基于网络药理学研究化瘀软肝胶囊调控细胞自噬干预HF模型大鼠的作用机制

来源 :甘肃中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qdgong
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目的:本研究旨在通过网络药理学与分子对接技术预测和筛选化瘀软肝胶囊治疗肝纤维化的作用靶点及效应机制。进一步通过动物实验探讨该中药复方制剂基于PI3K/AKT/m TOR信号通路调控细胞自噬干预肝纤维化模型大鼠的作用机制,为化瘀软肝胶囊的临床应用及基础研究提供实验依据。方法:网络药理学研究:TCMSP平台与BATMAN数据库检索药物化学成分与作用靶点,Gene Cards、OMIM、TTD、Pharm GKB及Drug Bank等数据库筛选疾病靶标,Uniprot数据库对靶点进行基因注释,Cytoscape3.8.0构建药物-化合物-靶点网络,STRING构建PPI蛋白互作网络,根据拓扑参数筛选化瘀软肝胶囊治疗肝纤维化的核心靶点,通过Bioconductor在线软件进行基因组数据的高通量分析,进行GO生物功能注释和KEGG富集分析,采用Auto Dock软件对关键靶点与核心成分进行分子对接分析。实验研究:以SD雄性大鼠为研究对象,采用复合多因素方法(40%Ccl4花生油溶液皮下注射+高脂饲料+5%乙醇溶液饮水)复制肝纤维化大鼠模型8周,模型评价成功后依据随机数字表法分为空白对照组(NC)、模型组(Model)、秋水仙碱组(Col)、化瘀软肝胶囊低、中、高剂量组(HYRG-L、HYRG-M、HYRG-H);药物治疗6周后处死,取血浆和肝组织,运用全自动生化分析仪检测各组大鼠血清中肝功能相关指标(ALT、AST),计算Liver Index水平,HE染色与天狼猩红染色(Sirius red staining)观察肝脏组织形态学病理变化和胶原纤维沉积状况,采用Elisa法检测网络药理学预测结果中炎症因子白细胞介素-6(IL-6)表达情况,蛋白免疫印迹法(Western Blot)测定肝星状细胞活化标志物α-SMA、自噬相关蛋白LC3-B、Beclin-1及网络药理学预测结果中PI3K/AKT/m TOR信号通路关键分子的蛋白表达情况,免疫组织化学染色法观察自噬相关蛋白LC3-B、Beclin-1的表达情况,RT-q PCR观察LC3-B、Beclin-1、α-SMA的基因水平变化,免疫荧光染色法测定α-SMA蛋白含量。结果:网络药理学研究:共筛选出化瘀软肝胶囊活性成分128个;预测药物与疾病共有靶点367个;蛋白相互作用PPI网络筛选出23个核心节点;富集分析结果表明,化瘀软肝胶囊抗肝纤维化治疗作用的发挥主要通过调控PI3K-AKT信号通路、IL-17信号通路、人类巨细胞病毒感染、MAPK信号通路等途径实现,关键靶蛋白与核心成分结合性能良好。实验研究:(1)血清生化指标结果表明,与NC组比较,Model组大鼠血清中ALT、AST及Liver Index水平增高(P<0.05);与Model组比较,Col组与HYRG-H组血清中ALT及Liver Index水平出现不同程度的降低(P<0.05),而Col组、HYRG-M组与HYRG-H组血清中AST水平明显降低(P<0.01),差异具有统计学意义。(2)HE染色结果显示,与NC组比较,Model组大鼠肝脏组织中央静脉周围大量肝细胞脂肪变性、结缔组织增生、胶原纤维沉积,不同静脉间互相连接,形成纤维桥接,并可见炎性细胞浸润;与Model组比较,各药物治疗组均可不同程度上改善上述病理变化。(3)天狼猩红染色结果发现,NC组少量红色胶原纤维紧局限于汇管区位置,Model组各型血管壁胶原纤维自汇管区向外扩展,已逐渐形成假小叶、破坏正常肝组织构架与血流分布,各药物治疗组干预后汇管区胶原纤维沉积得到不同程度缓解。