基于网络药理学与分子对接技术探讨EGCG缓解1型糖尿病认知功能障碍的作用研究

杨思垚 ,  李涵飞 ,  乔静晓 ,  陈宇静 ,  祝田田

海南医科大学学报 ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (20) : 1580 -1590.

PDF (6099KB)
海南医科大学学报 ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (20) : 1580 -1590. DOI: 10.13210/j.cnki.jhmu.20241225.001
论著

基于网络药理学与分子对接技术探讨EGCG缓解1型糖尿病认知功能障碍的作用研究

作者信息 +

Role of EGCG in alleviating cognitive dysfunction in type 1 diabetes mellitus based on network pharmacology and molecular docking technology

Author information +
文章历史 +
PDF (6244K)

摘要

目的 本文旨在通过实验验证与网络药理学手段深入探讨表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)在治疗1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)认知功能障碍中的作用及其潜在机制。 方法 将SD大鼠随机分为正常对照组和T1DM模型组,通过腹腔一次性注射65 mg/kg链脲佐菌素建立T1DM模型。成功建立T1DM糖尿病大鼠模型后,将其进一步分为3个亚组:未处理的T1DM模型组(T1DM组)、EGCG治疗组(T1DM+EGCG组)及神经生长因子(NGF)处理的T1DM组(T1DM+NGF组)。同时,正常对照组进一步分为2组,分别是未处理对照组(Control组)和单纯EGCG处理组(EGCG组)。连续给药8周,期间监测各组大鼠的血糖水平,并利用Morris水迷宫测试其空间学习与记忆能力。进一步,通过TCMSP数据库、UniProt数据库和GeneCards等资源筛选EGCG作用的潜在靶点,同时综合使用String数据库建立蛋白质‑蛋白质交互作用网络;采用Metascape进行GO功能和KEGG路径的富集分析;并借助AutoDock软件执行分子对接实验,预测EGCG与关键靶点的结合亲和力。 结果 实验证明,EGCG显著改善了T1DM所导致的认知功能障碍。网络药理学研究揭示,AKT1、P53、TNF和IL6是EGCG作用于T1DM相关认知功能障碍的核心靶点。分子对接实验显示,EGCG能与上述靶点有效结合。 结论 EGCG可有效改善T1DM患者的认知功能障碍,其作用机制可能与其对多个关键靶点与信号通路的影响以及血糖水平的降低有关。

Abstract

Objective To provide insight into the role of epigallocatechin gallate and its underlying mechanisms in the treatment of cognitive dysfunction associated with type 1 diabetes mellitus (T1DM) by means of experimental validation and network pharmacology. Methods SD rats were randomly grouped into a normal control group and a T1DM model group, and the T1DM model was constructed via a one‑time intraperitoneal injection of 65 mg/kg streptozotocin (STZ). After the successful establishment of T1DM diabetic rat model, it was further divided into three subgroups: untreated T1DM model group (T1DM group), the EGCG‑treated group (T1DM+EGCG group) and nerve growth factor (NGF)‑treated T1DM group (T1DM+NGF group). Meanwhile, the normal control group was further divided into two groups, the untreated control (Control) group and the EGCG‑treated group alone (EGCG group).The drug was administered continuously for 8 weeks, during which the blood glucose levels of rats in each group were monitored and their spatial learning and memory abilities were tested using Morris water maze. Further, the potential targets of EGCG action were screened by resources such as TCMSP database, UniProt database and GeneCards, while the protein‑protein interaction (PPI) network was established by the integrated use of String database; Metascape was used for the enrichment analysis of GO function and KEGG pathway; and the molecular docking experiments were performed with the help of AutoDock software to predict the binding affinity of EGCG to key targets. Results It was demonstrated that EGCG significantly improved the cognitive dysfunction caused by T1DM. Network pharmacological studies revealed that AKT1, P53, TNF and IL‑6 were the core targets of EGCG in alleviating T1DM‑related cognitive dysfunction. Molecular docking experiments showed that EGCG could effectively bind to the above targets. Conclusion EGCG is effective in improving cognitive dysfunction in patients with T1DM, and its mechanism of action may be related to its effects on multiple key targets and signalling pathways as well as the reduction of blood glucose levels.

