收罗药理学+分析对接,探索葛根在肥美调理中的作用!!
题目:探索葛根在肥美调理中的作用
英文名:Exploring the mechanism of Pueraria lobata (Willd.) Ohwi in the regulation of obesity
杂志:Journal Of Ethnopharmacology
影响因子:4.8/Q1
发表时刻:2024年8月16日
参议布景:葛根(PR)富含黄酮类、三萜类、皂苷、多糖等化学因素。肥美和多样慢性疾病不仅对东谈主们的健康组成宽广威迫,况且给东谈主们带来千里重的经济包袱和医疗插足。当今参议标明,葛根具有裁汰血糖、改善胰岛素明锐性和阻挠肥美的作用。然而,葛根阻挠肥美的具体机制尚不澄清,通过收罗药理学和实验蚁合合来参议葛根抗肥美作用的参议较少。
参议念念路:本参议罗致收罗药理学技巧参议PR的调养后果和作用机制。通过联统共据库,共筛选出6种主要化学因素和257个潜在靶点。卵白质相互作用分析标明,AIfT1、AKR1B1、PPARG、MMP9、TNF、TP53、BAD和BCL2是中枢靶点。富集分析标明,PR在防备肥美方面的作用路线波及癌症信号通路和PI3K-Akt信号通路,它们可能是主要的作用路线。进一步的分子对接考证标明,其中枢所在物与4种化合物具有渊博的聚合活性:formononectin、purerin、7,8,4,-trihydroxide和大豆黄素。应用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)技巧检测并阐发了这些主要化合物。细胞实验畛域标明,葛根素以浓度依赖性方式阻挠细胞增殖和分化,显耀促进细胞凋一火并影响细胞迁徙。动物实验标明,葛根素能减年少鼠的食品摄入量和体重增多。参议发现,葛根素能上调高密度脂卵白(HDL),下调总胆固醇(TC)、总胆固醇(TG)和低密度脂卵白(LDL)等血液生化研究。Western足迹畛域标明,葛根素能显耀阻挠AKT1、AKR1B1、MMP9、TNF、TP53、BCL2、PPARG ,并在细胞和动物水平上显耀增多BAD卵白的抒发。
伸开剩余88%图1
参议畛域:
1、PR活性因素的筛选和靶点信息分析
通过TCMSP数据库搜索 PR 的灵验因素和相应的关节靶点信息。筛选出6种活性化合物:谷氨酰葡萄糖、甲醛素、β-谷甾醇、3'-甲氧基黄苷元、purerin和7,8,4'-三氢氧化物异黄酮。
2、筹划潜在作用靶点,构建抗肥美PR灵验因素靶点收罗
通过SwissTarget筹划平台,获取了431个作用靶点。从GeneCards等数据库中共检索并整合了1521个肥美症靶点。PR的活性因素和肥美症共有靶点257个(图2A)。应用Cytoscape3.7.2软件进行可视化,然后获取PR、灵验因素和所在的收罗图(图2B)。
图2
3、PPI收罗构建和分析
将257个常见靶标上传到STRING,并使用Cytoscape3.7.2软件对靶标卵白进行分析,获取PPI(图2C)。其中有8个靶标卓越了平均度值,筹划这8个靶点是肥美症PR的主要靶点。从这8个靶点不错看出,好多物资,如转录因子、信号分子、受体、卵白质(转输送体卵白)和酶(激酶、出动酶、卵白酶)都参与了肥美症的防备和调养。其中,AItT1、AItR1B1、PPARG、MMP9、TNF、TP53、BAD和BCL2的节点度值排行前8位。这些靶点可能是肥美症调养的主要靶点。然后使用Cytoscape3.7.2软件对中枢靶卵白进行分析,获取前8个卵白的PPI收罗(图2D)。
4、GO和KEGG富集分析
GO富集分析畛域标明,BP主要参与PR的抗肥美靶标,包括信号转导、G卵白偶联受体信号通路、RNA团聚酶II启动子转录正调控等。CC主要分散在质膜、细胞质、胞浆等部位。CC主要参与卵白质聚合、ATP聚合、同种卵白聚合等(图3A)。
KEGG通路分析的畛域标明,PR 调养肥美的靶点主要蚁合在癌症中的通路、EGFR酪氨酸激酶阻挠剂耐药、前哨腺癌、氮代谢、脂质和动脉粥样硬化、雌激素信号通路、内分泌相反等通路(图3B),一些关节靶基因隔离与肿瘤信号通路(图3C)和PI3K-AKT信号通路(图3D)联系,并阴私在肥美的调控中。
