Yishen Qingli Heluo Granule dans le traitement de la maladie rénale chronique : analyse pharmacologique en réseau et validation expérimentale Ⅱ
Dec 07, 2023
Résultats
Informations sur les composés actifs et les cibles associées de YQHG
Au total, 63 composés actifs de YQHG ont été sélectionnés dans la base de données TCMSP et dans une analyse documentaire à grande échelle. Tous les composés actifs satisfaisaient à la méthode de filtrage ADME, OB supérieur ou égal à 30 % et DL supérieur ou égal à 0,18. Le nombre de composés pour chaque herbe dans YQHG était de 17 (NX), 13 (TFL), 16 (HQ), 10 (HZ), 10 (DH), 8 (HJ), 5 (SW), 2 (DG), 2 (JXC), 1 (LYX) (tableau S1). Parmi les 63 composés actifs, 9 composés existaient dans plus d’une plante. Par exemple, le composé Quercétine pourrait être trouvé dans 6 herbes (HQ, NX, HZ, TFL, SW, JXC) de YQHG. Nous avons identifié 250 cibles pour 63 composés actifs (tableau S2). Le nombre de cibles potentielles affectées par les composés actifs de HQ, NX, HZ, TFL, SW, JXC, HJ, DH, DG et LYX était de 208, 201, 193, 174, 169, 150, 55, 43, 30 et 11. , respectivement. De nombreux composés actifs exercent leurs effets pharmacologiques en se liant simultanément à plusieurs cibles. Par exemple, la wogonine, en tant que composé actif dans NX, peut interagir avec 43 cibles, dont TP53, CASP3, PTGS2, IL-6, etc.
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Cibles candidates de YQHG contre la maladie rénale chronique
Grâce au filtrage de la base de données, 1 161 cibles liées à la MRC ont été obtenues (526 dans la base de données OMIM, 379 dans la base de données DisGeNET, 331 dans la base de données GeneCards, 113 dans la base de données MalaCards et 73 dans la base de données TTD). Les cibles d’intersection ont été représentées par un diagramme de Venn (Figure 2A).
Figure 2 Diagrammes de Venn. (A) Les cibles de CKD. Les cibles liées à la MRC ont été obtenues à partir de cinq bases de données (OMIM, DisGeNET, GeneCards, MalaCards, TTD). (B) Cibles candidates de YQHG dans le traitement de l’IRC.
Les cibles potentielles de YQHG se chevauchaient avec les cibles liées à la MRC par la plateforme Venn (Figure 2B). Au total, 79 cibles croisées ont été sélectionnées comme cibles candidates pour YQHG contre l'IRC (Tableau 2). Ici, nous avons étudié la répartition des cibles pertinentes pour CKD parmi les 10 herbes (72 de HQ, 72 de HZ, 69 de NX, 64 de SW, 64 de TFL, 59 de JXC, 21 de HJ, 15 de DH, 9 de DG, 2 de LYX) via une analyse de Venn. Ces 79 cibles ont ensuite été utilisées pour construire le réseau H-CT par Cytoscape.
Visualisation du réseau
(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 ont été choisis pour construire le réseau PPI (Figure 3D). Le paramètre « Degré » a été utilisé pour évaluer l'importance topologique des nœuds du réseau. Les 6 principales protéines obtenues par l'analyseur de réseau du logiciel Cytoscape étaient TP53, AKT1, RELA, IL6, MAPK1 et ESR1. Par la suite, les 6 principaux composés actifs (Quercétine, Kaempférol, Lutéoline, 7-O-méthylisomucronulatol, wogonine, Stigmastérol) et six cibles protéiques criblées via les réseaux CT et PPI ont été utilisés pour une analyse plus approfondie.
