基于生物信息学的杆努尽烟治疗慢性支气管炎大鼠的分子机制

摘要

目的 基于生物信息学探讨杆努尽烟治疗慢性支气管炎(CB)大鼠的分子机制。方法 采用Linpinski规则筛选出杆努尽烟活性成分，UniProt预测潜在靶点，取Gene Cards与疾病靶点交集，String创建蛋白互作网络并创建“成分-靶点-通路”网络，基因本体数据库(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析交集靶点，AutoDock模拟活性成分-核心靶点的对接模式；30只大鼠随机均分为空白组(0.9%NaCl)、模型组(0.9%NaCl)、阳性药物(1g/kg桂龙咳喘宁)组及低剂量(2 g/kg)、高剂量(8 g/kg)杆努尽烟组，除空白组外其余组大鼠进行CB造模，造模结束后麻醉处死各组大鼠1只，取肺组织制作切片采用苏木精-伊红染色法(HE)判断造模成功与否；再按上述各组处理灌胃给药，1次/d、持续28 d,干预结束后麻醉处死余下各组大鼠，取肺组织和心脏取血，采用Western blot和反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测肺组织中蛋白激酶B (AKT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)及激活核因子-κB p65(NF-κB p65)蛋白和mRNA表达，采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测各组大鼠血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)及干扰素γ(INF-γ)水平。结果 杆努尽烟活性成分18个交集靶点92个，核心靶点AKT1、PPARγ等，GO-KEGG富集主要涉及免疫和炎症相关的磷脂酰肌醇3-酶d/蛋白激酶B(PI3K/Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路，分子对接示杆努尽烟活性成分与AKT1、PPARγ结合稳定；与空白组比较，模型组大鼠肺组织PPARγ蛋白及mRNA表达下降，NF-κB p65、AKT1蛋白及mRNA表达上升(P<0.05);与模型组比较，阳性药物组、低剂量杆努尽烟组、高剂量杆努尽烟组大鼠肺组织PPARγ蛋白及mRNA表达量均有不同程度的上升，NF-κB p65、AKT1蛋白及mRNA表达量均有一定程度的下降，高剂量杆努尽烟组大鼠肺组织表达差异最为明显(P<0.05);模型组和低剂量杆努尽烟组大鼠血清TNF-α、IL-1β及INF-γ水平较空白组升高(P<0.05),阳性药物组和高剂量杆努尽烟组大鼠血清TNF-α、IL-1β及INF-γ水平较模型组降低(P<0.05)。结论 杆努尽烟可通过作用于AKT1、PPARγ、NF-κB p65发挥治疗CB大鼠的作用。

关键词

杆努尽烟 / 慢性支气管炎 / 生信分析 / 体内实验 / 肺组织 / PI3K-AKT信号通路

基金资助

国家自然科学基金(8206776); 贵州省科技计划项目(黔科合LH字[2020]1Y388); 贵州省大学生创新创业计划项目(202010660005,S202210660094,S202310660047)