Graphical abstract

关键词

表没食子儿茶素没食子酸酯 / 1型糖尿病 / 认知功能障碍 / 网络药理学 / 关键靶点 / 分子对接

Key words

Epigallocatechin gallate / Type 1 diabetes / Cognitive dysfunction / Network pharmacology / Key targets / Molecular docking

引用本文

引用格式 ▾
杨思垚,李涵飞,乔静晓,陈宇静,祝田田. 基于网络药理学与分子对接技术探讨EGCG缓解1型糖尿病认知功能障碍的作用研究[J]. 海南医科大学学报, 2025, 31(20): 1580-1590 DOI:10.13210/j.cnki.jhmu.20241225.001

登录浏览全文

4963

注册一个新账户 忘记密码

1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)是一种慢性自身免疫性疾病,主要由胰岛细胞破坏导致的胰岛素绝对分泌不足引起,具有显著的遗传易感性1。T1DM多发于儿童和青少年,起病急骤,若不及时控制,血糖会剧烈波动,易并发酮症酸中毒等严重并发症,危及生命23。除此之外,T1DM患者常伴有认知功能障碍,严重影响其生活质量4。因此,亟需探索有效、安全的治疗方法,以改善T1DM患者的认知功能。
表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)是茶叶中含量最丰富的儿茶素5,具有多种药理活性,如抗氧化、抗炎和抗肿瘤等,在炎症性肠病、心血管疾病、糖尿病和肿瘤等疾病的治疗中显示出广阔的应用前景6。既往研究证实,EGCG具有降低血糖和改善胰岛素敏感性的作用,还能够稳定空腹胰岛素水平79,且对脑血管疾病具有潜在的神经保护作用10。然而,EGCG在T1DM认知功能障碍中的作用及其分子机制尚不明确。鉴于此,本研究采用实验研究与网络药理学相结合的策略,以期阐明EGCG缓解T1DM认知功能障碍的作用及其分子机制。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药物

表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG,分子式C22H18O11,纯度98%,上海源叶生物科技有限公司);枸橼酸钠(索莱宝生物科技有限公司)。

1.1.2 动物

实验动物为6~8周龄健康雄性清洁级SD大鼠,均购自北京斯贝福实验动物科技有限公司[SCXK(豫)2020‑0005],在相对湿度45%~65%、温度(23±1)℃、通风良好和氧气充足条件下饲养。动物的喂养和实验均严格按照国家健康指南研究所的指导方针,且遵从《河南省实验动物管理办法》,研究方案获得了新乡医学院伦理委员会的批准(批号:20220417)。

1.1.3 试剂

链脲佐菌素(STZ)(美国MedChemExpress公司,HY‑13753);苏木素伊红(H&E)染色试剂盒(赛维尔生物科技有限公司,G1076);尼氏(Nissl)染液(赛维尔生物科技有限公司,G1036);末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP尼克末端标记(TUNEL)染液(赛维尔生物科技有限公司,G1502);二甲苯(国药集团化学试剂有限公司);乙醇(国药集团化学试剂有限公司);抗荧光淬灭封片剂(武汉赛维尔生物科技有限公司,G1401);IL‑6和TNF‑α抗体均购自华安生物技术有限公司(R1412‑2、ER65189),pAKT1及pP53抗体购自万类生物科技有限公司(WLP001、WL02504)。

1.1.4 仪器

Morris水迷宫(淮北正华生物仪器设备有限公司);石蜡包埋机(徕卡显微系统有限公司);石蜡切片机(徕卡显微系统有限公司);Nikon TE2000‑U倒置荧光显微镜(美国Termo公司)。

1.2 动物实验

1.2.1 造模与分组

选取48只6~8周龄雄性SD大鼠,体重200 g左右,适应性饲养1周后,禁食12 h后,随机选取16只作为正常对照组,腹腔注射1%枸橼酸钠(0.1 mol/L,pH 4.5)溶液,其余32只空腹一次性注射65 mg/kg STZ后禁食2 h,诱导T1DM模型。3 d后,尾静脉取血,测空腹血糖(FBG),大于16.7 mmol/L为模型初步成功,稳定2周血糖稳定在16.7 mmol/L以上,模型成功11。选取造模成功的24只大鼠用于后续实验。将16只仅注射等容积枸橼酸钠的大鼠随机分为未处理对照组(Control组)和单纯EGCG处理组(EGCG组),每组8只;将成模的大鼠随机分为未处理的T1DM模型组(T1DM组)、EGCG治疗组(T1DM+EGCG组)和NGF处理的T1DM组(T1DM+NGF组),每组8只。单纯EGCG组和EGCG治疗组采用50 mg/kg EGCG溶液每日灌胃给药1次。未处理对照组和未处理的T1DM模型组每日等量生理盐水灌胃1次。NGF治疗阳性对照组每日静脉注射20 mg/kg NGF。各组给药均持续8周。

