泽泻联用治疗糖尿病肾病作用机制的网络药理学研究

 摘要

采用网络药理学方法,研究茯苓、泽泻治疗糖尿病肾病的主要蛋白靶点及作用机制。使用中药系统药理分析平台在线数据库、DigSee、GeneCards、UniProt等对茯苓、泽泻中糖尿病肾病相关的活性成分、蛋白靶点和基因进行检索筛选,使用Cytoscape 3.8.2软件和STRING在线网站分别构建化合物-靶点网络图和蛋白质相互作用核心网络图,最后利用DAVID和KOBAS数据库对核心靶点进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。从茯苓和泽泻两味药材中共筛选得到与糖尿病肾病相关活性化合物25个,涉及26个靶点,核心化学成分为常春藤皂苷元和谷甾醇,关键作用靶点为NR3C1和NCOA2,主要参与的信号通路有花生四烯酸代谢和脂肪细胞脂解的调节。本研究采用网络药理学方法,发现茯苓和泽泻治疗糖尿病肾病具有“多成分、多靶点、多途径”的特点,两味药材联用,使利水作用倍增,增强了对糖尿病肾病的治疗效果。

 关键词:网络药理学;茯苓;泽泻;糖尿病肾病

 1引言

在我国,由于人们生活方式的改变,糖尿病患病率逐年上升,糖尿病患者肾脏并发症的发生率也在增加。糖尿病肾病(DN)是糖尿病引起的肾脏疾病,是常见的糖尿病微血管并发症,也是糖尿病患者终末期肾病的重要原因之一。其本质是肾小球病变,糖尿病患者血糖高,体内糖代谢紊乱,引起微血管损伤,血流动力学改变,最后发生肾小球硬化。本病临床症状一般为尿白蛋白排泄增加、高血压、肾小球滤过率下降和心血管病,无其他肾脏疾病。近年来,糖尿病肾病的发病机制研究十分广泛,但其具体发病机制尚不清楚。目前认为其发病机制可能与糖脂代谢紊乱、炎症因子和肾脏血液微循环障碍等有关。因此,西医治疗中控制病情发展的主要途径是控制血压、调节血糖,形成良好的生活方式。同时,糖尿病肾病患者缺乏临床表现,无法根据临床症状准确诊断。因此,常以患者体内炎症指标和肾功能指标为标准来诊断有无糖尿病肾病。

传统中医理论认为,糖尿病肾病可归入“肾劳”、“水肿”、“肾消”等范畴。为了长期解渴,肾气损伤、水湿停滞、皮肤四肢溢液、气阴两虚、瘀血阻滞是解渴病的痼疾。近年来,中医药治疗糖尿病肾病越来越受到重视。DN的病理机制与五脏相关,以肾脏为主。其基本病机为表虚。本虚是指气阴阳两虚,主要是肾虚。实证为内热、外邪、痰湿、血瘀、毒浊,但血瘀与痰湿最为重要。在病程的不同阶段,有独特的病机重点。

中医治疗中,根据糖尿病肾病气阴两虚、肾虚血瘀的特点,多采用益气养阴补肾方治疗。本实验通过总结分析已知的治疗糖尿病肾病的中药方剂和文章,发现茯苓和泽泻是DN治疗方剂中的高频中药材,张仲景《伤寒论》中记载的该药主要作用是利尿、除湿、健脾,符合DN的基本病机特点。茯苓(Schw))狼为多孔菌科伞菌属真菌茯苓的干燥菌核。性平、味甘、淡、入心、肺、脾、肾经。《神农本草经》记载:“主胸充盈、忧、惊、心悸、心口痛、寒热满、咳嗽、口舌干燥、小便不利。”主治:水肿、痰饮、心悸、失眠。其主要功效为利尿、除湿、健脾和中。

泽泻是泽泻科植物泽泻的干躁根茎。寒性、甘、淡、归肾、膀胱经。《药性论》有“制肾亏自释,治五淋,益膀光热、冷水道”。具体作用为利尿、退肿、清热利湿、清热解毒。与茯苓对比,泽泻利尿能力很强,也有润肺滋阴的功效。张仲景《金匮要略》一书中记述泽泻可以治疗“解渴”。泽泻可双向调节,利尿清热利湿生津解渴。茯苓和泽泻是古医籍记载利尿、润肺药对。茯苓性温、味辛、滋润健壮、全透明,能增强体质、避邪。拉肚子性严寒,可以使水变湿,驱逐发热量。善于熄脾经火,有利于膀胱湿热。两药共用,茯苓利尿去湿实际效果翻倍,泽泻利尿还可以将脾下身从膀光装运。茯苓与泽泻搭配具备利水功效,对水液证功效翻倍,可治疗水肿、排尿不畅、等不适反复性水液证。

