Antagonistisk effekt af Jiawei Shengjiang San på en rottemodel af diabetisk nefropati: relateret til EGFR/MAPK3/1-signalvej

Summary

Her præsenterer vi en protokol, der beskriver netværksfarmakologi og molekylære docking-teknikker for at udforske virkningsmekanismen for Jiawei Shengjiang San (JWSJS) til behandling af diabetisk nefropati.

Abstract

Vi havde til formål at dykke ned i de mekanismer, der ligger til grund for Jiawei Shengjiang Sans (JWSJS) handling i behandling af diabetisk nefropati og implementering af netværksfarmakologi. Ved hjælp af netværksfarmakologi og molekylære docking-teknikker forudsagde vi de aktive komponenter og mål for JWSJS og konstruerede et omhyggeligt "drug-component-target"-netværk. Genontologi (GO) og Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) berigelsesanalyser blev brugt til at skelne de terapeutiske veje og mål for JWSJS. Autodock Vina 1.2.0 blev anvendt til molekylær docking-verifikation, og en 100-ns molekylær dynamiksimulering blev udført for at bekræfte docking-resultaterne, efterfulgt af in vivo-dyreverifikation. Resultaterne afslørede, at JWSJS delte 227 krydsende mål med diabetisk nefropati, hvilket konstruerede en protein-protein-interaktionsnetværkstopologi. KEGG-berigelsesanalyse betød, at JWSJS afbøder diabetisk nefropati ved at modulere lipider og åreforkalkning, PI3K-Akt-signalvejen, apoptose og HIF-1-signalvejen med mitogenaktiveret proteinkinase 1 (MAPK1), MAPK3, epidermal vækstfaktorreceptor (EGFR) og serin/threonin-proteinkinase 1 (AKT1) identificeret som kollektive mål for flere veje. Molekylær docking hævdede, at kernekomponenterne i JWSJS (quercetin, palmitolsyre og luteolin) kunne stabilisere konformation med tre centrale mål (MAPK1, MAPK3 og EGFR) gennem hydrogenbinding. In vivo-undersøgelser indikerede bemærkelsesværdig forøgelse af legemsvægt og reduktioner i glykeret serumprotein (GSP), low-density lipoproteinkolesterol (LDL-C), uridintrifosfat (UTP) og fastende blodsukkerniveauer (FBG) på grund af JWSJS. Elektronmikroskopi kombineret med hæmatoxylin og eosin (HE) og periodisk syre-Schiff (PAS) farvning fremhævede hver behandlingsgruppes potentiale til at lindre nyreskader i forskelligt omfang, der udviste varierede fald i p-EGFR, p-MAPK3/1 og BAX og stigninger i BCL-2-ekspression i nyrevævet hos de behandlede rotter. Afslutningsvis tyder disse indsigter på, at den beskyttende effekt af JWSJS på diabetisk nefropati kan være forbundet med at undertrykke aktiveringen af EGFR/MAPK3/1-signalvejen og lindre nyrecelleapoptose.

Introduction

Diabetes mellitus (DM) er en kronisk sygdom, der påvirker flere systemer og kan forårsage forskellige komplikationer på grund af kontinuerlig hyperglykæmi, såsom diabetisk nefropati (DN), retinopati og neuropati¹. DN er en alvorlig komplikation af DM, der tegner sig for omkring 30%-50% af nyresygdom i slutstadiet (ESRD)². Dens kliniske manifestation er mikroalbuminuri, som kan udvikle sig til ESRD karakteriseret ved øget glomerulært volumen, mesangial stromal hyperplasi og fortykket glomerulær basalmembran³. Patogenesen af DN er kompleks og er ikke fuldt belyst. K....

Protocol

Alle dyr blev vedligeholdt og brugt i overensstemmelse med US National Research Council Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8^. udgave, og blev rapporteret som anbefalet i ARRIVE-retningslinjerne^16,17. Undersøgelsen blev udført i overensstemmelse med China National Research Councils vejledning for pleje og brug af forsøgsdyr og blev godkendt af den dyreetiske komité ved Hebei University of Chinese Medi.......

Discussion

Vores undersøgelse anvendte en kombination af netværksfarmakologi, molekylær docking og in vivo dyremodeller. Et kritisk skridt var etableringen af "drug-component-target"-netværket, som var afgørende for at identificere de potentielle mekanismer for JWSJS til behandling af DN, med særligt fokus på dets interaktion med EGFR/MAPK3/1-signalvejen.

I løbet af denne undersøgelse foretog vi flere ændringer, især i den molekylære docking-proces, .......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
2×SYBR Green qPCR Master Mix	Servicebio, Wuhan, China	G3320-05
24-h urine protein quantification (UTP)	Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering	N/A
3,3'-Diaminobenzidine	Shanghai Huzheng Biotech, China	91-95-2
Automatic biochemical analysis instrument	Hitachi, Japan	7170A
Anhydrous Ethanol	Biosharp, Tianjin, China	N/A
BAX Primary antibodies	Affinity, USA	AF0120	Rat
BCL-2 Primary antibodies	Affinity, USA	AF6139	Rat
BX53 microscope	Olympus, Japan	BX53
Chloroform Substitute	ECOTOP, Guangzhou, China	ES-8522
Desmond software	New York, NY, USA	Release 2019-1
Digital Constant Temperature Water Bath	Changzhou Jintan Liangyou Instrument, China	DK-8D
EGFR Primary antibodies	Affinity, USA	AF6043	Rat
Embed-812 RESIN	Shell Chemical, USA	14900
Fasting blood glucose (FBG)	Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering	N/A
FC-type full-wavelength enzyme label analyser	Multiskan; Thermo, USA	N/A
GAPDH  Primary antibodies	Affinity, USA	AF7021	Rat
Glycated serum protein (GSP)	Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering	N/A
Transmission electron microscope	Hitachi, Japan	H-7650
Haematoxylin/eosin (HE) staining solution	Servicebio, USA	G1003
Image-Pro Plus	MEDIA CYBERNETICS, USA	N/A
Real-Time PCR Amplification Instrument	Applied Biosystems, USA	iQ5
Irbesartan tablets	Hangzhou Sanofi Pharmaceuticals	N/A
Isopropanol	Biosharp, Tianjin, China	N/A
JWSJS granules	Guangdong Yifang Pharmaceutical	N/A
Kodak Image Station 2000 MM imaging system	Kodak, USA	IS2000
Low-density cholesterol (LDL-C)	Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering	N/A
MAPK3/1Primary antibodies	Affinity, USA	AF0155	Rat
Medical Centrifuge	Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development, China	TGL-16K
Mini trans-blot transfer system	Bio-Rad, USA	N/A
Mini-PROTEAN electrophoresis system	Bio-Rad, USA	N/A
NanoVue Plus Spectrophotometer	Healthcare Bio-Sciences AB, Sweden	111765
p-EGFR Primary antibodies	Affinity, USA	AF3044	Rat
Periodic acid-Schiff (PAS) staining solution	Servicebio, USA	G1008
p-MAPK3/1 Primary antibodies	Affinity, USA	AF1015	Rat
Secondary antibodies	Santa Cruz, USA	sc-2357	Rabbit
Streptozotocin	Sigma, USA	S0130
SureScript First-Strand cDNA Synthesis Kit	GeneCopeia, USA	QP056T
TriQuick Reagent	Solarbio, Beijing, China	R1100
Ultra-Clean Workbench	Suzhou Purification Equipment, China	SW-CJ-1F