杜仲雄花-三七花药对改善2型糖尿病模型小鼠糖、脂代谢的机制研究

摘要

目的 在“肝肾同调”的中医理论下，整合网络药理学预测、分子对接与动物实验验证，分析杜仲雄花-三七花药对调控2型糖尿病(T2DM)糖、脂代谢紊乱的多靶点作用网络，揭示其潜在分子机制。方法 从中药系统药理数据库与分析平台、中国知网、维普网、万方数据知识服务平台获取杜仲雄花与三七花的活性成分，再通过有机小分子生物活性数据库、瑞士靶点预测数据库及SuperPred药物靶点预测数据库筛选、预测药物的作用靶点；基于人类基因数据库、在线人类孟德尔遗传数据库和治疗靶点数据库筛选T2DM关键基因靶点；使用Cytoscape软件，构建“成分-靶点-通路”网络图，利用基因本体功能注释及京都基因与基因组百科全书通路富集分析揭示相关靶基因和通路功能；随后通过分子对接验证核心成分与关键靶点的结合活性。动物实验选用自发型T2DM模型小鼠，正常组为6只同窝野生型小鼠。将24只模型小鼠根据血糖及体质量分为模型组、二甲双胍组(0.26 g/kg)、杜仲雄花-三七花药对高剂量组(2.6 g/kg)、杜仲雄花-三七花药对低剂量组(1.3 g/kg),每组6只。每日灌胃1次，连续6周。每周测量体质量及空腹血糖(FBG),第5周进行口服葡萄糖耐量实验。给药结束后，测量体质量、身长、肝脏质量及双侧附睾脂肪质量；使用HE染色法观察肝脏病理变化；使用比色法检测血清天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量；通过蛋白质印迹法检测肝脏组织磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)信号通路蛋白表达水平。结果 通过网络药理学方法筛选出杜仲雄花-三七花药对活性成分38个，预测靶点669个，与1 275个T2DM靶点取交集，获得185个共同靶点，构建蛋白质-蛋白质相互作用网络并富集到PI3K/AKT信号通路。分子对接验证核心成分与AKT1等靶点的强结合活性，发现杜仲雄花-三七花药对可能通过β-谷甾醇等成分靶向激活PI3K/AKT通路，抑制GSK-3β活性。动物实验结果表明，与模型组比较，二甲双胍组小鼠FBG及AST、ALT水平降低(P<0.01),但是在体质量、Lee′s指数与附睾脂肪系数方面无明显改善；杜仲雄花-三七花药对组Lee′s指数、肝脏指数与附睾脂肪系数降低(P<0.01),其中，低剂量可减缓小鼠的体质量增长速度，高剂量能降低小鼠FBG,改善糖耐量，降低TC、TG和LDL-C含量、增加HDL-C含量(均P<0.01)。HE染色结果显示，二甲双胍组及杜仲雄花-三七花药对组可使模型小鼠肝细胞结构明显改善，脂肪变性减轻，其中高剂量较低剂量效果更明显。蛋白质印迹结果表明，杜仲雄花-三七花药对低剂量组磷酸化PI3K(p-PI3K)、AKT、磷酸化GSK-3β(p-GSK-3β)蛋白表达增加(P<0.05,P<0.01),GSK-3β蛋白表达下降(P<0.05);高剂量组PI3K、p-PI3K、AKT、磷酸化AKT、 p-GSK-3β蛋白表达增加(P<0.01),GSK-3β蛋白表达下降(P<0.01)。结论 杜仲雄花-三七花药对可能通过PI3K/AKT/GSK-3β通路改善模型小鼠T2DM糖、脂代谢紊乱。

关键词

杜仲雄花 / 三七花 / 2型糖尿病 / 肝肾同调 / 磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/糖原合成酶激酶-3β信号通路 / 网络药理学 / 小鼠

基金资助

教育部、科技部中医药防治糖尿病及其并发症学科创新引智基地(No.B20055); 北京中医药大学中医药干预代谢性疾病研究项目(No.90020165120003); 中医养生学教育部重点实验室建设项目(No.2024-JYB-KYPT-002)