基于网络药理学及代谢组学解析六味地黄丸治疗糖尿病肾病的机制

来源 :湖南中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simon_sx
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目的:糖尿病肾病(DN)是以肾小球滤过率降低为主要特征的慢性进行性肾脏疾病,是糖尿病(DM)微血管并发症,最终可导致终末期肾病和死亡从而威胁人类健康。尽管对DN进行了大量研究,但机制仍不清楚。经典名方六味地黄丸在DN治疗中的疗效被公认,但其发挥整体协同作用的机制尚不清楚。以此为线索,本研究通过中药网络药理学及代谢组学方法探索六味地黄丸对DN模型的治疗作用,及分析其干预DN大鼠的可能机制,为六味地黄丸在DN药效学及机制研究提供基础。方法:通过链脲佐菌素(STZ)诱导SD大鼠建立DN模型,用六味地黄丸进行干预;检测各组大鼠空腹血糖及肾功能生物标志物(24小时尿蛋白、尿蛋白肌酐比、血清Cr和BUN含量);从中药化学数据库(TCMSP)搜索六味地黄丸化学成分,并通过口服生物利用度(OB)及类药性(DL)筛选六味地黄丸有效成分,通过人类基因综合数据库(Genecards)和人类孟德尔遗传数据库(OMIM)检索DN的靶点,将六味地黄丸靶点映射DN靶点获得潜在治疗靶点,并通过STRING数据库、基因本体论(GO)分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)途径富集分析、使用Cytoscape 3.7.1,构建六味地黄丸治疗DN的成分-靶点-通路网络;通过液相色谱—质谱联用法(LC-MS),分析DN大鼠血清代谢表型谱;并借助人类代谢组数据库(HMDB)查找潜在生物标志物相关蛋白,进行网络药理学和代谢组学整合分析。结果:与DN组相比,六味地黄丸组的空腹血糖含量显著降低(p<0.01);尿蛋白、尿蛋白肌酐比(ACR)血清Cr及BUN含量明显下调(p<0.05、p<0.01)。共发现六味地黄丸41种活性化合物,其中山萘酚(Kaempferol)和槲皮素(Quercetin)为主要化合物,筛选出21个靶点及63条相关通路,其中关键靶点 AKT,VEGFA,NOS3,IL6,SERPINE1 富集在AGE-RAGE信号通路。血清代谢组学分析得到了 78种差异代谢物及23条代谢通路,并进一步筛选出亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、甘油磷脂代谢、色氨酸代谢和精氨酸和脯氨酸代谢(p<0.05)五条代谢通路,经过整合代谢组学和网络药理学研究结果,得出六味地黄丸改善DN大鼠的可能机制是通过靶向HTR3A、CYP3A4、ALOX5、CYP1A1和GRIA2蛋白来影响5-羟色胺、亚油酸和L-谷氨酸的合成,而后调节色氨酸代谢、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢通路。结论:本研究证实了六味地黄丸能够改善DN模型大鼠的空腹血糖、及肾功能发挥药效学作用。基于网络药理学及代谢组学分析方法,阐明了六味地黄丸治疗DN的多成分、多靶点、多通路作用机制,建立了六味地黄丸治疗DN的成分-靶点-代谢网络,为进一步研究DN的治疗建立基础。
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