1.2.2 空间学习记忆能力检测

给药8周后,采用Morris水迷宫实验评估大鼠的空间学习记忆能力。实验前一天先进行适应性训练,让大鼠熟悉实验环境。将大鼠轻轻放入水池,使其头朝池壁,让大鼠自主游泳60 s后将其捞出,用毛巾擦干后放回笼中。

1.2.3 定位航行实验

连续训练5 d,每天训练4次。将大鼠随机从A、B、C、D 4个象限放入水池,头朝池壁。记录大鼠在60 s内寻找到隐藏平台并爬上的时间(逃避潜伏期)。若60 s内大鼠未找到平台,人工将其引导至平台并停留15 s,记录逃避潜伏期为60 s。每次训练间隔30 min。训练期间及时添加温水,保持水温恒定在22~25 ℃12

1.2.4 空间探索实验

第5天的最后一次定位航行训练结束1 h后,撤除平台,进行空间探索实验。将大鼠从远离原平台象限的一侧放入水池,记录大鼠60 s内第1次穿越原平台所在位置的时间(首次穿越时间),以及在原平台象限的停留时间和穿越次数12

1.2.5 石蜡切片的制备

麻醉处死大鼠后,快速取出全脑,沿正中矢状面将脑对半切开,一侧置于4%多聚甲醛中4 ℃固定24~48 h。固定后的脑组织经梯度乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡浸泡包埋。包埋好的脑组织用石蜡切片机切成4 μm厚的连续冠状切片,贴附在载玻片上,60 ℃烘箱烘干2 h。切片经二甲苯脱蜡,梯度乙醇复水后,进行后续的组织染色。

1.2.6 H&E染色

脱蜡复水后的切片先用苏木精染液染色10 min,自来水冲洗返蓝5 min,1%盐酸乙醇分化20 s,自来水冲洗1 min,再用0.5%伊红染液染色3 min。染色完成后的切片经95%乙醇快速脱水,二甲苯透明,中性树胶封片,显微镜下观察拍照。

1.2.7 Nissl染色

脱蜡复水后的切片置于Nissl染液(1 g苔黑+100 mL无水乙醇+1 mL冰醋酸)中37 ℃恒温染色30 min,取出切片自来水冲洗2次。切片依次放入95%乙醇、100%乙醇中快速分色,二甲苯透明,中性树胶封片,显微镜下观察拍照。

1.2.8 TUNEL染色

按试剂盒(赛维尔生物科技有限公司)说明进行TUNEL染色。脱蜡复水后的切片用0.1% Triton X‑100室温处理8 min,PBS洗涤3次。每张切片滴加50 μL TUNEL反应混合液(酶液:标记液=1∶9),湿盒37 ℃避光孵育60 min。PBS洗涤3次后,DAPI湿盒避光复染3 min,自来水冲洗。切片经95%乙醇、100%乙醇快速脱水,二甲苯透明,抗荧光淬灭封片剂封片。荧光显微镜下观察拍照,Image Pro Plus软件分析各组细胞凋亡率。

1.3 网络药理学

1.3.1 EGCG靶点挖掘和筛选

利用中医系统药理数据库与分析平台(TCMSP,http://tcmspw.com/tcmsp.php)及GeneCards数据库(https://www.genecards.org/)挖掘EGCG的潜在靶点蛋白。通过Uniprot数据库(https://www.uniprot.org/)对所有靶点基因名称进行标准化校正,将获得的所有靶点取并集,得到EGCG的靶点信息。

1.3.2 靶点库建立

以“Type 1 diabetes cognitive dysfunction”为关键词,检索GeneCards数据库(https://www.genecards.org),获取T1DM认知功能障碍相关的潜在疾病靶点,构建疾病靶点数据库。

