3,922.00 | 1,984.67 |
| Modèle | 11,977.35 | 8,417.67 | 5,465.38 | 7,329.67 | 5,517.67 |
| L-GC | 11,964.33 | 8,330.33 | 6,226.87 | 4,789.33 | 3,867.47 |
Onglet 3 Échappement de latence des souris dans chaque groupe du test de navigation de lieu (x s, s)
| Groupe | Jour 1 | Jour 2 | Jour 3 | Jour 4 | Jour 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43,43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6,64 | 30,01 ± 1,64 |
| Modèle | 53. 00 ± 3,81 | 47. 00 ± 4.81 | 41. 00 ± 2,71 | 36. 00 ± 4.81 | 31. 00 ± 1,81 |
| L-GC | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81 * |
| M-GC | 52,67 ± 4,47 | 46. 00 ± 4. 00 | 35,75 ± 2,67 | 34. 00 ± 1,53 | 32. 00 ± 2,31 * |
| H-GC | 50,33 ± 2,11 | 45,67 ± 3,25 | 36,50 ± 2,31 * | 35,75 ± 1,22 * | 31,50 ± 1,81 * |
| F | 2.84 |
* Remarque: par rapport au groupe Samri,P <{{0}}. 0 5; Par rapport au groupe modèle, † P <0,05; GRAGES L-GCS et H-GCS, ‡ P <0,05.
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Fig 3 pourcentage de temps passé dans le quadrant cible et le nombre de fois que la plate-forme a traversé par chaque groupe de souris dans les tests d'essai de sonde
2.4.2 Expérience de labyrinthe
Les résultats de l'expérience Y Maze ont montré que: par rapport au groupe SAMR1, le temps du groupe modèle pour explorer les nouveaux bras et le taux d'alternance ont été significativement réduits (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 Effets des GC sur le nombre et la morphologie des neurones hippocampiques de souris
Les résultats de la coloration NISSL ont montré que les cellules pyramidales neuronales du groupe SAMR1 étaient rondes ou ovales, avec une forme complète et une disposition soignée. Les corps nissl intracellulaires étaient profondément colorés et le nombre était plus grand. Par rapport au groupe SAMR1, les cellules pyramidales neuronales du groupe modèle étaient la morphologie des cellules somatiques ont été brisées, la disposition a été dispersée et les corps NISSL étaient légèrement colorés et le nombre de cellules pyramidales complètes a été significativement réduite (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 Expérience de labyrinthe
Les résultats de l'expérience Y Maze ont montré que: par rapport au groupe SAMR1, le temps du groupe modèle pour explorer les nouveaux bras et le taux d'alternance ont été significativement réduits (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 Effets des GC sur le nombre et la morphologie des neurones hippocampiques de souris
Les résultats de la coloration NISSL ont montré que les cellules pyramidales neuronales du groupe SAMR1 étaient rondes ou ovales, avec une forme complète et une disposition soignée. Les corps nissl intracellulaires étaient profondément colorés et le nombre était plus grand. Par rapport au groupe SAMR1, les cellules pyramidales neuronales du groupe modèle étaient la morphologie des cellules somatiques ont été brisées, la disposition a été dispersée et les corps NISSL étaient légèrement colorés et le nombre de cellules pyramidales complètes a été significativement réduite (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 Effet des GC sur l'expression des protéines liées à la voie PI3K-AKT et de la protéine tau dans l'hippocampe de souris
Les résultats de coloration immunohistochimique ont montré que par rapport au groupe SAMR1, le nombre de cellules positives exprimant Pi3K et P-AKT dans la zone CA1 hippocampique dans le groupe modèle a été significativement réduite (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 Tableau de bande expérimentale Western blot
Tab 4 Valeur d'absorbance de bande (x s)
| Groupe | Jour 1 | Jour 2 | Jour 3 | Jour 4 | Jour 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Samri | 50,33 ± 1,24 | 45. 00 ± 43,43 | 39,67 ± 21,55 | 35. 00 ± 6,64 | 30,01 ± 1,64 |
| Modèle | 53. 00 ± 3,81 | 47. 00 ± 4.81 | 41. 00 ± 2,71 | 36. 00 ± 4.81 | 31. 00 ± 1,81 |
| L-GC | 54. 00 ± 4.12 | 47,67 ± 4,34 | 39,67 ± 1,22 | 35,75 ± 2,45 | 36. 00 ± 1,81 * |
| M-GC | 52,67 ± 4,47 | 46. 00 ± 4. 00 | 35,75 ± 2,67 | 34. 00 ± 1,53 | 32. 00 ± 2,31 * |
| H-GC | 50,33 ± 2,11 | 45,67 ± 3,25 | 36,50 ± 2,31 * | 35,75 ± 1,22 * | 31,50 ± 1,81 * |
| F | 2.84 |
* Remarque: par rapport au groupe Samri,P <{{0}}. 0 5; Par rapport au groupe modèle, † P <0,05; GRAGES L-GCS et H-GCS, ‡ P <0,05.
