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基于网络药理学分析灯盏乙素治疗动脉粥样硬化的分子机制和体内验证

张莉 王雨婷 石佳宁 余丹 杨仁华 沈志强 龙江 陈鹏

张莉, 王雨婷, 石佳宁, 余丹, 杨仁华, 沈志强, 龙江, 陈鹏. 基于网络药理学分析灯盏乙素治疗动脉粥样硬化的分子机制和体内验证[J]. 昆明医科大学学报, 2022, 43(8): 17-27. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220804
引用本文: 张莉, 王雨婷, 石佳宁, 余丹, 杨仁华, 沈志强, 龙江, 陈鹏. 基于网络药理学分析灯盏乙素治疗动脉粥样硬化的分子机制和体内验证[J]. 昆明医科大学学报, 2022, 43(8): 17-27. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220804
Li ZHANG, Yuting WANG, Jianing SHI, Dan YU, Renhua YANG, Zhiqiang SHEN, Jiang LONG, Peng CHEN. Network Pharmacology-based Analysis of the Anti-atherosclerosis Mechanism of Scutellarin and Experimental Validation in Vivo[J]. Journal of Kunming Medical University, 2022, 43(8): 17-27. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220804
Citation: Li ZHANG, Yuting WANG, Jianing SHI, Dan YU, Renhua YANG, Zhiqiang SHEN, Jiang LONG, Peng CHEN. Network Pharmacology-based Analysis of the Anti-atherosclerosis Mechanism of Scutellarin and Experimental Validation in Vivo[J]. Journal of Kunming Medical University, 2022, 43(8): 17-27. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220804

基于网络药理学分析灯盏乙素治疗动脉粥样硬化的分子机制和体内验证

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220804
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(81860641);云南省科技计划重点基金资助项目(202001AS070035);云南省科技厅-昆明医科大学联合专项重点基金资助项目(202201AY070001-001;202101AY070001-015)昆明医科大学博士研究生创新基金资助项目(2021D05)
详细信息
    作者简介:

    张莉(1984~),女,河南南阳人,在读博士研究生,主要从事天然药物药理学的研究工作

    通讯作者:

    龙江,E-mail:longjiang69@163.com

    陈鹏,E-mail:ynkmcp@gmail.com

  • 中图分类号: R966

Network Pharmacology-based Analysis of the Anti-atherosclerosis Mechanism of Scutellarin and Experimental Validation in Vivo

  • 摘要:   目的  基于网络药理学分析灯盏乙素(Scutellarin) 治疗动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS) 潜在的分子生物学机制。  方法  通过PubChem数据库进行灯盏乙素潜在的靶点预测,运用Disgenet,CeneCards筛选与AS关联的靶基因,利用Cytoscape 3.9.0建立疾病-靶点-成份可视化网络,使用String构建蛋白互作网络图,利用David数据库进行GO及KECG的网络构建。另外,高脂喂养复制APOE-/-小鼠AS模型, 用不同浓度的灯盏乙素灌胃治疗,利用RT-PCR方法验证筛选所得核心通路的表达变化。  结果   (1)网络药理学预测结果:灯盏乙素治疗AS的核心靶点共有肿瘤坏死因子-α (TNF-α),AKT丝氨酸/苏氨酸激酶(AKT serine/threonine kinase,MAPK),低密度脂蛋白受体(Low density lipoprotein receptor),载脂蛋白E(apolipoprotein E,APOE)等共106个。灯盏乙素调控PI3K/AKT信号通路(hsa04151)、Ras信号通路(hsa04014)、MAPK信号通路(hsa04010)(P < 0.05)等涉及细胞的增殖,炎症反应,氧化应激,及细胞凋亡等生物学过程来治疗AS;(2) 体内实验验证的结果:和模型组相比,灯盏乙素组呈浓度依耐性地下调PI3K、AKT、mTOR和Bcl-2 的mRNA表达,上调Bax和Caspase-3的mRNA表达,( P < 0.05)。另外,和模型组相比,灯盏乙素则呈浓度依耐性地下调小鼠血清TNF-α和IL-1β的含量( P < 0.05)。  结论  经过网络药理学筛选和RT-PCR验证,灯盏乙素通过调控PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制APOE-/-小鼠AS模型炎症反应,促进细胞凋亡而治疗AS。
  • 图  1  灯盏乙素的化学结构式