1.3.3 EGCG治疗T1DM认知功能障碍潜在靶点的预测

使用在线工具Venny 2.1.0(https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html)对EGCG的靶点与T1DM认知功能障碍相关基因靶点进行交集分析,获得两者的共同靶点,并绘制韦恩图直观展示结果。

1.3.4 交集基因的蛋白质相互作用分析

将获得的交集基因导入STRING数据库(https://string-db.org/),选择物种为“Homo sapiens”,获取靶蛋白间的蛋白质相互作用(PPI)网络图和相互作用信息数据表。利用Cytoscape 3.9.2软件中的Network Analyzer插件对PPI网络的拓扑学参数进行分析。

1.3.5 关键靶蛋白GO富集分析和KEGG通路分析

为深入探究EGCG治疗T1DM认知功能障碍的潜在机制,将交集基因导入Metascape数据库(http://metascape.org/),选择物种为“Homo sapiens”,对交集基因进行Gene Ontology(GO)富集分析,包括生物过程(Biological Process)、分子功能(Molecular Function)和细胞组分(Cellular Component)3个方面,同时进行KEGG通路富集分析。按P值升序排列,筛选GO富集前10个条目和KEGG富集前20个通路,在微生信网站(www.bioinformatics.com.cn)绘制GO柱状图和KEGG富集气泡图,直观展示富集分析结果。

1.3.6 分子对接

从TCMSP数据库检索EGCG的分子结构文件。在Protein Data Bank数据库(http://www.rcsb.org/pdb)中获取关键靶蛋白AKT1(PDB ID:5kcv)、P53(PDB ID:1aie)、TNF(PDB ID:2e7a)和IL6(PDB ID:1alu)的晶体结构。使用PyMOL 2.6软件去除受体蛋白的结合水分子和配体。通过AutoDockTools软件对受体蛋白进行加氢和电荷平衡。采用AutoDock Vina软件进行EGCG与受体蛋白的分子对接,计算结合自由能,评估EGCG与关键靶点的结合能力。

1.4 Western blot检测pAKT1、IL‑6、pP53及TNF‑α的表达水平

使用RIPA裂解液提取各组大鼠海马组织的总蛋白,BCA法测定蛋白浓度。取等量蛋白样品进行SDS‑PAGE电泳,湿转至PVDF膜。用快速封闭液封闭膜15 s,4 ℃孵育一抗(pAKT1、IL‑6、pP53及TNF‑α)过夜。TBST洗膜后,室温孵育HRP标记的二抗1 h。洗膜后,加入ECL发光试剂,在凝胶成像系统中曝光成像。采用ImageJ软件对目标条带进行灰度值分析,以β‑actin为内参,计算各蛋白的相对表达量。

1.5 统计学处理

采用SPSS 26.0统计软件处理实验数据。计量资料以均数±标准差(x¯±s)表示。多组间比较采用单因素方差分析(one‑way ANOVA),两两比较采用LSD‑t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 EGCG降低血糖的作用研究

2.1.1 血糖变化

与未处理对照组比较,T1DM大鼠造模成功之后,血糖升高明显;EGCG处理后第8周,与未处理的T1DM模型组大鼠相比,血糖降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1

2.1.2 Morris水迷宫实验结果

未处理的T1DM模型组较未处理对照组大鼠的逃避潜伏期延长,首次穿越时间显著增加,穿越次数明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。与未处理的T1DM模型组相比EGCG治疗组和NGF处理的T1DM组大鼠的逃避潜伏期缩短,首次穿越时间减少,穿越次数增多,P<0.05差异具有统计学意义。见表2

2.1.3 H&E染色结果分析

实验结果显示:未处理对照组大鼠海马区的神经元数目多而密集,未处理的T1DM模型组大鼠海马区神经元减少;与未处理的T1DM模型组比较,EGCG干预后,给予海马区神经元数量增加。单纯EGCG处理组与未处理对照组相比无明显变化。见图1