3 discussion
La maladie d'Alzheimer est une maladie neurodégénérative courante. En tant que maladie chronique avec apparition insidieuse et progression continue, elle se caractérise par des manifestations cliniques anormales telles que la mémoire, le langage, la cognition, la personnalité et les fonctions comportementales [15,16]. À l'heure actuelle, la pathogenèse de la maladie d'Alzheimer est complexe, et il existe de nombreuses théories telles que le dépôt amyloïde Aβ, le stress oxydatif des neurones, la neuroinflammation, la phosphorylation anormale de la protéine tau et du déséquilibre de la flore intestinale. Parmi eux, l'apoptose inflammatoire des neurones provoquée par la phosphorylation des protéines tau est un mécanisme important des troubles cognitifs induits par la MA [17,18]. La protéine tau est une protéine associée aux microtubules (MAPS) associée aux axones neuronaux. Sa fonction principale est de promouvoir la formation de microtubules, de maintenir leur stabilité et de réguler le transport axonal [19,20]. La phosphorylation excessive de la protéine tau perdra sa capacité à se lier aux microtubules, provoquant une dépolymérisation des microtubules, une dysfonction axonale et des enchevêtrements neurofibrillaires, conduisant à une dégénérescence neuronale et à l'apoptose [21]. Des études ont montré que diverses voies de signalisation apparentées sont étroitement liées à la phosphorylation de la protéine tau, parmi laquelle la voie intracellulaire de la phosphatidylinositol kinase / protéine kinase B (PI3K / Akt) joue un rôle clé dans la phosphorylation de la protéine TAU, et son expression annuelle peut avoir un impact significatif sur la croissance, le développement, le développement, le développement de la série.
Dans l'étude de pharmacologie de réseau susmentionnée, GO et l'analyse d'enrichissement KEGG ont montré que la voie I3K / Akt joue un rôle clé dans l'amélioration de la MA par Cistanche déserticola, et est étroitement lié à l'apoptose cellulaire, à la formation de la plaque sénile et aux enchevêtrements neuronaux; Les cibles communes de GCS et de AD ont été dépistées via la base de données de chaînes, parmi lesquelles Akt1 était une cible clé importante et une protéine clé dans la voie PI3K / AKT. PI3K, comme la molécule en amont de l'AKT, est une phosphatidylinositol kinase intracellulaire spécifique [23]. Chez les mammifères, la famille PI3K possède des isozymes de type I, II et III, dont les isozymes de type I sont les principales cibles de régulation de la voie PI3K-AKT. Lorsque l'isozyme de type IA de PI3K se lie à des protéines telles que les récepteurs de la tyrosine, PI3K peut être phosphorylée et activée, phosphorylant la cible PIP2 à l'extérieur de la membrane cellulaire pour devenir la cible PIP3, qui attire et phosphorylate akt1, un sous-type d'Akt [24-26]. Les membres de la famille AKT ont la capacité de réguler les fonctions biologiques, notamment la survie cellulaire, la prolifération, le métabolisme et la croissance. D'une part, Akt1 phosphorylé peut phosphoryler l'agoniste de la mort cellulaire (BAD) associé au lymphome β-cell CLL / (BCL -2) au résidu sérine 136, inhibant ainsi l'apoptose cellulaire [27]. D'un autre côté, il peut réguler les protéines en aval MTOR, GSK3β et Foxo, réduisant ainsi la production de protéine P-tau [28-30].
Étant donné que l'augmentation de la protéine P-tau peut être considérée comme une caractéristique pathologique caractéristique de la MA, il est censé être étroitement lié au déclin cognitif et à la perte synaptique. Par conséquent, l'activation de la voie de signalisation PI3K / AKT peut jouer un rôle important dans l'amélioration de la maladie d'Alzheimer.
Cistanche Deserticola est la tige charnue avec des feuilles écailleuses séchées de la plante Cistanche déserticola. Il est de nature chaude, sucré et salé de goût, et appartient au rein et aux méridiens de gros intestin. Il s'agit d'un médicament pour tonifier le rein et renforcer le yang, humidifier les intestins et soulager la constipation [31]. Il a les effets de l'anti-apoptose, de l'anti-oxydation, de la régulation de l'autophagie cellulaire et de la neuroendocrine, améliorant la force physique et améliorant l'apprentissage et la cognition. Il a une valeur importante dans la prévention et le traitement des maladies du système nerveux central [32]. De nombreuses littératures enregistrent que Cistanche déserticola peut protéger et exciter les acides aminés dans l'autophagie des neurones blessés par l'ischémie cérébrale-reperfusion, améliorer le stress oxydatif neuronal chez les rats de démence, protéger la réponse inflammatoire microgliale induite par le lipopolysaccharide et améliorer la fonction immunitaire des rats agissant [{{5}. Les expériences comportementales ci-dessus ont montré que par rapport au groupe de modèles, les souris du groupe GCS avaient des améliorations significatives de l'apprentissage et de la cognition (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.