网络药理学是系统理论支撑的一门学科。建立和数据分析系统互联网,挑选特殊节点设计多靶点药品。根据搭建化学物质与病症靶点联系的网络结构图,能够预测分析药品的合理有效成分及各靶点,科学研究药品对病症具体的作用机理。伴随着网络药理学的高速发展,中药材繁杂制度的网络药理学剖析慢慢造成大家的高度关注。中医药学是一个多组分、多靶点、多途径相互影响的复杂系统。辩证和整体观念这俩特性根植于中药治疗的全流程。网络药理学和传统实验方法的区别就是,以系统学和药学基础知识为载体,应用计算机技术等学科,融合现代科学科研成果,摆脱“一靶、一药”传统的见解,搭建多靶点多组分互联网,从宏观视角其研究思路的一致性和系统化与中医基础理论相关。因为茯苓和泽泻成份繁杂,医治糖尿病肾病涉及到身体内多种多样流程和转录因子。传统双组分相匹配单靶点的研究思路不太适合论述茯苓和泽泻医治糖尿病肾病的作用机理。

本试验融合茯苓、泽泻的重要相关成分和中药材“药对”的“多成分、多靶点、多途径”功能特性,用以药品靶点疾病治疗,对药品靶点病症糖尿病肾病的数据可视化网络结构图和潜在性蛋白质靶点进行全面的、全方位的解读,表明其作用机理为科学评价茯苓和泽泻医治糖尿病肾病的临床疗效给予一定的理论来源,并进一步科学研究泽泻和茯苓医治糖尿病肾病的功效。

 2方法

  2.1茯苓、泽泻化学成分收集

以“茯苓”“泽泻”为关键词利用中药系统药理学分析平台,检索茯苓、泽泻两味药材中所含有的全部化学成分,建立茯苓-泽泻化学成分数据库。

 2.2活性化学成分及靶标蛋白的筛选

在化学成分数据库的成功建立中,以口服生物利用度和药物相似度指数两个指标作为筛选药物活性成分的条件,设定口服生物利用度(OB)≥30%,药物相似度指数(DL)≥0.18以维持药物的有效成分。口服生物利用度表示口服药物中的活性基团或活性成分到达全身循环并被吸收的程度和速率,OB值通常与药物的生物活性分子的药物相似指数成正比。随后利用TCMSP网站的化合物靶标识别功能,选择“Related Targets”按键,通过查找功能对筛选得到的茯苓和泽泻中的有效活性成分所对应的蛋白靶点进行逐一检索,最终整理得到药材有效活性成分及靶标蛋白。

 2.3疾病靶点的筛选

利用OMIM、DigSee、GeneCards等数据库,将关键词设为“Diabetic Nephropathy”进行检索,将从各数据库中收集得到的疾病靶点进行合并和去除重复项处理,经过整理后得到与糖尿病肾病相关的基因。

 2.4靶标蛋白基因名的确定

为了更有利于后期数据的处理和分析,实验借助UniProt、HGNC、PubMed等数据库查询中得到的蛋白靶点,且限定物种为“homo sapiens”,让全部蛋白靶点转化为较为规范的简单的symbol,去除部分在数据库中找不到对应名称的靶标蛋白后,最终得到药物的有效靶点。

 2.5韦恩图的构建

为了明晰药物作用靶点和糖尿病肾病表达靶点之间的关系,本实验利用Venny2.1.0网站将得到的茯苓和泽泻中活性将成分对应的靶标蛋白与疾病靶点的关系映射在一起,最终得到在线韦恩图。通过分析图的交叉部分,得到药物和疾病的相同靶点。也就是泽泻治疗糖尿病肾病的潜在靶点。

(1)药物活性成分-交集靶点网络的构建

为了明确茯苓和泽泻中各活性成分、靶点与疾病之间的关系,将筛选出的茯苓和泽泻中的活性化合物与1.5中得到的茯苓和泽泻治疗DN的靶点进行匹配,将得到的对应关系输入表格,再将表格导入到Cytoscape 3.8.2软件中构建药物活性成分-交集靶点网络,分析各化合物和靶点节点的度(degree)值,预测茯苓和泽泻中治疗糖尿病肾病的重要化合物成分和关键作用靶点。