2.1.4 Nissl染色结果分析

实验结果显示:未处理对照组大鼠海马区的神经元细胞数量密集,形态规则完整。未处理的T1DM模型组大鼠海马区神经元细胞数量减少,细胞间隙增大等明显病理性改变。与未处理的T1DM模型组大鼠比较,给予EGCG干预后,海马区神经元细胞数量增加,细胞间隙减小,情况较模型组好转。单纯EGCG处理组与未处理对照组相比无明显变化。见表3图 2

2.1.5 TUNEL染色

实验结果显示:与未处理对照组大鼠比较,未处理的T1DM模型组大鼠海马区活性细胞数量明显减少;与未处理的T1DM模型组大鼠比较,给予EGCG干预后,减少了未处理的T1DM模型组大鼠海马区的细胞凋亡数量。单纯EGCG处理组与未处理对照组相比无明显变化。以上结果表明EGCG可减轻T1DM所致海马神经细胞的凋亡,对正常海马神经细胞无影响。见表4图3

2.2 网络药理学及分子对接

2.2.1 EGCG相关标靶获取

通过检索“EGCG”,在TCMSP中获得141个靶点,并在Gene Cards挖掘到693个靶点,对2个数据库获得的靶点基因取合集,最后获得EGCG的潜在靶点 746个。

2.2.2 T1DM认知功能障碍相关标靶筛选和交集标靶获取

在Gene Cards数据库检索“Type 1diabetes cognitive dysfunction”获取到7 755个疾病靶点(Relevance>1)。使用Venny 2.1.0对EGCG的746个靶点与T1DM认知功能障碍的7 755个靶点进行互相映射,获得607个交集靶点见图 4

2.2.3 PPI网络和关键靶点

将EGCG与T1DM认知功能障碍的607个共同靶点导入到String数据库中,限定物种为Homo Sapiens,获得蛋白互作网络图,见图 5。通过Cytoscape 3.9.2软件进行可视化处理,将信息数据导入软件,构建PPI网络图,见图 6。得到的核心靶点即AKT1、P53、TNF及IL‑6,是通过对PPI网络关系图进行拓扑分析,过程中利用“Anaiyze Network”功能,从而计算出各节点的度值,再按照度值对关键靶点进行排序,排名靠前的4个靶点。

2.2.4 GO富集分析

运用Metascape数据库对EGCG与T1DM认知功能障碍的共同靶点进行GO分类富集分析。GO富集分析富集到3 503条生物学过程,366条分子功能以及197条细胞组分,共富集到4 066条GO条目,见图 7。生物学涉及对激素的反应(response to hormone)、细胞迁移的积极调节(positive regulation of cell migration)、细胞死亡的正向调节(positive regulation of cell death)、磷酸化的正向调节(positive regulation of phosphorylation)、细胞对氮化合物的反应(cellular response to nitrogen compound)、细胞运动的积极调节(positive regulation of cell motility)、运动的积极调节(positive regulation of locomotion)、对肽的反应(response to peptide)、程序性细胞死亡的正调节(positive regulation of programmed cell death)等。

2.2.5 KEGG富集分析

KEGG分析主要涉及癌症通路(pathways in cancer)、乙型肝炎(hepatitis B)、卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染(kaposi sarcoma‑associated herpesvirus infection)、癌症中的蛋白聚糖(proteoglycans in cancer)、人巨细胞病毒感染(human cytomegalovirus infection)、人T细胞白血病病毒1感染(human T‑cell leukemia virus 1 infection)、化学致癌‑受体活化(chemical carcinogenesis‑receptor activation)、麻疹(measles)、糖尿病并发症中的AGE‑RAGE信号通路(AGE‑RAGE signaling pathway in diabetic complications)、前列腺癌(prostate cancer)、胰腺癌(pancreatic cancer)、IL‑17信号通路(IL‑17 signaling pathway)、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药(EGFR tyrosine kinase inhibitor resistance)等,见图8

2.2.6 分子对接

选取degree值排名靠前的4个关键靶点(AKT1、P53、TNF、IL‑6),分别与EGCG进行分子对接,对接结合能见表5所示。EGCG与4个关键靶点的分子结合能全部小于-5 kcal/mol,说明分子间结合活性良好。可视化结果见图9。通过PyMOL进行分析。受体蛋白TNF与EGCG配体小分子相互结合的模式,氨基酸残基PRO‑113、SER‑99、GLN‑102、PRO‑100、GLU‑116与EGCG配体小分子形成氢键相互作用,维持和TNF之间的稳定构像。