    Figure  1.  Chemical structure of Scutellarin

    图  2  灯盏乙素-靶点网络图

    Figure  2.  Scutellarin- target network

    图  3  灯盏乙素-动脉粥样硬化-靶点网络

    Figure  3.  Intersection of Scutellarin predicted targets and atherosclerotic targets

    图  4  灯盏乙素治疗动脉粥样硬化潜在靶点的PPI网络

    Figure  4.  PPI network of potential targets of Scutellarinl on anti-AS

    图  5  核心靶点筛选

    Figure  5.  Core target screening

    图  6  灯盏乙素治疗动脉粥样硬化潜在靶点的GO富集分析

    Figure  6.  GO enrichment analysis of potential targets of Scutellarin for anti-atherosclerosis

    图  7  灯盏乙素治疗AS潜在靶点的KEGG通路分析

    Figure  7.  KEGG pathway analysis of potential targets of Scutellarin on anti- atherosclerosis

    图  8  HE染色结果 (200×)

    A:正常对照组;B:模型组;C:Scutellarin 7 mg/kg组;D:Scutellarin 14 mg/kg组;E:Scutellarin 28 mg/kg组;F:ATV 10 mg/kg组。

    Figure  8.  HE staining results (200×)

    图  9  灯盏乙素对PI3K/AKT/mTOR信号通路及炎症因子的影响[($\bar x \pm s $),n = 6)]

    A-a:PI3K的mRNA 表达;A-b:AKT的mRNA 表达;A-c:mTOR的mRNA 表达。B-a:Bax的mRNA 表达;B-b:Bcl-2的mRNA 表达;B-c:Caspase-3的mRNA 表达。C: 小鼠血清TNF-α的含量。D:小鼠血清IL-1β的含量。与空白对照组相比较,*P < 0.05,** P < 0.01;与模型组比较,#P < 0.05,#P < 0.01。

    Figure  9.  Effects of Scutellarin on PI3K/AKT/mTOR signaling pathway-related genes and inflammatory factors[($\bar x \pm s $),n = 6)]

    表  1  实验涉及的部分数据库

    Table  1.   Main databases involved in the experiment

    名称网址用途
    Pubchem https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ 化合物相关信息下载
    Swiss http://www.swisstargetprediction.ch/ 药物相关靶点检索
    Pharm mapper http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/ 药物相关靶点检索
    Genecards https://www.genecards.org/ 疾病相关靶点检索
    Disgenet https://www.disgenet.org/ 疾病相关靶点检索
    Venny https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/ 疾病-药物靶点交集图
    Uniprot https://www.uniprot.org/ 靶点名称翻译
    David https://david.ncifcrf.gov/ KEGG、GO分析
    String https://string-db.org/ 蛋白质相互作用网络
    微生信平台 http://www.bioinformatics.com.cn/ 数据处理
    Cytoscape v3.9.0软件 https://cytoscape.org/ 数据处理及绘图
    下载: 导出CSV