(2)蛋白质相互作用核心网络(PPICN)图的构建

为了从蛋白质水平进一步了解药物靶点和DN靶点之间的关系,本实验将1.5中得到的11个茯苓和泽泻治疗DN的将靶点导入蛋白质相互作用网站STRING10.5(https://string-db.org),并将物种定义为“homo sapiens”,创建蛋白质相互作用核心网络图谱。然后将PPICN网络图数据保存为“TSV”文件格式,然后将文件导入Cytoscape3.8.2软件进行可视化分析。

 2.6核心靶点的基因本体功能富集分析和KEGG通路分析

为了阐明茯苓和泽泻中治疗糖尿病肾病的关键靶点的生物学功能以及其与体内各信号通路之间的关系,在DAVID在线数据库(https://david.ncifcrf.gov/)中输入1.5中得到的11个茯苓和泽泻治疗DN的作用靶点,输入目标基因的名称列表并限定物种为“homo sapiens”,在上述数据库中进行检索等一系列操作,得到GO富集数据,将其导出,选取具代表性的条目进行GO(gene ontology)生物学过程富集分析,得到茯苓和泽泻潜在靶点参与的生物学反应过程,所具有的分子功能以及所在的细胞部位,另外利用在线绘图网站-微生信网站(http://www.bioinformatics.com.cn/)绘制出GO功能富集分析气泡图。同时我们利用DAVID网站对基因名先进行转换得到Gene ID,然后将转换后得到的Gene ID输入到网站KOBAS3.0(http://kobas.cbi.pku.edu.cn/anno_iden.php),选择研究种类为“Entrez Gene ID”,限定物种为“homo sapiens”,便可得到KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信号通路富集结果,之后将结果导出并设定阈值p<0.05,选取排名靠前的KEGG通路进行作图详细分析,探究茯苓-泽泻治疗糖尿病肾病的潜在靶点参与的生物学过程和涉及到的体内信号通路。

 3结果

  3.1茯苓-泽泻活性化合物和靶标蛋白的筛选

通过TCMSP网站检索到泽泻和茯苓两味药材共有80个化合物,其中46个来自泽泻,34个来自茯苓。然后以以口服生物利用度(OB)≥30%和药物相似指数(DL)≥0.18为筛选条件,获得药物的有效成分。最终共获得25种活性成分,其中10种来自泽泻。15来自茯苓。25种筛选活性化合物的基本信息如表2-1所示。利用TCMSP网站的化合物靶标识别功能,选择“Related Targets”按键分别对25个有效活性成分所对应的靶点蛋白名称进行逐一检索,将得到的靶蛋白通过UniProt、HGNC、PubMed等数据库进行规范化和简化,限定物种为“homo sapiens”,去除部分无法在数据库中找到对应名称的靶标蛋白后,经整理最终一共得到了39个药物有效靶点。

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 3.2糖尿病肾病相关靶点的筛选和在线韦恩图的构建

从OMIM、DigSee、GeneCards等数据库中,以“Diabetic Nephropathy”为关键词进行检索,将各数据库中检索得到的基因经过合并和去除重复项后,一共得到了3312个与糖尿病肾病相关的靶点。同时将2-1中得到的茯苓和泽泻有效活性成分所对应的靶点经过去除重复项处理后,最终获得26个药物潜在作用靶点。将这3312个疾病靶点与26个药物潜在作用靶点共同输入到Venny2.1.0网站中得到在线韦恩图(如图2-1),通过在线韦恩图可知,中药泽泻中的药物靶点为NR3C2、NCOA2、PGR、NR3C1、PTGS1。同时,这些靶点全包含在茯苓的药物靶点中,也都是糖尿病肾病的靶点,这证明了泽泻在治疗糖尿病肾病中起着重要作用。此外,在药材茯苓中除去这5个靶点,还含有6个治疗糖尿病肾病的靶点,分别是CHRM2、ADH1B、LYZ、PTGS2、RXRA、SLC6A2。这11个茯苓-泽泻治疗糖尿病肾病的靶点信息见表2-2。