Analyse d'enrichissement GO et KEGG
Les termes GO ont été classés en fonction du processus biologique, de la fonction moléculaire et du composant cellulaire, et les 10 premiers ont été présentés à la figure 4A. Les protéines cibles candidates de la catégorie des fonctions moléculaires étaient principalement associées à l’activité d’activateur de récepteur et à l’activité de récepteur-ligand. Les protéines cibles de la catégorie des composants cellulaires ont été enrichies dans le microdomaine membranaire et le radeau membranaire. Quant au processus biologique GO, il a joué un rôle majeur dans les trois termes GO ci-dessus. Par conséquent, la clarification du processus biologique pertinent du YQHG contre l’IRC a, dans une certaine mesure, indiqué l’orientation du mécanisme. Selon 79 cibles candidates de YQHG dans le traitement de l'IRC, les 10 principaux processus biologiques ont été identifiés. Ils se sont concentrés sur deux domaines : (1) Régulation du cycle cellulaire et de l'apoptose (prolifération des cellules épithéliales, régulation de la voie de signalisation apoptotique, régulation négative de la voie de signalisation apoptotique). (2) Régulation du processus métabolique des espèces réactives de l'oxygène (ROS) (réponse au stress oxydatif, processus métabolique des espèces réactives de l'oxygène, réponse aux niveaux d'oxygène, réponse cellulaire au stress oxydatif, réponse aux espèces réactives de l'oxygène, régulation du processus métabolique des espèces réactives de l'oxygène, régulation positive du processus métabolique des espèces réactives de l’oxygène). Pour élucider davantage les mécanismes potentiels de YQHG contre l’IRC, nous avons examiné les 40 principales voies KEGG par clusterProfiler (Figure 4B). Les résultats ont montré que 8 voies de signalisation importantes (p53, récepteur Toll-like, VEGF, récepteur des lymphocytes T,
Amarrage moléculaire des composés actifs et des protéines de base
Pour vérifier davantage l'exactitude de la pharmacologie du réseau, l'affinité de liaison entre les composés actifs clés et les protéines centrales a été analysée par une méthode d'amarrage moléculaire basée sur le logiciel Autodock Vina. L'affinité de liaison des six composés actifs (Quercétine, Kaempférol, Lutéoline, 7-O-méthylisomucronulatol, Wogonin, Stigmastérol) aux protéines centrales (TP53, AKT1, RELA, IL6, MAPK1, ESR1) était toutes inférieure à -5. kcal/mol, ce qui indique qu'ils possédaient une bonne activité de liaison. Les détails de l'affinité de liaison sont présentés dans le tableau 4. La liaison hydrogène joue un rôle essentiel dans la stabilisation des interactions de liaison composé-protéine. Par conséquent, il est garanti que la distance de liaison favorable entre les atomes donneurs et accepteurs de H est inférieure à 3,5 Å [24]. La quercétine, le kaempférol et la lutéoline étaient les meilleurs en mode de liaison avec six protéines dans la présente étude. De plus, une approche UHPLC-MS a été établie pour révéler la stabilité du YQHG (Figures S2A et B) et quantifier les composés actifs clés (Quercétine, Kaempférol et Lutéoline) dans l'extrait (Tableau S3 et Figures S2C et D). Les résultats d'amarrage du composé et de la protéine présentant la meilleure conformation ont été présentés à la figure 5.
YQHG a amélioré la fonction rénale et la fibrose chez 5/6 rats néphrectomisés
Une évaluation complète de l'apparence des reins (couleur, capsule, bordure), des paramètres associés (Scr, BUN, protéine urinaire, zone de fibrose glomérulaire, zone de fibrose tubulo-interstitielle) et de la pathologie du tissu rénal (H&E, Masson) a été réalisée pour explorer la valeur thérapeutique potentielle. de YQHG sur CKD. À cette fin, un modèle de néphrectomie 5/6 et un schéma posologique YQHG ont été établis (Figure 6A). Comme prévu, le groupe modèle présentait une perte de poids, des reins pâles, des bordures inégales et des capsules difficiles à peler. De manière remarquable, le traitement par YQHG de manière dose-dépendante a entravé la progression de la maladie, comme en témoignent l'augmentation du poids corporel des rats, la récupération des reins brun rougeâtre, l'intégrité des bordures et la douceur des capsules (Figures 6B et C). Scr, BUN et protéines urinaires sont les principaux marqueurs indiquant un dysfonctionnement rénal. Nos résultats ont montré que par rapport au groupe modèle, YQHG réduisait de manière significative les niveaux des trois paramètres de manière dose-dépendante (Figure 6D – F). L'analyse histopathologique a clairement montré une infiltration inflammatoire, une expansion mésangiale, une atrophie et une dilatation tubulaires, une sclérose glomérulaire et une fibrose interstitielle chez 5/6 rats néphrectomis, qui ont tous été considérablement améliorés par le traitement YQHG (Figure 6G). De plus, les indicateurs histopathologiques, notamment la zone de fibrose glomérulaire et la zone de fibrose tubulo-interstitielle, ont été examinés lors du traitement par YQHG. Ici, nous avons constaté que le traitement YQHG réduisait considérablement la zone de fibrose glomérulaire (Figure 6H). De plus, le traitement HD YQHG a considérablement réduit la zone de fibrose tubulo-interstitielle (Figure 6I). Prises ensemble, ces données ont indiqué que YQHG avait un effet protecteur profond sur 5 rats néphrectomisés sur 6, caractérisé par une atténuation des lésions tissulaires, une amélioration de la fonction rénale et une réduction de la fibrose rénale.