    表  2  引物序列

    Table  2.   The primer sequence

    引物名称长度(bp)引物序列5′→3′
    PI3K 20 Forward primer:CTTATGTCCTTGGCATTGGT
    Reverse primer:CAAAGTCTATGTGGAAGAGCTG
    AKT1 20 Forward primer:TCACCCAGTGACAACTCAG
    Reverse primer:AAACTCGTTCATGGTCACAC
    Bcl-2 19 Forward primer:TGACTGAGTACCTGAACCG
    Reverse primer:TAGTTCCACAAAGGCATCC
    Bax 19 Forward primer:CTGCAGAGGATGATTGCTG
    Reverse primer:GTCTGCAAACATGTCAGCT
    Caspase-3 21 Forward primer:AACTCTTCATCATTCAGGCCT
    Reverse primer:CCATATCATCGTCAGTTCCAC
    β-actin 20 Forward primer:CTTCCTGGGTATGGAATCCT
    Reverse primer:TCTTTACGGATGTCAACGTC
    mTOR 20 Forward primer:GCAGATTTGCCAACTATCTTCGG
    Reverse primer:CAGCGGTAAAAGTGTCCCCTG
    下载: 导出CSV
  • [1] Sun J J,Yin X W,Liu H H,et al. Rapamycin inhibits ox-LDL-induced inflammation in human endothelial cells in vitro by inhibiting the mTORC2/PKC/c-Fos pathway[J]. Acta Pharmacol Sin,2018,39(3):336-344. doi: 10.1038/aps.2017.102
    [2] Troidl K,Schubert C,Vlacil A K,et al. The lipopeptide MALP-2 promotes collateral growth[J]. Cells,2020,9(4):997. doi: 10.3390/cells9040997
    [3] Xi J Y,Rong Z. Scutellarin ameliorates high glucose-induced vascular endothelial cells injury by activating PINK1/Parkin-mediated mitophagy[J]. J Ethnopharmacol,2021,271:113855. doi: 10.1016/j.jep.2021.113855
    [4] Keeter,W C,Ma S,Stahr N,et al. Atherosclerosis and multi-organ-associated pathologies[J]. Semin Immunopathol,2022,44(3):363-374. doi: 10.1007/s00281-022-00914-y
    [5] Wu M F,Xu K Z,Guo YG,et al. Lipoprotein(a) and atherosclerotic cardiovascular disease:Current understanding and future perspectives[J]. Cardiovasc Drugs Ther,2019,33(6):739-748. doi: 10.1007/s10557-019-06906-9
    [6] Panes O,Gonzalez C,Hidalgo P,et al. Platelet tissue factor activity and membrane cholesterol are increased in hypercholesterolemia and normalized by rosuvastatin,but not by atorvastatin.[J]. Atherosclerosis,2017,257:164-171. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.12.019
    [7] Lee Y P,Cho Y,Kim E J,et al. Reduced expression of pyruvate kinase in kidney proximal tubule cells is a potential mechanism of pravastatin altered glucose metabolism[J]. Sci Rep,2019,9(1):5318. doi: 10.1038/s41598-019-39461-2
    [8] Ott B R,Daiello L A,Dahabreh I J,et al. Do statins impair cognition? A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials[J]. J Gen Intern Med,2015,30(3):348-358. doi: 10.1007/s11606-014-3115-3
    [9] Mo J,Yang R H,Li F,et al. Scutellarin protects against vascular endothelial dysfunction and prevents atherosclerosis via antioxidation[J]. Phytomedicine,2018,42:66-74. doi: 10.1016/j.phymed.2018.03.021
    [10] Zhou S,Ai Z,Li W,et al. Deciphering the pharmacological mechanisms of taohe-chengqi decoction extract against renal fibrosis through integrating network pharmacology and experimental validation In vitro and in vivo[J]. Front Pharmacol,2020,11(1):425.