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  3.3药物活性成分-交集靶点网络分析

将药品相关成分和中药材与病症共同的靶标线上Wayne图谱引进Cytoscape3.8.2手机中,打造了包含13个活性化合物节点和11个交叉式靶标节点、24条边的24个节点的相关成分-交叉式靶标网络结构图在这里网络结构图中,左侧红色的节点表明伏苓和泽泻里的活性化合物,左边的淡黄色、绿色和蓝色节点表明伏苓和泽泻医治高血压肾病的潜在性靶标。一个节点的相对密度值表明网络里传送到该节点的其他节点总数,2个节点间的相互作用用边沿表明。在药品活性成份交叉式靶标的网络结构图中,节点尺寸随度值转变。多度值越多,节点也就越大。除此之外,右边相交点对象色调随度系数的增加而发暗。该图还描写了中药材多组分与小分子抑制剂的相互作用体制。各化合物均值与0.8个靶相互作用,各靶均值与1.2个化合物相互作用。根据网络结构图能够得知,泽泻伏苓存有一种化合物应用于好几个靶标相互作用的情况以及不同化合物应用于同一个靶标的情况。挑选具备更皮内瘤系数的节点展开分析。节点度值越大,代表着节点相连的化合物或靶标越大,在网络里起到重要作用,很有可能是不可或缺的化合物或靶标。在成份等级分类上,中药茯苓中MOL000296-青藤碱的水平最大,与9个靶标相互作用,其次泽泻中MOL000359-谷甾醇与3个靶标相互作用。其它11个交叉式靶标按水平排列,比较大的为NR3C2、NR3C1和PGR,先后与5、4、4个化合物相互作用。

图2-2药物活性成分-交集靶点网络图

44be2d252db080fc67d5c4f35bb5cdc8  3.4茯苓-泽泻与糖尿病肾病蛋白质相互作用的构建与分析

将2.3中得到的11个茯苓和泽泻治疗糖尿病肾病的作用靶点带入蛋白交互作用网站STRING10.5绘制图表以获得PPICN(图2-3)。该图总共包含11个节点和12条边。节点代表相关蛋白质,每条边代表蛋白质之间的相互作用,线越多越粗,节点之间的关联度越大,平均节点度值为2.18,局部聚类系数为0.652。同时保存PPICN网络图TSV格式文件,导入Cytoscape 3.8.2软件进行可视化分析,分析结果显示NR3C1、NCOA2、PGR这三个靶点度值排名靠前,则可能为茯苓-泽泻治疗糖尿病肾病的关键靶点。

图2-3茯苓-泽泻与糖尿病肾病蛋白质相关作用核心网络图(PPICN)

9333e386a2f27f1144addde3ac58ff52  3.5核心靶点的基因本体功能富集分析和KEGG通路分析

糖尿病肾病治疗药材11个核心靶点进入DAVID网站进行GO功能富集分析和最终GO条目一共有28个,其中包含与生物过程(Biological Process,BP)相关条目有13个,5个细胞组成(Cellular Component,CC)以及10个与功能分子(Molecular Function,MF)相关条目。生物过程(BP)富集结果显示,交集靶点主要涉及前列腺生物合成、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、细胞脂质代谢等生物过程。同时,根据细胞组成(CC)的富集结果可知,交集基因主要分布在于细胞核、细胞器膜、核原生质等细胞部位。功能分子(MF)富集结果显示,交集基因主要对类固醇激素受体、序列特异性DNA结合、过氧化物酶活性、血红素结合等过程产生影响,从而发挥治疗作用。利用在线绘图网站-微生信网站(http://www.bioinformatics.com.cn/)将这三种条目分开进行作图,得到图2-4、图2-5和图2-6,其中纵坐标为GO条目名称,横坐标显示富集结果,图中的气泡颜色代表的是富集结果pvalue值,而气泡大小表示基因Count值,在气泡图中,气泡越大,颜色越深也说明富集越明显。

图2 4 GO功能富集分析-BP分析气泡图

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图2-6 GO功能富集分析-MF分析气泡图

同时先后分别利用DAVID网站和KOBAS网站共同进行KEGG通路富集分析,总共得到了52条KEGG通路,以p<0.05为条件进行筛选,最终得到了44条符合要求的信号通路,另选取p值较小且与糖尿病肾病相关的排名前十的信号通路进行作图,见图2.7。KEGG富集结果显示茯苓-泽泻治疗糖尿病肾病的11个潜在靶点主要富集在脂肪细胞脂分解的调节、花生四烯酸代谢、甲状腺激素信号通路、化学致癌性等信号通路,这也说明茯苓-泽泻可以通过多靶点多通路协同作用,从而发挥出治疗糖尿病肾病的作用。

