2024-06-17

中医药+网络药理学=性价比之王！同济大学+南京中医药大学强强联合发表新作！经典通路+干湿结合实现轻松发文！

小途生信果 2024-03-04 19:00:39

转自公众号：生信路
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中医药的小伙伴通常会搭上网络药理学这趟小车，性价比高，简单易学，可视化效果好。网络药理学搭配体外实验或体内实验，5分以上的文章可谓是手到擒来。尤其是在国家扶持中医药的大好时机下，每一个科研小伙伴都要赶紧抓住机会！

今天这篇文章采用了网络药理学和体外实验的结合，研究茯苓的主要活性成分在治疗糖尿病溃疡方面的潜在治疗作用。研究团队在此前报道了含有茯苓三萜类化合物的透明质酸水凝胶可以显著加速糖尿病伤口愈合，具有抗炎作用。本文通过网络药理学分析了茯苓和糖尿病溃疡的交集靶点，使用人脐静脉血管内皮细胞和人髓系白血病单核细胞进行了体外实验。

本文仅靠体外实验进行了验证，但研究思路较为完整。想要快速发表SCI的小伙伴们可以借鉴，换个中药或换个疾病也是同样的套路！充分利用网络药理学等生信工具助攻实验研究，缩短发文周期，实现发文自由！

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题目：茯苓的生物活性三萜类化合物通过调节PI3K-AKT信号通路治疗糖尿病溃疡

杂志：Journal of Ethnopharmacology

影响因子：IF=5.4

发表时间：2024年1月

研究背景

糖尿病溃疡（DU）是慢性伤口，属于糖尿病的严重并发症。该病影响了大约30%的糖尿病患者，甚至可能导致下肢截肢和死亡。DU中神经病变、缺血和高血糖的结合显著抑制了软组织中伤口和溃疡的愈合，导致伤口修复延迟。目前DU的治疗方法在其有效性方面存在许多局限性，迫切需要在全科医学中采用新颖有效的治疗方法来解决这一紧迫问题。加工过的茯苓具有一系列生物活性，包括抗炎、抗菌和抗氧化活性。因此，我们假设茯苓在治疗DU方面具有巨大的潜力。

数据来源

基于TCMSP、HERB数据库和相关文献，收集了茯苓的所有靶点。DU的靶标是从GeneCards和NCBI基因数据库中获得的。此外，使用UniProt数据库对目标信息进行了调整。

研究思路

旨在利用UHPLC-Q-TOF-MS和TCMSP数据库鉴定茯苓的活性化合物和潜在靶点，确定与糖尿病溃疡相关的靶点。富集分析后，构建蛋白质-蛋白质相互作用网络、分子对接。使用人脐静脉血管内皮细胞和人髓系白血病单核细胞（THP-1）进行了体外实验。在这些实验中应用了茯苓的活性成分。研究包括各种检测，如CCK-8、划痕试验、免疫荧光、蛋白质印迹、RT-PCR和流式细胞术，以探索茯苓三萜提取物（PTE）在治疗糖尿病溃疡方面的潜力。

主要结果

1. 茯苓中成分的鉴定

对茯苓进行了定性分析，通过UHPLC-Q-TOF-MS/MS鉴定了56种成分。PTE成为茯苓的主要成分，PTE的总离子色谱图如图所示（图1）。

图1 负离子模式下的总离子色谱图

2. 网络药理学显示茯苓的三萜类化合物依靠PI3K-AKT信号通路来缓解DU

本研究的网络药理学部分，确定了茯苓中74个潜在靶点和12种活性成分，这些靶点可以缓解DUs（图2A）。PPI 网络中（图2B），线条的粗细代表了中间中心性。PPI网络的枢纽节点筛选（图2C）确定了JUN、STAT3、MAPK1、AKT1和CTNNB是茯苓治疗糖尿病溃疡（DUs）活性成分的核心靶点。图2D-E显示了GO富集分析和KEGG富集分析结果（P < 0.05），旨在探究茯苓改善DU的潜在机制。强调了PI3K-AKT通路在茯苓缓解糖尿病并发症DU中的潜在意义（图2F）。化合物-靶点和靶点-通路网络分析显示了与化合物、靶点和通路的关系（图2G-H）。

图2 网络药理学研究茯苓抗DU的作用机制

3. 关键三萜类化合物与P13K蛋白表现出显著的结合活性

既往研究表明，PTE改善高糖诱导的HUVEC功能障碍的治疗机制与P13K蛋白的表达密切相关。利用UHPLC-Q-TOF-MS，鉴定了茯苓的几种三萜类成分，包括16α-羟基脱氢曲美烯醇酸、脱氢芦苓酸、茯苓酸A、茱苓酸B、茱苓酸C和厚酸。使用分子对接验证了活性成分与PI3K的结合亲和力。除多茴香酸c外，所有来自茯苓的三萜类化合物均与PI3K蛋白表现出显著的结合活性。这些发现表明，这些三萜类化合物可能是缓解糖尿病溃疡（DUs）的关键成分（图3）。

图2 茯苓与P13K蛋白结合的分子对接验证

4. PTE改善高糖诱导的 HUVEC 功能障碍

结合网络药理学研究，将PTE确定为茯苓的主要成分。开始评估PTE在体外治疗糖尿病溃疡的疗效。使用CCK-8测定法，检查了在不同浓度的PTE下 HUVEC的增殖（图3A）。在10 mg/L浓度下，PTE不影响细胞的增殖活性。当PTE浓度超过50 mg/L时，细胞活性下降。选择了10 mg/L的PTE浓度进行进一步的干预实验。接下来，进行细胞划痕实验，结果如图3B-C所示。与对照组相比，HG组24 h迁移率显著降低。通过RT-PCR分析CD31和VEGF的mRNA表达（图3D）。细胞免疫荧光用于检测VEGF的表达（图3E）。这些结果表明，高葡萄糖（HG）抑制HUVECs的血管生成，使用PTE可以有效改善这种抑制作用。

图3 PTE可以改善高糖诱导的HUVECs细胞功能障碍

5. PTE通过调节 PI3K-AKT 信号传导改善高糖诱导的HUVEC功能障碍

LY294002 和p-PI3K抑制剂用于直接检查PTE对PI3K-AKT信号通路的影响（图4A-B）。结果表明，PTE促进PI3K-AKT通路信号转导，并在促进血管生成方面发挥治疗作用。

图4 PTE通过调节PI3K-AKT信号通路改善高糖诱导的HUVECs细胞功能障碍

5. PTE改善LPS诱导的THP-1细胞炎症反应

M1巨噬细胞的极化在维持炎症反应中起着重要作用。为了评估PTE在改善细胞炎症反应方面的潜力，研究了其对THP-1巨噬细胞的影响。PTE 干预导致炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和NF-κB的mRNA表达降低。PTE通过极化M2 巨噬细胞和减少促炎因子的分泌来发挥抗炎作用（图5）。

图5 PTE通过调节PI3K-AKT信号通路改善高糖诱导的HUVECs细胞功能障碍

文章小结

这是首次阐明从茯苓中提取的各种生物活性三萜类化合物成分用于治疗糖尿病溃疡的潜力。此外，这项研究表明，PTE通过调节PI3K-AKT信号传导，特别是通过激活p-AKT和p-PI3K蛋白，缓解了高血糖水平诱导的HUVEC功能障碍。中医药的小伙伴可别错过！充分利用网络药理学助攻中医药实验研究，想复现思路的朋友快快联系小途吧！低成本、周期短的5分作业快抄起来！

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