باستخدام علم الأدوية الشبكي والتحقق من الصحة التجريبية ، يكشف هذا البروتوكول عن آلية عمل Yinhuo Tang (YHT) في علاج مرض الكلى السكري (DKD) وكيف يقلل YHT من تلف الخلايا البودوية في فئران DKD من خلال تثبيط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB.
مقالة منهجية
باستخدام علم الأدوية الشبكي والتحقق من الصحة التجريبية ، يكشف هذا البروتوكول عن آلية عمل Yinhuo Tang (YHT) في علاج مرض الكلى السكري (DKD) وكيف يقلل YHT من تلف الخلايا البودوية في فئران DKD من خلال تثبيط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB.
مرض الكلى السكري (DKD) هو مرض مزمن في الكلى يتميز بالبيلة البروتينية الهائلة وانخفاض معدل الترشيح الكبيبي. السمة المرضية الرئيسية ل DKD هي اعتلال الأوعية الكلوية الكلوي ، و ~ 40٪ من مرضى السكري سيصابون بمرض السكري. تلعب البروتينات المرتبطة بالخلايا البودوية CD2AP و WT-1 دورا مهما في الحفاظ على الوظيفة الطبيعية للخلايا البودية وسلامة حاجز الترشيح الكبيبي. عندما تتعطل بنية الخلية البودومية أو وظيفتها - بسبب الالتهاب أو الإجهاد التأكسدي أو الإهانات المرضية الأخرى - يتلف الحجاب الحاجز الشقي والهيكل الخلوي للأكتين ، مما يؤدي إلى زيادة نفاذية حاجز الترشيح الكبيبي ويؤدي إلى البيلة البروتينية. Yinhuo Tang (YHT) هي وصفة طبية للطب الصيني التقليدي لها وظيفة تقليل البيلة البروتينية وتأخير تدهور وظائف الكلى. ومع ذلك ، فإن آلية YHT في علاج DKD غير واضحة. في هذه الورقة ، بناء على علم الأدوية الشبكي والتجارب على ، قمنا بفحص نسبة الجلوكوز في الدم ، ووظائف الكبد ، ووظائف الكلى ، ونسبة الدهون في الدم ، وأمراض الكلى ، ومستويات التعبير عن بروتينات علامات الخلايا البودوية CD2AP و WT-1 ، بالإضافة إلى مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB في الفئران db / dB بعد إعطاء YHT لمدة 8 أسابيع. تظهر نتائجنا أن YHT يقلل من مستويات التعبير عن العوامل الالتهابية عن طريق تثبيط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB ، وبالتالي تقليل تلف الخلايا البودوية لتلعب دورا في تأخير تطور DKD.
مرض الكلى السكري (DKD) هو أحد المضاعفات السائدة والخطيرة لمرض السكري ، ولا يزال السبب الرئيسي للفشل الكلوي في المرحلة النهائية على مستوىالعالم 1. يتطور المرض من خلال سلسلة من العمليات المرضية المعقدة ، مثل تضخم الكبيبات ، والتمدد المتوسط ، والتليف الخلالي الأنبوبي ، والتراكم المفرط لمكونات المصفوفة خارج الخلية2،3. على الرغم من التحسينات في إدارة مرض السكري ، تهدف العلاجات الحالية بشكل أساسي إلى التحكم في مستويات الجلوكوز في الدم وضغط الدم ، مما يؤدي فقط إلى إبطاء تطور DKD بدلا من عكس التغيرات المرضية الأساسية. هذا يؤكد الحاجة الملحة لخيارات علاج أكثر شمولا وفعالية4،5.
برز الطب الصيني التقليدي (TCM) كعلاج بديل واعد في علاج الأمراض المزمنة مثل DKD6،7،8. وتؤكد الطب الصيني التقليدي على نهج علاجي شامل، يمكن أن يعالج الطبيعة المعقدة والمتعددة الأهداف ل DKD. من بين تركيبات الطب الصيني التقليدي المختلفة ، ثبت أن Yinhuo Tang (YHT) يمتلك وظائف فسيولوجية متعددة ، مثل تغذية الين (لتكملة حجم الدم) ، وتنغيم الكلى (لتعزيز وظائف الكلى) ، وإزالة الحرارة (لقمع الالتهاب) ، وإخضاع يانغ (لخفض ضغط الدم) 9،10،11. ومع ذلك ، لا يزال هناك نقص في فهم شامل للآليات التي يخفف بها YHT من DKD.