YQHG a remodelé le microbiote intestinal en réduisant le rapport Firmicutes/Bacteroidota chez 5/6 rats néphrectomisés
Les herbes de MTC interagissent étroitement avec le microbiote intestinal et affectent leur composition.30 Au contraire, le microbiote intestinal joue également un rôle important dans la conversion des glucides, des protéines, des lipides et des petits produits chimiques non nutritifs des herbes de MTC en métabolites chimiques qui peuvent avoir des effets bénéfiques ou bénéfiques. effets néfastes sur la santé humaine.31 Étant donné que l’homéostasie du microbiote intestinal joue un rôle important dans l’efficacité des herbes de MTC,32–34 nous avons ensuite étudié les effets du YQHG sur le microbiote intestinal chez 5 rats néphrectomisés sur 6. Nous avons analysé le microbiote intestinal à deux niveaux taxonomiques différents (phylum et genre). PCoA a révélé que la composition microbienne intestinale des groupes YQHG était proche de celle du groupe fictif et distincte de celle du groupe modèle (Figures 7A et F). L'analyse de la communauté au niveau du phylum a montré que, par rapport au groupe fictif et aux groupes YQHG (Figure 7B), la composition microbienne intestinale du groupe modèle a changé chez certaines bactéries, telles que Firmicutes et Bacteroidota. Plus précisément, le traitement LD YQHG a réduit de manière significative l’abondance des Firmicutes (Figure 7C) et a augmenté l’abondance des Bacteroidota (Figure 7D). Il est important de noter que le rapport entre ces deux bactéries a été significativement réduit par le traitement YQHG de manière dose-dépendante (Figure 7E). De plus, le microbiote intestinal au niveau du genre a été remodelé dans les groupes YQHG, comme le montrent le barplot communautaire et le tracé Circos (Figures 7G et H). Pris ensemble, ces résultats ont démontré que le traitement YQHG rétablissait efficacement la composition du microbiote intestinal et réduisait le rapport Firmicutes/Bacteroidota (F/B), favorisant ainsi la normalisation de l'écosystème microbien intestinal afin d'exercer l'effet curatif des herbes de MTC.
YQHG a régulé l'expression de PTGS2, P53 et IL-6 chez 5/6 rats néphrectomisés
Le réseau H-CT, l’analyse d’enrichissement de la voie KEGG et l’amarrage moléculaire ont prédit que trois cibles protéiques clés (PTGS2, p53, IL6) étaient impliquées dans YQHG contre l’IRC. Par conséquent, les expressions de PTGS2 et p53 ont été examinées lors du traitement par YQHG. Ici, nous avons constaté que le traitement HD YQHG diminuait significativement l'expression de PTGS2 dans le tissu rénal (Figures 8A et B). De plus, HD YQHG pourrait réguler dans une certaine mesure l’expression de p53 (Figures 8A et C). Ensuite, nous avons évalué l'effet inhibiteur de YQHG sur l'expression de l'IL6. Après le traitement par YQHG, l'expression de l'IL6 était significativement diminuée dans le tissu rénal (Figure 8D).
Figure 5 Le mode de liaison de la protéine avec le composé. (A) Le mode de liaison de la protéine ESR1 avec la lutéoline. (B) Le mode de liaison de la protéine MAPK1 avec la quercétine. (C) Le mode de liaison de la protéine TP53 avec la lutéoline. (D) Le mode de liaison de la protéine AKT1 avec Kaempferol. (E) Le mode de liaison de la protéine RELA avec la quercétine. (F) Le mode de liaison de la protéine IL6 avec la quercétine. Chaque image montre trois zones : (I) La structure 3D du complexe. (II) La surface du site actif. (III) Le mode de liaison des détails du complexe. Le squelette de la protéine est rendu dans un tube et coloré en vert. Le composé est rendu en jaune. Le tiret jaune représente la distance de liaison hydrogène ou l'empilement π
Figure 6 YQHG améliore la fonction rénale et la fibrose chez 5/6 rats néphrectomisés. (A) Construction du modèle de néphrectomie 5/6 et du programme de dosage YQHG. (B) Le rein des rats a été photographié (n=6). (C) Le poids corporel des rats a été mesuré (n=6). (D – F) Effets du traitement YQHG sur les niveaux de Scr, BUN et protéines urinaires chez 5/6 rats néphrectomisés (n =6). (G) Images représentatives de la coloration H&E (4{{20}}×Grossissement, barre d'échelle 20μm) et de la coloration Masson (40×Grossissement, barre d'échelle 20μm) des tissus rénaux (n =6). (H – I) Analyse quantitative de la zone de fibrose glomérulaire et de la zone de fibrose tubulo-interstitielle basée sur la coloration de Masson (n =6). Toutes les données sont exprimées en moyenne ± SEM. Pour les données normalement distribuées (poids corporel, Scr, protéines urinaires, zone de fibrose glomérulaire, zone de fibrose tubulo-interstitielle), une ANOVA unidirectionnelle suivie du test de Tukey a été utilisée. Pour les données non distribuées normalement (BUN), le test de Kruskal – Wallis suivi du test non paramétrique de somme de rangs de Wilcoxon a été utilisé. **P < 0,01 par rapport au groupe fictif ; # P <0,05, ##P <0,01 par rapport au groupe modèle.
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