图2-7泽泻-茯苓治疗DN核心靶点KEGG富集分析的10条通路图

026183999cf783a449ff5b5e5a045224  4讨论

随着中国经济飞速发展和人民生活质量的提高,人们的生活方式已经发生了很大的改变,热量摄入的增多和体力活动的减少导致肥胖人数和“三高”人群不断增加,与此同时,中国人口老龄化程度也不断加深,糖尿病患病人数也在迅速上升,而糖尿病患者患病后最多见的一个并发症是糖尿病肾病(DN),该并发症的患病率也不断上升。糖尿病肾病是由于高血糖导致肾脏血流动力学及体内的葡萄糖代谢异常,进而造成肾功能障碍,最终形成肾小球硬化。临床主要表现为尿蛋白、水肿、高血压和肾功能异常,因此目前临床检测最常用的生物标志物是白蛋白尿和肾小球滤过率(GFR)。另外目前西医治疗中并没有对本病的发病机制及病因有明确阐述,一般认为是多因素作用的结果,主要与肾脏内血流动力学异常和某些生长因子和细胞因子的作用有关。因此,在目前的西医治疗方案中并没有特效措施。古代医书中并未出现糖尿病肾病这一病名,但该病与《圣济总录》《证治要诀》等古籍中所记载的消渴症长久不愈所致的水肿、肾消等症状高度相似。例如“消病久,肾气受伤,肾主水,肾气虚衰,气化失常,开阖不利,水液凝聚体内而现浮肿”,出自于《圣济总录》。另外,《证治要诀》中也有这样类似的记载:“三消久而小便不臭,反作甜气,在溺中滚涌,有浮在溺面如猪脂,此精不禁”。上述医书古籍都明确地指出,消渴症如果长时间得不到治愈,会出现水肿、肾消等症状和体征,而这与糖尿病肾病的现代医学认识是一致的。通过总结各医家对于DN病机的研究,现如今,针对糖尿病肾病主要发病机制普遍认同的观点是“本虚标实”。本虚以气阴两虚、脾肾亏虚为主,标实则以血瘀、湿浊、痰瘀为主,本虚与标实相互夹杂,共同致病。

茯苓主要产自于云南,湖北,安徽等地,主要功效为利水渗湿、健脾调中。茯苓属于药食两用药材,是临床运用较多的传统药材之一,可用于治疗高血压性心脏病、慢性肾衰、肾病综合征等疾病。泽泻主要产自于福建、四川和江西等地,其主要功效为利水消肿、渗湿泄热。查阅现代药理学研究文献后发现,茯苓中主要含有的化学成分为三萜类化合物、脂肪酸类化合物和多糖类化合物,研究表明中药茯苓中因含有结构类似于醛固酮拮抗剂的化成分学,能够抑制机体内的肾素-血管紧张素系统,抑制水和钠通道,调节水平衡,促进机体保钠排钾,从而发挥利尿的药理作用,此外茯苓还具有抑制炎症、增强免疫、抗肿瘤等其他药理作用。中药泽泻中主要含有的化学成分是三萜及倍半萜类化合物、植物甾醇和挥发油等。现代研究表明,泽泻经水提取后得到的物质能够促使胰岛细胞分泌并释放胰岛素,分解血液中的葡萄糖,降低血糖含量,还能对胰岛组织产生保护作用,使其免受伤害。此外,泽泻还具有抗肾炎活性、抗肿瘤、保肝等其他药理作用。从两种药材的现代药理学研究中,我们能够得知两种药材对糖尿病肾病都有一定的治疗作用,如茯苓的利尿作用可调节机体水平衡,消除水肿;泽泻的降糖作用能够调节机体的糖代谢。而在中医理论中,泽泻有泻无补,而茯苓则有泻有补,两药并用,利水作用增强,水道畅通无阻,则肿消。