البروتين CD2AP المرتبط بالخلايا البودوية هو بروتين رئيسي في الخلايا البودوية ، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة حاجز الترشيح ، بينما يلعب WT-1 دورا مهما في نمو الكلى والتليف12،13،14،15،16. لذلك ، فإن الوظيفة الطبيعية لهذين البروتينين حيوية لوظيفة الترشيح الكبيبي الطبيعية. تشير الأدبيات الحالية إلى أن هذه الأهداف متورطة في تطور DKD ، ونفترض أن المكونات النشطة ل YHT قد تتفاعل مع هذه الأهداف لممارسة تأثيرات علاجية. تهدف هذه الدراسة إلى تأكيد هذه التفاعلات وتقديم رؤى أعمق حول كيفية تعديل YHT لمسارات مرض DKD.
في هذه الدراسة ، نستخدم مزيجا من علم الأدوية الشبكي والتجارب على لاستكشاف الآليات العلاجية ل YHT في DKD. يسمح لنا علم الأدوية الشبكي ، الذي يدمج أدوات المعلوماتية الحيوية لتحليل التفاعلات المعقدة بين المركبات النشطة والأهداف البيولوجية ، باستكشاف الطبيعة متعددة الأهداف والمسارات المتعددة لعمل YHT17،18،19. غالبا ما تؤكد طرق اكتشاف الأدوية التقليدية على التدخلات أحادية الهدف. في المقابل ، يعمل علم الأدوية الشبكي كأداة تنبؤية تساعد في تحديد المسارات المحتملة والأهداف الجزيئية ، وتقديم رؤى أولية حول الآليات المحتملة لعمل العلاجات المعقدة. على الرغم من أنه لا يحل محل الخطوات التجريبية والتنظيمية الصارمة المطلوبة لتطوير الأدوية ، إلا أن علم الأدوية الشبكي يمكن أن يوجه توليد الفرضيات ويبسط البحث في المراحلالمبكرة 20.
في النهاية ، تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوة بين الطب التقليدي والطب الحديث ، وتقديم أدلة علمية على دمج الطب الصيني التقليدي في علاج DKD. قد تساعد نتائج هذا البحث في تطوير استراتيجيات علاج أكثر فعالية وأمانا ل DKD ، مما يوفر بديلا للرعاية القياسية التي غالبا ما تكون محدودة بالآثار الجانبية. من خلال توضيح الآليات الجزيئية ل YHT والتحقق من إمكاناتها العلاجية ، نأمل في إثبات قابلية التطبيق الواسع للطب الصيني التقليدي في علاج DKD.
تم اختيار ما مجموعه ثلاثين من الذكور الذكور من النوع الثاني من الفئران السكرية البالغة من العمر 6 أسابيع (C57BL / Ksj db / db) وستة ذكور من الفئران غير المصابة بالسكري (db / m) من نفس الخلفية الوراثية لهذه الدراسة. تم إيواء الفئران لمدة أسبوعين في بيئة معقمة من الدرجة SPF في مركز التجارب على بجامعة تشانغتشون للطب الصيني التقليدي (رقم الترخيص: SYXK (JI) 2023-0014). خلال هذه الفترة ، تم تزويدهم بنظام غذائي للصيانة الدورية ومياه معقمة. تم قياس نسبة الجلوكوز في الدم الصائم في الفئران ديسيبل / ديسيبل في بداية ونهاية فترة الأسبوعين ، وتم تضمين التجربة فقط تلك التي تجاوزت نتائجها 11.1 مليمول / لتر في كلا الاختبارين. تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات بجامعة تشانغتشون للطب الصيني التقليدي (رقم الهوية: 2024147).
1. تحضير الدواء
2. العلاجات الدوائية
ملاحظة: تم تقسيم التجربة إلى ست مجموعات: المجموعة الضابطة العادية (CON) ، والمجموعة النموذجية (MOD) ، ومجموعة التحكم الإيجابية في فالسارتان (POS) ، ومجموعة الجرعة المنخفضة من YHT (YH-L) ، ومجموعة الجرعة المتوسطة من YHT (YH-M) ، ومجموعة الجرعة العالية من YHT (YH-H). يحتاج البشر البالغون إلى 71 جم YHT يوميا. وفقا لصيغة التحويل للفأر التجريبي وجرعة المخدرات البشرية ، كانت الجرعة اليومية للفأر ~ 9.23 جم / كجم:
الجرعة التجريبية المكافئة للفأر (جم/كغ) = الجرعة البشرية (جم)/وزن الجسم (70 كجم) × 9.1
3. تقييم فعالية YHT
4. تحليل علم الأدوية الشبكي ل YHT لعلاج DKD
5. التحليل الإحصائي
تحسن في نسبة الجلوكوز في الدم ووظائف الكبد والكلى واضطرابات التمثيل الغذائي للدهون في الفئران DKD
بعد 8 أسابيع من الإعطاء ، أدت جرعات مختلفة من YHT إلى تقليل مستويات جلوكوز الدم العشوائي بشكل كبير ، و 24 ساعة UTP ، و Scr ، و BUN ، مما أدى إلى تحسين وظائف الكلى (الشكل 1A-D) ؛ زيادة مستوى ALB ؛ خفض مستويات ALT و AST ؛ تعزيز وظائف الكبد (الشكل 1E-G) ؛ خفض مستويات TC و TG ؛ وتحسين تنظيم التمثيل الغذائي للدهون (الشكل 1H ، I). أشارت النتائج المذكورة أعلاه إلى أن YHT كان له تأثيرات وقائية على نسبة الجلوكوز في الدم ووظائف الكبد والكلى وتنظيم الدهون.
