Antagonistisk effekt av Jiawei Shengjiang San på en rottemodell av diabetisk nefropati: relatert til EGFR/MAPK3/1-signalvei

Summary

Her presenterer vi en protokoll som beskriver nettverksfarmakologi og molekylære dokkingteknikker for å utforske virkningsmekanismen til Jiawei Shengjiang San (JWSJS) ved behandling av diabetisk nefropati.

Abstract

Vi hadde som mål å fordype oss i mekanismene som ligger til grunn for Jiawei Shengjiang Sans (JWSJS) handling i behandling av diabetisk nefropati og distribusjon av nettverksfarmakologi. Ved å bruke nettverksfarmakologi og molekylære dokkingteknikker forutsa vi de aktive komponentene og målene til JWSJS og konstruerte et grundig "drug-component-target"-nettverk. Genontologi (GO) og Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) anrikningsanalyser ble brukt for å skjelne de terapeutiske veiene og målene for JWSJS. Autodock Vina 1.2.0 ble distribuert for molekylær dokkingverifisering, og en 100-ns molekylær dynamikksimulering ble utført for å bekrefte dokkingresultatene, etterfulgt av in vivo dyreverifisering. Funnene avslørte at JWSJS delte 227 kryssende mål med diabetisk nefropati, og konstruerte en protein-protein-interaksjonsnettverkstopologi. KEGG-anrikningsanalyse betegnet at JWSJS reduserer diabetisk nefropati ved å modulere lipider og aterosklerose, PI3K-Akt-signalveien, apoptose og HIF-1-signalveien, med mitogenaktivert proteinkinase 1 (MAPK1), MAPK3, epidermal vekstfaktorreseptor (EGFR) og serin/treonin-proteinkinase 1 (AKT1) identifisert som kollektive mål for flere veier. Molekylær dokking hevdet at kjernekomponentene i JWSJS (quercetin, palmitolsyre og luteolin) kunne stabilisere konformasjon med tre sentrale mål (MAPK1, MAPK3 og EGFR) gjennom hydrogenbinding. In vivo-undersøkelser indikerte bemerkelsesverdig økning i kroppsvekt og reduksjoner i glykert serumprotein (GSP), lipoproteinkolesterol med lav tetthet (LDL-C), uridintrifosfat (UTP) og fastende blodsukkernivåer (FBG) på grunn av JWSJS. Elektronmikroskopi kombinert med hematoksylin og eosin (HE) og periodisk syre-Schiff (PAS)-farging fremhevet potensialet til hver behandlingsgruppe for å lindre nyreskade i ulik grad, og viste varierte nedganger i p-EGFR, p-MAPK3/1 og BAX, og økninger i BCL-2-ekspresjon i nyrevevet til de behandlede rottene. Avslutningsvis antyder denne innsikten at den beskyttende effekten av JWSJS på diabetisk nefropati kan være assosiert med å undertrykke aktiveringen av EGFR/MAPK3/1-signalveien og lindre nyrecelleapoptose.

Introduction

Diabetes mellitus (DM) er en kronisk sykdom som påvirker flere systemer og kan forårsake ulike komplikasjoner på grunn av kontinuerlig hyperglykemi, som diabetisk nefropati (DN), retinopati og nevropati¹. DN er en alvorlig komplikasjon av DM, og står for omtrent 30%-50% av nyresykdom i sluttstadiet (ESRD)². Dens kliniske manifestasjon er mikroalbuminuri, som kan utvikle seg til ESRD preget av økt glomerulært volum, mesangial stromal hyperplasi og fortykket glomerulær basalmembran³. Patogenesen til DN er kompleks og har ikke blitt fullstendig belyst. Kliniske metod....

Protocol

Alle dyr ble vedlikeholdt og brukt i samsvar med US National Research Council Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8. utgave, og ble rapportert som anbefalt i ARRIVE-retningslinjene^16,17. Studien ble utført i samsvar med China National Research Councils veiledning for stell og bruk av forsøksdyr og ble godkjent av dyreetikkkomiteen ved Hebei University of Chinese Medicine (DWLL2019030).

Discussion

Studien vår brukte en kombinasjon av nettverksfarmakologi, molekylær dokking og in vivo dyremodeller. Et kritisk skritt var etableringen av "drug-component-target"-nettverket, som var avgjørende for å identifisere de potensielle mekanismene til JWSJS i behandling av DN, med spesielt fokus på interaksjonen med EGFR/MAPK3/1-signalveien.

I løpet av denne studien gjorde vi flere modifikasjoner, spesielt i den molekylære dokkingsprosessen, for å fo.......

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