2.3 Western blot检测EGCG对pAKT1、IL‑6、pP53、TNF‑α的影响

与未处理对照组相比,未处理T1DM模型组pAKT1表达水平明显降低(P<0.05),IL‑6、pP53及TNF‑α表达水平明显增高(P<0.05);与未处理T1DM模型组相比,EGCG治疗组、NGF处理的T1DM组pAKT1表达水平明显增高(P<0.05),IL‑6、pP53及TNF‑α表达水平明显降低(P<0.05)。见图10

3 讨论

1型糖尿病是由于胰腺中产生胰岛素的β细胞受到自身免疫性破坏所致13。大多数糖尿病患者都会有胰岛素抵抗的情况,而胰岛素抵抗是认知障碍的潜在因素。大脑是对胰岛素敏感的器官,葡萄糖经血脑屏障进入大脑后在中枢神经系统中被利用,当葡萄糖浓度过高时,会使氧化应激增加,同时造成损伤和神经细胞凋亡14

在本研究中,通过构建T1DM大鼠模型,深入研究了EGCG对T1DM所引起的认知功能障碍的治疗潜力。研究成果表明,EGCG能显著降低T1DM大鼠的血糖水平。通过Morris水迷宫实验发现1型糖尿病大鼠学习、记忆等认知能力下降。经过EGCG干预后,大鼠的逃避潜伏期缩短,首次穿越时间减少,穿越次数明显增多,表明EGCG对1型糖尿病大鼠的学习记忆功能的损伤具有保护作用。通过观察实验动物大脑海马CA1区神经细胞的密度,发现糖尿病大鼠海马CA1区神经细胞细胞密度明显降低,Li等15认为1型糖尿病大鼠海马区神经细胞凋亡使神经细胞密度下降,与其认知功能障碍有关16。神经细胞的密度越低,那么其认知功能障碍越明显17。而EGCG干预治疗1型糖尿病大鼠使海马CA1区神经细胞密度升高,表明EGCG显著改善了T1DM所导致的认知功能障碍。基于PPI网络的拓扑学分析,识别出30个关键靶点,涵盖了AKT1、P53、TNF、IL‑6等关键蛋白。针对这些靶点的GO分析和KEGG富集分析指出,EGCG的作用可能涉及到一系列重要通路,例如癌症通路、肿瘤相关微小核糖核酸、脂质代谢及动脉粥样硬化、PI3K‑AKT和MAPK信号通路,这些通路在维护能量代谢平衡中起着不容忽视的作用。

进一步的分子对接研究显示,EGCG与上述4个关键的靶标蛋白结合力强,表现为高亲和性的结合能,均小于-5 kcal/mol。这一发现强有力地支持了EGCG作为T1DM认知功能障碍治疗潜在活性成分的假设。AKT1不仅对维持能量平衡起着至关重要的作用,而且还能通过PI3K‑AKT信号通路调控脂肪酸的合成1819。P53作为一个多功能转录因子,其在体外及体内调节细胞凋亡的表达过程中起着至关重要的作用20,并且与多条信号通路交互作用,这些通路涉及到凋亡、细胞周期、DNA修复和细胞应激反应,并通过激发炎症信号通路、诱导细胞因子以及基质金属蛋白酶的表达来参与炎症反应21。此外,TNF作为哺乳动物免疫反应中的关键介质和调节因子,在健康与疾病状态下发挥着核心作用20。IL‑6通过影响胰岛素信号传递途径,抑制糖代谢,通过促进IRS‑1的Ser位点磷酸化以及抑制Tyr位点的磷酸化和葡萄糖转运蛋白活性来发挥作用,这些机制在胰岛素抵抗中发挥关键作用22。研究还表明,IL‑6能增加信号转导与转录激活因子3的酪氨酸磷酸化,降低PI3K活性,使葡萄糖摄取、糖原及脂肪合成减少23