تحسين إصابة الأنسجة المرضية الكلوية في الفئران DKD
لاختبار ما إذا كان YHT يمكن أن يحسن إصابة الكلى في فئران DKD ، تم فحص مدى الإصابة المرضية في الأنسجة الكلوية باستخدام تلطيخ H & E و PAS و Masson ، بالإضافة إلى IHC. كشف تلطيخ H & E و PAS عن ضمور الكبيبات ، واتساع منطقة الغلالة البيضاء ، وتورم وانفصال الخلايا الظهارية الأنبوبية ، وتسلل الخلايا الالتهابية الخلالية ، وترسب الجليكوجين الكبيبي الواضح في مجموعة MOD (الشكل 2 أ ، ب). أظهر تلطيخ ماسون زيادة كبيرة في ألياف الكولاجين الأزرق في الكلى من مجموعة MOD مقارنة بمجموعة CON (الشكل 2C ، D). أظهرت IHC أن النسب المئوية للمناطق الإيجابية ل COI-I و α-SMA كانت أعلى بشكل ملحوظ في مجموعة MOD منها في مجموعة CON (الشكل 2E-G). في المقابل ، بعد استخدام YHT و POS ، تم تخفيف الضمور الكبيبي ، واتساع المنطقة المربوطة ، وتورم وتساقط الخلايا الظهارية الأنبوبية ، ودرجة تسلل الخلايا الالتهابية الخلالية ، وترسب الجليكوجين الكبيبي بشكل كبير. تم تقليل مساحة ألياف الكولاجين الأزرق بشكل كبير ؛ وانخفضت النسب المئوية للمناطق الإيجابية ل COI-I و α-SMA بشكل ملحوظ. أشارت النتائج المذكورة أعلاه إلى أن YHT يمكن أن يخفف من الإصابة المرضية الكلوية والتليف الكلوي في الفئران DKD.
توهين إصابة الخلايا البودوية في الفئران DKD
لوحظ تلف خلايا القدم في فئران DKD بواسطة IHC و PCR و WB. أظهرت نتائج IHC أن مستويات التعبير عن بروتينات العلامات الوظيفية لخلية القدم ، CD2AP و WT-1 ، انخفضت بشكل ملحوظ في مجموعة MOD مقارنة بمجموعة CON ، مما يشير إلى تلف خلايا القدم الكلوية. زاد علاج YHT من مستويات التعبير عن CD2AP و WT-1 وقلل من الضرر الذي لحق بخلايا القدم (الشكل 3A-C). أظهرت نتائج تفاعل البوليميراز المتسلسل و WB أن مستويات التعبير النسبي عن mRNA والبروتين لبروتينات العلامات الوظيفية لخلية القدم ، CD2AP و WT-1 ، انخفضت بشكل ملحوظ في مجموعة MOD مقارنة بمجموعة CON ، وزادت مستويات mRNA النسبية وتعبير البروتين ل CD2AP و WT-1 بشكل ملحوظ بعد علاج YHT (الشكل 3D-H). أشارت النتائج المذكورة أعلاه إلى أن YHT يمكن أن يخفف من إصابة الخلايا البودوية في فئران DKD.
