关键词:
糖尿病肾病
三七总皂苷
自噬
网络药理学
分子对接
PI3K/Akt/mTOR
实验验证
小鼠
摘要:
目的通过网络药理学、分子对接结合动物实验的方法探讨三七总皂苷(PNS)调控自噬改善糖尿病肾病(DN)小鼠肾脏的作用机制。方法通过文献检索得到PNS的主要活性成分,利用PubChem、PharmMapper数据库获取对应靶点;通过GeneCards、OMIM数据库收集DN疾病相关靶点,取两者交集。通过Cytoscape 3.9.1软件构建“中药-活性成分-靶点”网络,STRING数据库构建蛋白互作(PPI)网络并筛选核心靶点;采用DAVID平台对交集靶点进行基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;使用AutoDock Vina软件对PNS主要活性成分和关键靶点进行分子对接。将24只8周龄雄性db/db小鼠随机分成模型组、PNS组、厄贝沙坦组,每组8只;另取8只同周龄雄性db/m小鼠作为正常组。每天灌胃给药1次,连续8周。观察各组小鼠一般情况及记录体质量和血糖变化;采用考马斯亮蓝法检测24 h尿蛋白(24 h-UTP);果糖胺法测定糖化血清蛋白(GSP);GPO-PAP法测定总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG);肌氨酸氧化酶法检测血肌酐(Scr);脲酶法检测尿素氮(BUN);苏木素-伊红(HE)染色观察小鼠肾脏病理变化;实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测小鼠肾组织泛素结合蛋白(P62)和微管相关蛋白轻链3(LC3)mRNA表达水平;蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测肾组织P62、LC3及磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、蛋白激酶B(Akt)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)及磷酸化蛋白(p-Akt、p-PI3K、p-mTOR)表达。结果PNS的主要活性成分为三七皂苷R1、人参皂苷Re、人参皂苷Rd、人参皂苷Rb1和人参皂苷Rg1。网络药理学分析显示,PNS活性成分对应靶点341个,DN靶点1534个,PNS与DN交集靶点113个。筛选出PNS治疗DN的关键成分有人参皂苷Rd、人参皂苷Re、人参皂苷Rg1及核心靶点AKT1、ALB、MMP9和mTOR等,相关的信号通路涉及PI3K/Akt、Ras、MAPK、FoxO等。分子对接显示PNS关键成分人参皂苷Rd、人参皂苷Re、人参皂苷Rg1与核心靶点AKT1、MMP9、mTOR对接活性良好。动物实验验证结果显示,与正常组比较,模型组小鼠一般状态较差,体质量及血糖、GSP、TC、TG、Scr、BUN和24 h-UTP水平均显著升高(P<0.01);与模型组比较,PNS组小鼠一般状态改善,体质量及血糖水平明显下降(P<0.01),且GSP、TC、TG、Scr、BUN和24 h-UTP水平均显著降低(P<0.05,P<0.01)。HE染色结果显示各治疗组肾脏病理损伤明显改善。RT-qPCR和Western Blot结果显示,与正常组比较,模型组小鼠肾组织LC3 mRNA及蛋白表达水平明显下降(P<0.01),而P62 mRNA表达水平升高(P<0.01),p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR及P62蛋白表达水平亦明显升高(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,PNS组及厄贝沙坦组LC3 mRNA及蛋白表达水平升高(P<0.05,P<0.01),P62 mRNA表达水平明显下降(P<0.05,P<0.01),p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR及P62蛋白表达水平均明显下降(P<0.05,P<0.01)。结论PNS能够明显改善糖尿病肾病小鼠的肾脏损伤,其作用机制可能与抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路促进自噬有关。