本实验按照网络药理学研究的实验流程,在中药系统药理学分析平台上对茯苓、泽泻这两味中药进行检索,并筛选药材中的有效活性化学成分,最终得到25个活性成分。然后基于中药系统药理学分析平台分别检索茯苓和泽泻中的有效活性成分所对应的靶标蛋白,同时利用在线数据库,如UniProt、HGNC和PubMed等,将所得到的靶点蛋白进行规范化处理和简单化处理,得到茯苓化合物蛋白靶点30个,9个泽泻化合物蛋白靶点,删除部分重复项后,如cytochrome p450-cam,最终得到26个靶点,体现出了茯苓-泽泻配伍使用具有多靶点作用且共同作用于多个靶点的特点。

此外,通过构建茯苓-泽泻配伍的化合物靶点和疾病靶点的在线韦恩图(见图2.1),发现化合物靶点和疾病靶点聚集在11个基因上(见表2-2)。然后用Cytoscape3.8.2软件绘制药物有效成分与交集基因的关系图,制作药物有效成分与交集靶点相互作用的网络图(见图2.2),通过对网络图导出的数据进行分析可知:NR3C2、NR3C1、PGR、NCOA2和PTGS1这五个靶点均为茯苓-泽泻治疗糖尿病肾病的重要靶点。其中NR3C2表示的是盐皮质激素受体,是一种配体依赖性转录因子。盐皮质激素是一种由肾上腺皮质球状带分泌的类固醇激素,其主要的生理功能是保留机体肾小管中的水和促进钠的重吸收,通过与下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素协同作用,维持机体内水平衡和电解质平衡。NR3C2与盐皮质激素结合,主要是醛固酮,能够调节离子和水运蛋白的表达,通过促进水和盐在肾脏内的潴留进而直接影响血压。NCOA2代表细胞核受体共激活因子2,该因子以配体依赖的方式与核受体进行结合,对核受体转录过程的活性进行调控。过氧化物酶体增殖物激活受体γ是脂肪分化过程中的关键因子,该因子转录活性受到NCOA2的调控,因此NCOA2维持白色和棕色脂肪细胞之间的稳态平衡,对脂肪沉积有着重要的调控作用。PTGS1是前列腺素合成的关键酶,主要表达于胃、肾和血小板,其主要的功能是通过合成前列腺素来调节细胞的正常生理活动,维持内环境稳态,与机体发生的炎症反应过程息息相关。同时,在该网络图中度值最大的化合物为中药茯苓中的MOL000296-常春藤皂苷元(hederagenin)成分。常春藤皂苷元是一种五环三萜类的化合物,各种药用植物中均含有,因其具有水溶性较差和生物利用度较低的缺点,故在临床上没有被大范围应用。研究发现常春藤皂苷元能够通过促进胰岛素的分泌和释放,降低机体血液中的糖含量和胰高血糖素水平,增强肝脏和肌肉中的糖原合成,从而发挥出抗糖尿病的作用,进而抗糖尿病肾病。此外常春藤皂苷元还具有抗抑郁、抗肿瘤、抗炎、抑菌、保肝等一系列药理作用。另外度值排名靠前的化合物还包括中药泽泻中的MOL000359-谷甾醇(sitosterol)成分,谷甾醇是一种具有天然活性的植物甾醇,具有抗炎、抗癌、抗氧化等药理作用。研究发现该化合物与胆固醇都属于甾体化合物,两者分子结构相似,因此该化合物可与胆固醇竞争体内结合位点,抑制胆固醇吸收,从而达到降脂作用。同时现代研究证明,泽泻的水提物和醇提物能够降低胆固醇含量,具有降血脂的作用。而糖尿病肾病患者体内的脂质代谢紊乱通常是其发病机制之一,且随着病情的发展,代谢会更加紊乱,肾脏中会出现脂质异常沉积现象。因此,我们有理由推断,常春藤皂苷元和谷甾醇这两个化学成分可能是茯苓和泽泻治疗糖尿病肾病的关键核心化合物。

同时本实验利用蛋白交互作用网站STRING10.5构建得到PPICN网络图,在Cytoscape3.8.2软件中输入PPICN网络图数据,对该网络图进行分析得到,度值排名前三的靶点依次为NR3C1,NCOA2和PGR,其中NR3C1是度值最大的靶点,为糖皮质激素受体。糖皮质激素(glucocorticoid,GC)是肾上腺皮质分泌得到的一类甾体激素,又称肾上腺皮质激素。糖皮质激素对机体内的大部分生理过程都有调节作用,如碳水化合物和脂肪的合成与代谢,同时它还具有抗炎和免疫抑制的药理作用。糖皮质激素受体是一种核受体,在细胞增殖、分化和凋亡过程中起调节作用。糖皮质激素必须要与糖皮质激素受体结合,才能被激活发挥作用,而糖皮质激素受体是从细胞内的热休克蛋白中分离出来的,同时两者结合形成的复合物迅速进入细胞核内,结合反应原件,调节下游基因的表达,从而发挥其抗炎和免疫抑制的药理作用。我们将PPICN网络图的分析结果与药物活性成分-交集靶点网络图的分析结果进行比对研究,从中可知,NR3C1和NCOA2这两个靶点为茯苓和泽泻治疗糖尿病肾病的关键核心靶点。

