Efecto antagónico de Jiawei Shengjiang San en un modelo de rata de nefropatía diabética: relacionado con la vía de señalización EGFR/MAPK3/1

Summary

Aquí, presentamos un protocolo que describe la farmacología de redes y las técnicas de acoplamiento molecular para explorar el mecanismo de acción de Jiawei Shengjiang San (JWSJS) en el tratamiento de la nefropatía diabética.

Abstract

Nuestro objetivo fue profundizar en los mecanismos que subyacen a la acción de Jiawei Shengjiang San (JWSJS) en el tratamiento de la nefropatía diabética y en el despliegue de la farmacología de red. Empleando técnicas de farmacología de redes y acoplamiento molecular, predijimos los componentes activos y las dianas de JWSJS y construimos una meticulosa red de "fármaco-componente-diana". Se utilizaron análisis de enriquecimiento de la ontología génica (GO) y de la enciclopedia de genes y genomas de Kioto (KEGG) para discernir las vías terapéuticas y los objetivos del JWSJS. Se implementó Autodock Vina 1.2.0 para la verificación del acoplamiento molecular, y se realizó una simulación de dinámica molecular de 100 ns para confirmar los resultados del acoplamiento, seguida de una verificación en animales in vivo . Los hallazgos revelaron que JWSJS compartía 227 objetivos que se cruzaban con la nefropatía diabética, construyendo una topología de red de interacción proteína-proteína. El análisis de enriquecimiento de KEGG denotó que JWSJS mitiga la nefropatía diabética mediante la modulación de los lípidos y la aterosclerosis, la vía de señalización PI3K-Akt, la apoptosis y la vía de señalización HIF-1, con la proteína quinasa 1 activada por mitógenos (MAPK1), MAPK3, el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) y la serina/treonina-proteína quinasa 1 (AKT1) identificados como objetivos colectivos de múltiples vías. El acoplamiento molecular afirmó que los componentes centrales de JWSJS (quercetina, ácido palmitoleico y luteolina) podrían estabilizar la conformación con tres objetivos fundamentales (MAPK1, MAPK3 y EGFR) a través de enlaces de hidrógeno. Los exámenes in vivo indicaron un aumento notable del peso corporal y reducciones de las proteínas séricas glicosiladas (GSP), el colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C), el trifosfato de uridina (UTP) y los niveles de glucosa en sangre en ayunas (FBG) debido al JWSJS. La microscopía electrónica junto con la hematoxilina y la eosina (HE) y la tinción con ácido peryódico-Schiff (PAS) destacaron el potencial de cada grupo de tratamiento para aliviar el daño renal en diversos grados, exhibiendo disminuciones variadas en p-EGFR, p-MAPK3/1 y BAX, e incrementos en la expresión de BCL-2 en los tejidos renales de las ratas tratadas. En conclusión, estos conocimientos sugieren que la eficacia protectora de JWSJS en la nefropatía diabética podría estar asociada con la supresión de la activación de la vía de señalización EGFR/MAPK3/1 y el alivio de la apoptosis de las células renales.

Introduction

La diabetes mellitus (DM) es una enfermedad crónica que afecta a múltiples sistemas y puede causar diversas complicaciones debido a la hiperglucemia continua, como la nefropatía diabética (DN), la retinopatía y la neuropatía¹. La DN es una complicación grave de la DM, que representa alrededor del 30-50% de la enfermedad renal terminal (IRCT)². Su manifestación clínica es la microalbuminuria, que puede progresar a IRCT caracterizada por aumento del volumen glomerular, hiperplasia del estroma mesangial y engrosamiento de la membrana basal^{glomerular 3}. La patogenia d....

Protocol

Todos los animales fueron mantenidos y utilizados de acuerdo con la Guía del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio,^8ª Edición, y fueron reportados como se recomienda en las guías ARRIVE^16,17. El estudio se llevó a cabo de acuerdo con la Guía del Consejo Nacional de Investigación de China para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio y fue apr.......

Discussion

Nuestro estudio empleó una combinación de farmacología de red, acoplamiento molecular y modelos animales in vivo . Un paso crítico fue el establecimiento de la red "farmaco-componente-diana", que fue crucial para identificar los mecanismos potenciales de JWSJS en el tratamiento de la DN, centrándose particularmente en su interacción con la vía de señalización EGFR/MAPK3/1.

Durante este estudio, hicimos varias modificaciones, particularmente e.......

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