图3
5、分子对接考证畛域
图4知道了6个化合物与肥美症中枢靶标的分子对接模式。对接畛域知道,purerin 与 AKT1 卵白的氨基酸残基 ARG-25 、 SER-56 和 GLU-9 变成氢键 (图4A);Daidzein与BAD卵白的氨基酸残基ARG-55、SER-22和SER-29变成氢键(图4B);ALA-113和BAD卵白的SER-47变成氢键(图4C);Purerin与BAD卵白的氨基酸残基SER-22和ASN-162变成氢键(图4D);Daidzein与AItR1BI卵白变成疏水作用(图4E);Formononetin与BAD卵白的氨基酸残基GLN-183变成氢键(图4F)。7,8,4′-疏水性异黄酮与AKR1B1卵白相互作用(图4G);Purerin与AKR1B1卵白的氨基酸残基PRO-261和GLU-271变成氢键(图4H);黄豆苷元和BCL-2卵白之间变成疏水相互作用(图4I);Purerin与BCL-2卵白HIS-143、GLU-113和SER-49的氨基酸残基变成氢键(图4J);Purerin与TP53卵白的氨基酸残基LYS-51、ASN-37和SER-18变成氢键(图4K);Formononetin与MMP-9卵白的氨基酸残基SER-32变成氢键(图4L);葛根素与MMP-9卵白的氨基酸残基ARG-17和ARG-22变成氢键(图4M);黄豆苷元与PPARG卵白的氨基酸残基GLU-343变成氢键(图4N);7,8,4′-三羟基异黄酮与PPARG卵白的GLY-346和ARG-280变成氢键(图4O);Purerin与PPARG卵白的氨基酸残基SER-342、GLU-343和PHE-282变成氢键(图4P);黄豆苷元和TNF卵白之间的疏水相互作用(图4Q);Formononetin与TNF卵白变成疏水相互作用(图4R);葛根素和TNF卵白变成疏水相互作用(图4S)。
图4
基于PPI收罗,遴选了度数前8名的中枢靶基因与葛根素进行分子对接。TNF的LibDock评分为108.676(图5A),AKT1的LibDock评分为106.146(图5B),AKR1B1的评分为93.0223(图5C),BAD的评分为79.2118(图5D),BCL2的评分为78.982(图5E),MMP9的评分为105.4866(图5F),PPARG的评分为79.2118(图5 F)G)的对接评分为109.9212,与TP53聚合的LibDock评分为106.189(图5H),葛根素与肥美联系靶点的聚合相对较好。
图5
6、1H-NMR,13C-NMR,UPLC-MS和GC-MS畛域
图中知道了正离子模式(图6A)和负离子模式(图6B)下 PR 样品的典型总离子色谱图。共有37种化合物。通过分析UPLC-MS和GC-MS数据,笃定了上述源自 PR 的6个因素。
图6
7、基于3T3-L1脂肪细胞的体外实验考证畛域
7.1、葛根素对3T3-LI细胞活力的影响
图7A知道了4种活性PR化合物的二维结构图。图7B为PP中LibDock得分最高的化合物(葛根素)的三维结构图。为了参议葛根素对3T3-LI细胞活性的影响,本参议比较了加入或不加入不同浓度的葛根素(50、100、200、400、800和1000mg/L)和不同浓度的奥利司他阳性药物(50和100mg/L)后的对照组。发现葛根素以剂量依赖的方式裁汰了3T3-LI前脂肪细胞的活性,这与阳性药物的趋势一致(图7C)。
图7
7.2、葛根素对3T3-LI前脂肪细胞划痕助长率的影
为商酌葛根素对3T3-LI细胞迁徙率的影响,通过细胞划痕水平考证葛根素对细胞划痕愈合进度的影响,并对侵略后12、24h隔离添加或不添加不同浓度葛根素(50、100、200mgJL)和50mg/L奥利司他阳性药物的划痕伤口愈合进度进行统计(图8)。药物调养12h后,葛根素50、100和200mgJL调养组的划痕愈合率隔离为34.82%、33.88%和26.93%,阳性药物组的划痕愈合率为24.47%。24小时后,50、100和200mgJL调养组葛根素的划痕愈合率隔离为66.23%、58.74%和51.63%,阳性药物组的划痕愈合率为56.31%。畛域标明,葛根素对细胞迁徙有一定的阻挠作用,其剂量依赖性与阳性药物组一样。
