基于网络药理学、分子对接和动物实验探究西河柳对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的影响及作用机制

摘要

目的：通过网络药理学、分子对接和动物实验探究西河柳对链脲佐菌素（STZ）诱导的2型糖尿病（T2DM）的影响及作用机制。方法：用中药系统药理学技术平台（TCSMP）、Swiss target prediction对西河柳活性成分进行筛选及靶点预测，通过使用GeneCards、OMIM、DisGeNET数据库获得T2DM的疾病靶点，用Venny在线软件获得西河柳活性成分和T2DM疾病的交集靶点，在STRING数据库构建蛋白相互作用（PPI）网络，用Cytoscape 3.8.0可视化。Metascape进行基因本体（GO）功能分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。使用AutoDock软件进行重要靶点蛋白和化合物的对接。SPF级雄性大鼠随机分为空白组、模型组、二甲双胍组（88.5 mg/kg）、西河柳醇提物高（800 mg/kg）、中（400 mg/kg）、低（200 mg/kg）剂量组（n=10），高脂高糖饲料喂养联合小剂量STZ(45 mg/kg)诱导T2DM大鼠模型。灌胃给药5周，同时观察大鼠一般情况。检测大鼠的空腹血糖（FBG）、胰岛素（FINS）水平及胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）、生化指标[超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、糖化血红蛋白（HbA1c）]和炎性因子[白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、血管内皮细胞黏附分子1(VCAM-1)]水平；苏木精-尹红（HE）染色观察肾脏组织形态学改变。结果：网络药理学结果表明，基于口服生物利用度（OB）≥30%、类药性（DL）≥0.18的筛选条件，共从西河柳中筛选出19个具有潜在治疗T2DM的主要活性成分：麦角甾-5,24(28)-二烯-3,7,16-三醇、槲皮素-3,3'-二甲醚、山萘酚、槲皮素等。通过对西河柳治疗T2DM的潜在靶点进行分析，共筛选出SRC、EGFR、HSP90AA1、AKT1、ESR1、H1F1A、TNF、PIK3R1等185个潜在的靶点基因，涉及癌症信号通路、胰岛素抵抗、MAPK信号通路、PI3K-Akt等信号通路。分子对接结果显示，结合能均小于-5.0 kcal/mol，说明筛选的西河柳活性成分与获得的治疗T2DM潜在靶标具有较强的结合能力。动物实验结果显示，与模型组比较，二甲双胍组和西河柳醇提物组大鼠体质量下降有所减缓，FBG、FINS、MDA、HbA1c、IL-1β、TNF-α、VCAM-1的水平及HOMA-IR指数降低，SOD水平提高，差异均有统计学意义（P<0.05,P<0.01），肾组织细胞形态有了明显改善，且所有指标都呈剂量依赖性。结论：西河柳通过多成分、多靶点、多通路协同作用降糖，具有显著治疗T2DM的效果。

关键词

西河柳 / 糖尿病大鼠 / 网络药理学 / 链脲佐菌素