    [11] 何信用,王俊岩,宋囡,等. 基于网络药理学的葛根素治疗动脉粥样硬化潜在分子机制研究[J]. 中华中医药学刊,2020,38(9):116-120. doi: 10.13193/j.issn.1673-7717.2020.09.029
    [12] Fernandez-Hernando C,Jozsef L,Jenkins D,et al. Absence of akt1 reduces vascular smooth muscle cell migration and survival and induces features of plaque vulnerability and cardiac dysfunction during atherosclerosis[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2009,29(12):2033-2040. doi: 10.1161/ATVBAHA.109.196394
    [13] 李敏静,郭莉,陈晔,等. 血府逐瘀汤含药血清对低氧诱导的大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖及PI3K/AKT/mTOR信号通路的影响[J]. 中国中西医结合杂志,2020,40(7):836-841.
    [14] 张莉,白林英,母凯茜,等. 灯盏乙素对小型猪动脉粥样硬化模型颈总动脉斑块组织中基质金属蛋白酶-1、2、9 表达的影响[J]. 中药药理与临床,2020,36(6):91-97.
    [15] Ashino T,Yamamoto M,Yoshida T,et al. Redox-sensitive transcription factor Nrf2 regulates vascular smooth muscle cell migration and neointimal hyperplasia[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2013,33(4):760-768. doi: 10.1161/ATVBAHA.112.300614
  • [1] 王艾云, 王雨婷, 蔡静, 倪若妍, 罗彩莹, 喻卓, 陈鹏.  肠道菌群及其代谢产物在动脉粥样硬化发生发展中的作用, 昆明医科大学学报.
    [2] 王丽媛, 杨振廷, 李青玲, 李海雯, 赵智蓉, 杨永锐, 李树德.  灯盏乙素对长期高脂高糖饮食诱导的肥胖大鼠慢性肝损伤中肝脏组织MMP2、MMP9及TIMP-1蛋白表达的影响, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230408
    [3] 邓绍友, 李蓉, 李进涛, 赵玉兰, 王佩锦, 郑红.  基于网络药理学探讨恒古骨伤愈合剂治疗骨关节炎的机制及动物实验初步验证, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230701
    [4] 石苒羲, 杨涛, 程庆, 赵梁辰, 郭嘉晖, 王利梅.  基于网络药理学与分子对接探讨铁皮石斛抗炎性衰老的作用, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20231101
    [5] 代华磊, 胡成成, 张桂敏, 陶四明, 陈建昆.  基于网络药理学和分子对接筛选黄芪治疗高血压心室重构的生物标记物, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230819
    [6] 杨永锐, 王丽媛, 李海雯, 赵智蓉, 普瑞, 吴贵帅, 李树德.  灯盏乙素抑制NOX的表达改善非酒精性脂肪性肝病肝脏纤维化的研究, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220721
    [7] 张浒, 彭安睿, 钟佳冀, 黄波, 白鹏.  灯盏乙素在抑制冠脉搭桥术后静脉桥再狭窄中的应用, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220136
    [8] 王晓寒, 牟善茂, 郝翠芳, 任琳琳, 王敏, 赵彤.  富血小板血浆促进人子宫内膜间充质干细胞(EnMSCs)增殖的机制, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220126
    [9] 刘演龙, 光雪峰, 尹小龙, 戴海龙.  miR-125a-3p对动脉粥样硬化斑块及M1/M2巨噬细胞、MMP-9和VEGF的影响, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220915
    [10] 张莉, 余丹, 王雨婷, 苟志梅, 杨仁华, 何波, 沈志强, 柴文英, 陈鹏.  灯盏乙素对OX-LDL损伤的RAW264.7细胞中PKC和TNF-α表达的影响, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20211040
    [11] 倪广惠, 佟钧, 胡芝, 李娜, 陈贤露, 缪璇, 何越峰.  灯盏乙素对乳腺癌细胞中细胞周期调控分子的基因表达, 昆明医科大学学报.
    [12] 兰丹凤.  Klotho基因G-395A多态性与2型糖尿病患者并发动脉粥样硬化的相关性, 昆明医科大学学报.
    [13] 官兵.  三七总皂苷减少高脂血症兔动脉壁损害作用的实验研究, 昆明医科大学学报.
    [14] 陈丽玲.  NPC1L1在树鼩AS造模中小肠和肝的表达及意义, 昆明医科大学学报.
    [15] 呼延婕.  白藜芦醇在治疗动脉粥样硬化中关键信号通路mTOR和STAT3转导机制的研究进展, 昆明医科大学学报.
    [16] 王玲.  2型糖尿病患者下肢动脉粥样硬化与骨密度改变的研究, 昆明医科大学学报.
    [17] 高血脂类风湿关节炎动脉粥样硬化患者超声分析, 昆明医科大学学报.
    [18] 普罗布考治疗动脉粥样硬化40例临床疗效观察, 昆明医科大学学报.
    [19] 邓紫玉.  老年高血压颈动脉硬化与血尿酸的相关性研究, 昆明医科大学学报.
    [20] 丘红梅.  代谢综合征与颈动脉内膜中层厚度关系的研究, 昆明医科大学学报.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-29
  • 网络出版日期:  2022-07-21
  • 刊出日期:  2022-07-28

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