(4)Elisa法检测结果发现,与NC组比较,Model组大鼠血清中IL-6的含量升高(P<0.05)且差异具有统计学意义,而与Model组比较,Col组、HYRG-H组大鼠血清中IL-6的含量不同程度降低(P<0.01),差异具有统计学意义,HYRG-L组、HYRG-M组大鼠血清中IL-6含量降低不明显(P>0.05),差异无统计学意义。(5)Western Blot结果显示,与NC组比较,Model组大鼠肝脏组织中α-SMA的蛋白表达水平明显升高(P<0.05),与Model组比较,各治疗组药物干预后大鼠肝脏组织中α-SMA的蛋白表达水平明显降低(P<0.05),差异均具有统计学意义。与NC组比较,Model组大鼠肝脏组织中Beclin-1、LC3-B的蛋白表达水平明显升高(P<0.05),与Model组比较,各治疗组药物干预后大鼠肝脏组织中Beclin-1、LC3B的蛋白表达水平明显降低(P<0.05),尤其是以高剂量组改善明显,差异均具有统计学意义。与NC组比较,Model组p-AKT/AKT、p-m TOR/m TOR蛋白表达水平下降(P<0.05),与Model组比较,HYRG-L组p-AKT/AKT、p-m TOR/m TOR蛋白水平无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05);而Col组、HYRG-M组、HYRG-H组p-AKT/AKT、p-m TOR/m TOR蛋白表达水平不同程度上升(P<0.05),差异具有统计学意义。(6)免疫组织化学染色法结果表明,与NC组比较,Model组LC3-B、Beclin-1阳性面积比率(阳性表达面积占总面积之比)上升(P<0.05),而与Model组比较,各治疗组药物干预后,LC3-B、Beclin-1阳性面积比率不同程度下降(P<0.05),差异均具有统计学意义;与NC组比较,Model组LC3-B、Beclin-1平均光密度值(阳性累积光密度IOD值/阳性面积)增加(P<0.05),而与Model组比较,Col组、HYRG-M组、HYRG-H组药物干预后,LC3-B、Beclin-1平均光密度值减少(P<0.05),差异有统计学意义,其中HYRG-L组治疗后平均光密度值下降不明显(P>0.05),差异无统计学意义。(7)RT-q PCR结果显示,与NC组比较,Model组肝脏组织中LC3-B、Beclin-1、α-SMA的m RNA表达水平升高(P<0.05),差异具有统计学意义;与Model组比较,各治疗组干预后大鼠肝脏组织中LC3-B、Beclin-1、α-SMA的m RNA表达水平降低(P<0.05),差异具有统计学意义。(8)免疫荧光染色法结果发现,与NC组比较,Model组肝纤维化大鼠肝脏组织中α-SMA阳性细胞数及阳性率(阳性细胞数/总细胞数)升高,与Model组比较,各治疗组(Col组、HYRG-L组、HYRG-M组、HYRG-H组)药物干预后α-SMA阳性细胞数及阳性率得到不同程度降低。结论:网络药理学研究:化瘀软肝胶囊治疗肝纤维化具有多成分、多靶点、多通路特点,其作用机制主要与炎症反应、细胞自噬、增殖与凋亡等信号途径相关。实验研究:化瘀软肝胶囊可通过调节ALT、AST及Liver Index水平改善HF模型大鼠肝功能损伤及组织纤维化程度;同时化瘀软肝胶囊可通过降低炎症指标IL-6血清表达,下调HSC活化标志物α-SMA、自噬相关蛋白LC3-B、Beclin-1的蛋白与m RNA表达水平,减少组织炎症反应、阻碍肝星状细胞活化、抑制细胞自噬,进一步探究发现其作用机制一定程度上与激活PI3K/AKT/m TOR信号通路有关。
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