图8
7.3、葛根素对3T3-LI前脂肪细胞的细胞凋一火畛域
通过检测葛根素对细胞凋一火的影响,考证了葛根素对3T3-LI细胞活力的影响(图9)。与对照组比拟,不同浓度(50、100和200mg/L)的葛根素和50mg/L奥利司他阳性药物的细胞凋一火率隔离为12.31%、14.30%和19.00%。跟着剂量的增多,葛根素对细胞凋一火的促进作用一样,且促进细胞凋一火的趋势呈高潮趋势,证明葛根素能促进细胞凋一火。
图9
7.4、葛根素对3T3-LI前脂肪细胞的油红O染色畛域
为了笃定葛根素是否具有阻挠成脂分化的作用,本参议对添加或不添加不同浓度(50、100、200mgJL)葛根素的细胞进行了油红O染色,并设置了药物侵略阳性组。与皆备分化的脂肪细胞比拟,葛根素剂量依赖性地阻挠了3T3-LI细胞在第3、6和9天的脂滴生成(图10)。第9天的阻挠后果更显着,且阻挠后果优于阳性药物。因此,葛根素可减少3T3-LI细胞脂肪分化流程中的脂质累积。
图10
7.5、葛根素对子系卵白抒发量的影响
与对照组比拟,模子组AKR1B1(图11A)、AKT1(图11B)、BCL2(图11C)、MMP9(图11D)、PPARG(图11E)、TNF(图11F)和TP53(图11G)卵白的抒发水平显耀升高(P<0.05),而BAD的抒发水平(图11H)卵白显耀裁汰(P <0.05)。与模子组比拟,给药组AKT1、AKR1B1、PPARG、MMP9、TNF、TP53和BCL2卵白抒发水平显耀裁汰(P <0.05),而BAD卵白抒发水平显耀升高(P <0.05)。
图11
8、体内食品摄入量和体重的畛域
在参议完满时(第9周),与其他组比拟,实验组之间的食品摄入量有所减少,如图12B.NC:第1周20.849,第9周26.065,增多25.02%HFD:第1周20.609,第9周36.134,增多75.33%PUE:第1周20.456,第9周27.166,增多32.80%ORL:第1周20.905,第9周31.647,增多51.38%。扫数小鼠的体重变化如图 12A所示。NC组小鼠体重增多了25.02%,而高脂饮食喂养的动物体重增多了75.33%,显耀高于NC组。然而,PUE组小鼠的体重仅比运转体重增多了32.80%,显耀低于HFD组。这标明PUE侵略不错裁汰体重增多的速率。
图12
9、体内苏木精和伊红染色畛域
隔离对脂肪组织和肝组织进行了苏木精和伊红(H&E)染色。脂肪组织的染色畛域标明,补充葛根素不错收缩脂肪细胞的体积。图12D知道,葛根素措置组小鼠的细胞体积与对照组一样,而高脂饮食组小鼠的细胞体积均与对照组一样。此外,葛根素措置还减少了大中型脂肪细胞的数目。同期,肝脏的H&E染色(图12C)知道,喂食高脂饮食的小鼠肝脏中有脂滴,而葛根素能灵验缓解乙醇和高脂饮食教导的脂质累积。H&E染色知道肝组织结构严重特别,空泡化严重。肝脏组织中一些肝细胞罗列荒芜,少数肝细胞水肿。一些炎性细胞也有浸润。PUE侵略后,这些症状显着缓解。
10、体内生化分析畛域
体内生化分析畛域如图12E所示,HFD组血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)水平显耀高于NC组。与HFD组比拟,PUE组血脂水平显耀裁汰。从血清总甘油三酯(TG)、低密度脂卵白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)和高密度脂卵白胆固醇(HDL-C)4项血脂研究不雅察葛根素的调理功能,互异显耀,呈改善趋势。
11、体内Western足迹检测畛域
Westernblot畛域知道,如图13 所示,与NC组比拟,HFD显耀上调PPARG、BCL2、TNF、AKT、TP53、MMP9、AKR1B1,显耀下调BAD。与HFD组比拟,PUE组显耀改善PPARG、BCL2、TNF、AKT、TP53、MMP9、AKR1B1的上调处BAD的下调。
图13
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发布于:湖北省