此外,GO功能富集结果显示,茯苓-泽泻联用治疗糖尿病肾病的潜在靶点可能与RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、细胞氧化解毒、DNA模板转录、细胞脂质代谢、血压的调节等生物过程有着密切的联系,主要分布于细胞核、细胞器膜、核原生质等细胞部位,同时潜在作用靶点在体内发挥治疗作用,可能是因为对类固醇激素受体、序列特异性DNA结合、过氧化物酶活性、血红素结合等过程产生了影响。同时KEGG通路分析显示,茯苓-泽泻联用治疗DN主要涉及脂肪细胞脂分解的调节、花生四烯酸代谢、化学致癌性等信号通路的调节。花生四烯酸是一种人体必需的氨基酸。它是合成前列腺素的直接前体物质,同时还是一种重要的结构脂类物质,该物质具有降血脂、抗炎、抗脂质氧化等一系列药理作用。花生四烯酸在环氧合酶作用下可生成前列腺素F2α,最终转化成丙二醛。而8-表氧-前列腺素F2α是在没有环氧合酶作用下,脂质经过氧自由基的催化发生过氧化反应的产物,其前体物质也是花生四烯酸。研究表明糖尿病患者体内存在着脂质过氧化反应,且病程越长,反应越明显,因此8-表氧-前列腺素F2α可作为反应糖尿病肾病患者病情发展的重要指标。脂肪细胞脂质分解的过程与脂肪在人体内的分布和机体脂质代谢过程有着紧密的联系,同时脂肪细胞发生脂肪分解能够产生游离的脂肪酸。这些游离的脂肪酸可以作为燃料,为周围组织提供能量,同时,也可以作为信号分子来调节机体内葡萄糖和胰岛素的含量和活性。因此,脂肪细胞脂分解不仅调节了能量的平衡和脂肪的分布,而且对机体糖脂代谢的正常调节起着重要作用。

综上所述,糖尿病肾病的发病机制复杂。本实验采用网络药理学的方法,探讨茯苓和泽泻治疗糖尿病肾病的作用机制,有助于该病的防治。结果表明,茯苓与泽泻配伍具有多组分、多靶点、多途径的特点。茯苓和泽泻治疗糖尿病肾病的主要活性成分可能是常春藤皂苷和甾醇。这些活性成分的主要作用靶点为NR3C2、NR3C1、NCOA2和PTGS1,调节体内脂肪分解和花生四烯酸代谢的信号通路,在糖尿病肾病的治疗中发挥作用。茯苓中的蛇皂苷和泽泻中的谷甾醇分别调节机体的糖代谢和脂代谢。同时,两种草药的核心靶点可作用于机体炎症反应和水平衡过程,体内糖脂代谢和炎症因子紊乱是糖尿病肾病的发病机制。因此,两者联合应用可提高糖尿病肾病的疗效。但本研究尚未在体内外实验中验证茯苓泽泻联合治疗糖尿病肾病的可能分子机制,实验结果有限。因此,茯苓泽泻联合治疗糖尿病肾病的潜在机制有待进一步探讨,本研究也为后续实验提供了科学参考。

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[15]王昊.回顾性分析骨蚀丸联合运动疗法治疗股骨头坏死的临床疗效研究[D].湖北中医药大学,2022.

 致谢

这次毕业论文能够得以顺利完成,并非我一人之功劳,是所有指导过我的教师,帮忙过我的同学和一向关心支持着我的家人对我的教诲、帮忙和鼓励的结果。我要在那里对他们表示深深的谢意!感激我的指导教师,没有您的悉心指导就没有这篇论文的顺利完成。

泽泻联用治疗糖尿病肾病作用机制的网络药理学研究

泽泻联用治疗糖尿病肾病作用机制的网络药理学研究

价格 ¥9.90 发布时间 2023年12月9日
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