Antagonistisch effect van Jiawei Shengjiang San op een rattenmodel van diabetische nefropathie: gerelateerd aan de EGFR/MAPK3/1-signaleringsroute

Summary

Hier presenteren we een protocol dat netwerkfarmacologie en moleculaire dockingtechnieken beschrijft om het werkingsmechanisme van Jiawei Shengjiang San (JWSJS) bij de behandeling van diabetische nefropathie te onderzoeken.

Abstract

We wilden ons verdiepen in de mechanismen die ten grondslag liggen aan de actie van Jiawei Shengjiang San (JWSJS) bij de behandeling van diabetische nefropathie en het inzetten van netwerkfarmacologie. Met behulp van netwerkfarmacologie en moleculaire dockingtechnieken hebben we de actieve componenten en doelen van JWSJS voorspeld en een nauwgezet "geneesmiddel-component-doelwit"-netwerk geconstrueerd. Genontologie (GO) en Kyoto-encyclopedie van genen en genomen (KEGG) verrijkingsanalyses werden gebruikt om de therapeutische routes en doelen van JWSJS te onderscheiden. Autodock Vina 1.2.0 werd ingezet voor moleculaire dockingverificatie en een 100-ns moleculaire dynamica-simulatie werd uitgevoerd om de dockingresultaten te bevestigen, gevolgd door in vivo dierverificatie. Uit de bevindingen bleek dat JWSJS 227 kruisende doelen deelde met diabetische nefropathie, waardoor een eiwit-eiwitinteractienetwerktopologie werd geconstrueerd. KEGG-verrijkingsanalyse gaf aan dat JWSJS diabetische nefropathie vermindert door lipiden en atherosclerose te moduleren, de PI3K-Akt-signaleringsroute, apoptose en de HIF-1-signaleringsroute, met mitogeen-geactiveerde proteïnekinase 1 (MAPK1), MAPK3, epidermale groeifactorreceptor (EGFR) en serine/threonine-proteïnekinase 1 (AKT1) geïdentificeerd als collectieve doelen van meerdere routes. Moleculaire docking beweerde dat de kerncomponenten van JWSJS (quercetine, palmitoleïnezuur en luteoline) de conformatie met drie cruciale doelen (MAPK1, MAPK3 en EGFR) konden stabiliseren door middel van waterstofbruggen. In vivo onderzoeken wezen op een opmerkelijke toename van het lichaamsgewicht en verlagingen van geglyceerd serumeiwit (GSP), lipoproteïne-cholesterol met lage dichtheid (LDL-C), uridinetrifosfaat (UTP) en nuchtere bloedglucose (FBG) als gevolg van JWSJS. Elektronenmicroscopie in combinatie met hematoxyline en eosine (HE) en periodieke zuur-Schiff (PAS) kleuring benadrukten het potentieel van elke behandelingsgroep bij het verlichten van nierbeschadiging in verschillende mate, met gevarieerde dalingen in p-EGFR, p-MAPK3/1 en BAX, en verhogingen in BCL-2-expressie in het nierweefsel van de behandelde ratten. Concluderend suggereren deze inzichten dat de beschermende werkzaamheid van JWSJS op diabetische nefropathie in verband kan worden gebracht met het onderdrukken van de activering van de EGFR/MAPK3/1-signaleringsroute en het verlichten van apoptose van niercellen.

Introduction

Diabetes mellitus (DM) is een chronische ziekte die meerdere systemen aantast en verschillende complicaties kan veroorzaken als gevolg van continue hyperglykemie, zoals diabetische nefropathie (DN), retinopathie en neuropathie¹. DN is een ernstige complicatie van DM en is goed voor ongeveer 30%-50% van nierziekte in het eindstadium (ESRD)². De klinische manifestatie is microalbuminurie, die kan evolueren naar ESRD, gekenmerkt door een verhoogd glomerulair volume, mesangiale stromale hyperplasie, en verdikt glomerulaire basale membraan³. De pathogenese van DN is co....

Protocol

Alle dieren werden onderhouden en gebruikt in overeenstemming met de Amerikaanse National Research Council Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8^th Edition, en werden gerapporteerd zoals aanbevolen in de ARRIVE-richtlijnen^16,17. De studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de China National Research Council Guide for the Care and Use of Laboratory Animals en werd goedgekeurd door de Animal Ethics Commi.......

Discussion

Onze studie maakte gebruik van een combinatie van netwerkfarmacologie, moleculaire docking en in vivo diermodellen. Een cruciale stap was de oprichting van het "drug-component-target"-netwerk, dat cruciaal was voor het identificeren van de mogelijke mechanismen van JWSJS bij de behandeling van DN, met name gericht op de interactie met de EGFR/MAPK3/1-signaleringsroute.

Tijdens dit onderzoek hebben we verschillende wijzigingen aangebracht, met name in .......

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