综上所述,本研究不仅在实验动物模型上揭示了EGCG对T1DM导致的认知功能障碍具有显著改善作用,而且通过系统的网络药理学分析及分子对接实验,预测了EGCG对T1DM认知功能障碍可能影响的核心靶点与相关信号调控路径。其中包括的关键靶点如AKT1、P53、TNF、IL‑6,以及涉及癌症通路、微小核糖核酸、脂质代谢、PI3K‑AKT信号通路及MAPK信号通路等,均为其发挥疗效所不可或缺。以上发现为EGCG在T1DM治疗中的应用提供了有力的科学基础,并为未来深入研究其作用机理铺设了坚实的基石。

作者贡献度声明:

杨思垚、李涵飞、乔静晓:参与整个实验过程,对研究数据进行分析,并进行了文章初稿的撰写及文章修改;陈宇静、祝田田:实验整体把控,指导文章撰写及文章修改等。

所有作者声明不存在利益冲突关系

参考文献

[1]

Dimeglio LAEvans‑Molina COram RA. Type 1 diabetes [J]. Lancet2018391(10138): 2449⁃2462.

[2]

王汝月, 王玥, 韩松, . 1型糖尿病小鼠前额叶皮层小胶质细胞数量和Iba1表达水平的变化[J]. 生理学报202173(1): 10‑16.

[3]

Wang RYWang YHan Set al. Changes in the number of microglia and the expression level of Iba1 in the prefrontal cortex of type 1 diabetic mice[J]. J Physiol202173(1): 10‑16.

[4]

竺陈, 荀冲, 张晓军, . 静息态脑MRI分析1型糖尿病患儿脑实质改变与认知功能障碍的关系[J]. 中国医药导报201815(25): 123‑126.

[5]

Zhu CXun CZhang XJet al. Resting‑state brain MRI analysis of the relationship between brain parenchymal changes and cognitive dysfunction in children with type 1 diabetes mellitus[J]. Chin Med Herald201815(25): 123‑126.

[6]

Shalimova AGraff BGąsecki Det al. Cognitive dysfunction in type 1 diabetes mellitus[J]. J Clin Endocrinol Metab2019104(6): 2239‑2249.

[7]

刘畅, 梁惠, 刘爽, . EGCG对2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗影响及机制[J]. 中国公共卫生201935(10): 1363‑1367.

[8]

Liu CLiang HLiu Set al. Effects and mechanisms of EGCG on insulin resistance in type 2 diabetic rats[J]. Chin Public Health201935(10): 1363‑1367.

[9]

贾旭, 赵潇洋, 毛丹婷, . 基于网络药理学探讨EGCG调控细胞焦亡对非酒精性脂肪肝疾病的作用机制[J]. 茶叶通讯202350(2): 230‑241.

[10]

Jia XZhao XYMao DTet al. Mechanism of EGCG‑regulated cellular pyroptosis in non‑alcoholic fatty liver disease based on network pharmacology[J]. Tea Lett202350(2): 230‑241.

[11]

Zhu TLi MZhu Met al. Epigallocatechin‑3‑gallate alleviates type 2 diabetes mellitus via β‑cell function improvement and insulin resistance reduction[J]. Iran J Basic Med Sci202225(4): 483‑488.

[12]

Li WZhu CLiu Tet al. Epigallocatechin‑3‑gallate ameliorates glucolipid metabolism and oxidative stress in type 2 diabetic rats[J]. Diab Vasc Dis Res202017(6): 1479164120966998.

[13]

张灵枝, 邓旭铭, 潘顺顺, . EGCG防治糖尿病作用及机制研究进展[J]. 华南农业大学学报201738(5): 50‑55.

[14]

Zhang LZDeng XMPan SSet al. Research progress on the role and mechanism of EGCG against diabetes[J]. J South Chin Agricultural Univ201738(5): 50‑55.

[15]

Cascella MBimonte SMuzio MRet al. The efficacy of epigallocatechin‑3‑gallate (green tea) in the treatment of Alzheimer's disease: An overview of pre‑clinical studies and translational perspectives in clinical practice[J]. Infect Agent Cancer201712: 36.

[16]

Liu JLiu YSun Jet al. Protective effects and mechanisms of momordica charantia polysaccharide on early‑stage diabetic retinopathy in type 1 diabetes[J]. Biomed Pharmacother2023168: 115726.

[17]

Vorhees CVWilliams MT. Morris water maze: Procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory[J]. Nat Protoc20061(2): 848‑858.

[18]

Haak TGölz SFritsche Aet al. Therapy of type 1 diabetes[J]. Exp Clin Endocrinol Diabetes2019127(S1): S27‑S38.

[19]

Hao LLi QZhao Xet al. A long noncoding RNA LOC103690121 promotes hippocampus neuronal apoptosis in streptozotocin‑induced type 1 diabetes[J]. Neurosci Lett2019703: 11‑18.

[20]

Li ZGZhang WGrunberger Get al. Hippocampal neuronal apoptosis in type 1 diabetes[J]. Brain Res2002946(2): 221‑231.

[21]

佟苗苗,刘国胜,张囡,.小檗碱对糖尿病大鼠认知功能改善及对Notch1和Hes1蛋白表达的影响[J]. 辽宁中医杂志201946(4): 839‑842,896.

[22]

Tong MMLiu GSZhang Net al. Improvement of cognitive function and effect on Notch1 and Hes1 protein expression in diabetic rats by berberine[J]. Liaoning J Tradit Chin Med201946(4): 839‑842,896.

[23]

李剑敏, 万丽, 王蓉蓉, . 银杏叶提取物对1型糖尿病大鼠认知功能及海马神经细胞凋亡的影响[J]. 中国病理生理杂志201026(2): 266‑271.

[24]

LI JMWan LWang RRet al. Effects of ginkgo biloba extract on cognitive function and hippocampal neuronal cell apoptosis in type 1 diabetic rats[J]. Chin J Pathophysiol201026(2): 266‑271.

[25]

Pinhel MASNoronha NYNicoletti CFet al. Changes in DNA methylation and gene expression of insulin and obesity‑related gene PIK3R1 after roux‑en‑Y gastric bypass[J]. Int J Mol Sci202021(12): 4476.

[26]

Wang ZLiu YLi Qet al. Preoperative oral carbohydrate improved postoperative insulin resistance in rats through the PI3K/AKT/mTOR pathway[J]. Med Sci Monit201521: 9‑17.

[27]

袁崧展, 谢锦程, 肖梦媛, . 基于网络药理学结合GEO数据库多芯片联合分析探讨化橘红防治动脉型肺动脉高压的分子作用机制[J]. 现代药物与临床202338(5): 1028‑1040.

[28]

Yuan SZXie JCXiao MYet al. Discussion on the molecular mechanism of Huatanghong in preventing arterial pulmonary hypertension based on network pharmacology combined with multi‑chip joint analysis of GEO database[J]. Mod Drugs Clin202338(5): 1028‑1040.

[29]

王金, 孟祥文, 陈丝梦, . 基于WGCNA联合网络药理学探究防己地黄汤治疗类风湿关节炎的作用机制[J]. 现代药物与临床202338(4): 776‑787.

[30]

Wang JMeng XWChen SMet al. Exploring the mechanism of action of Fangji Di Huang Tang in the treatment of rheumatoid arthritis based on WGCNA combined network pharmacology[J]. Mod Drugs Clin202338(4): 776‑787.

[31]

李伟, 张龙江, 林汉华, . 重组人白细胞介素‑6对SW872脂肪细胞葡萄糖代谢和胰岛素敏感性的影响及其机制[J]. 实用儿科临床杂志2007, (8): 576‑578.

[32]

Li WZhang LJLin HHet al. Effects of recombinant human interleukin‑6 on glucose metabolism and insulin sensitivity in SW872 adipocytes and its mechanism[J]. J Practical Paediatrics2007, (8): 576‑578.

[33]

魏爽, 李冀, 韩东卫, . 基于网络药理学及实验验证探讨黄芪‑葛根药对经AMPK信号通路调治2型糖尿病的机制研究[J]. 中国中药杂志202247(10): 2738‑2749.

[34]

Wei SLi JHan DWet al. Mechanistic study on the regulation of type 2 diabetes mellitus via AMPK signalling pathway by Astragalus‑Geranium medicinal pairs based on network pharmacology and experimental validation[J]. Chin J Tradit Chin Med202247(10): 2738‑2749.

基金资助

河南省高等学校重点科研项目(22A180010)

AI Summary AI Mindmap
PDF (6099KB)

199

访问

0

被引

详细

导航
相关文章

AI思维导图

/