توضيح الأهداف المحتملة ومسارات الإشارات المرتبطة بتأثيرات YHT على DKD عبر علم الأدوية الشبكي
تم فحص المكونات النشطة ل YHT (291) من خلال قواعد بيانات TCMSP و BATMAN-TCM ، والتي استوفت 39 مكونا نشطا منها معايير OB ≥ 30٪ و DL ≥ 0.18. تم البحث عن المكونات النشطة في قاعدة البيانات لتحديد أهدافها ، وبعد دمج وحذف القيم المكررة ، تم الحصول على ما مجموعه 303 أهداف (الشكل 4 أ). بعد دمج نتائج خمس قواعد بيانات ، بما في ذلك GeneCards و OMIM و TTD و Drugbank و DisGeNET ، وإزالة القيم المكررة ، تم أخيرا الحصول على 1,867 هدفا متعلقا ب DKD. بعد ذلك ، تم استخدام http://www.bioinformatics.com.cn/ لتقاطع المكونات النشطة ل YHT التي تم فحصها مع أهداف DKD ، مما أدى إلى 84 هدفا متقاطعا (الشكل 4 ب). تم استيراد هذه الأهداف ال 84 إلى برنامج Cytoscape لرسم مخطط شبكة PPI ، وتم تحديد الأهداف الرئيسية المحتملة لعلاج YHT ل DKD ، بما في ذلك AKT و IL-1 β و CASP3 و APOE و JUN (الشكل 4C). أسفر تحليل التخصيب الوظيفي GO عن ما مجموعه 1,246 عنصرا ، مما يشير إلى أن YHT قد يمارس تأثيرات علاجية على DKD من خلال تنظيم العمليات البيولوجية مثل الاستجابة للهرمون ، والوظائف الجزيئية بما في ذلك نشاط تجانس البروتين ونشاط oxidoreductase ، بالإضافة إلى المكونات الخلوية مثل أطواف الغشاء والمجالات الدقيقة الغشائية (الشكل 4D). تم الحصول على ما مجموعه 263 نتيجة تخصيب KEGG ، والتي تشمل بشكل أساسي مسار إشارات AGE-RAGE في مجمعات مرضى السكري ، وأمراض الكبد الكحولية ، ومسار الدهون وتصلب الشرايين. بناء على قيمة P ، تم اختيار أفضل 10 نتائج لرسم مخطط فقاعي تصور KEGG (الشكل 4E). يتم إثراء مسار إشارات AGE-RAGE بشكل كبير بمجمعات مرضى السكري ، ويتم إثراء الأهداف الأساسية المتعددة في PPI ، مثل PI3K و AKT و IL-1β ، في هذا المسار. لذلك ، تم اختيار مسار الإشارات هذا للتحقق لاحقا.
توهين إصابة الخلايا البودوية عن طريق تثبيط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB
تم فحص مستويات التعبير عن الجينات والبروتينات المتعلقة بمسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل و WB. أظهرت نتائج تفاعل البوليميراز المتسلسل أن مستويات التعبير النسبية عن mRNA ل Pi3k و Akt و Nf-κb و Il-1β في مجموعة MOD كانت مرتفعة بشكل ملحوظ مقارنة بمجموعة CON وانخفضت بشكل ملحوظ بعد إعطاء YHT (الشكل 5A-D). أظهرت نتائج WB أن مستويات البروتين النسبية ل P-PI3K و P-AKT و P-NF-κB و IL-1β كانت أيضا مرتفعة بشكل ملحوظ في مجموعة MOD مقارنة بمجموعة CON ، بينما انخفضت بشكل ملحوظ بعد إعطاء YHT (الشكل 5E-I). اقترحت هذه النتائج أيضا أن YHT يمكن أن يثبط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB عن طريق تخفيف إصابة الخلايا البودوية في فئران DKD.

الشكل 1: تحسن في نسبة الجلوكوز في الدم ووظائف الكبد والكلى واضطرابات التمثيل الغذائي للدهون في الفئران DKD. آثار YHT على (أ) جلوكوز الدم العشوائي ؛ (B-D) وظائف الكلى ، بما في ذلك بروتين البول لمدة 24 ساعة ، والكرياتينين في الدم ، ونيتروجين اليوريا. (E-G) وظيفة الكبد، بما في ذلك ألبومين المصل وألانين أمينوترانسفيراز وأسبارتات أمينوترانسفيراز. و (H ، I) تنظيم التمثيل الغذائي للدهون ، بما في ذلك الكوليسترول الكلي والدهون الثلاثية. يتم التعبير عن البيانات كوسائل ± الانحرافات المعيارية لست عينات مستقلة ، مقارنة بالمجموعة الفارغة ، * ص < 0.05 ، ** ص < 0.01 ، *** ص < 0.001 ، ومقارنة بمجموعة النموذج ، # p < 0.05 ، # # p < 0.01 ، ### p < 0.001 ، يتم استخدام هذه الرموز الإحصائية باستمرار في جميع الأشكال. الاختصارات: YHT = yinhuo Tang ؛ DKD = مرض الكلى السكري. ALB = الألبومين. ALT = ألانين أمينوترانسفيراز. AST = أسبارتات أمينوترانسفيراز. TC = الكوليسترول الكلي. TG = الدهون الثلاثية. CON = مجموعة التحكم ؛ وزارة الدفاع = مجموعة النموذج ؛ نقاط البيع = فالسارتان مجموعة التحكم الإيجابية. YH-L = مجموعة الجرعات المنخفضة من YHT ؛ YH-M = مجموعة الجرعة المتوسطة من YHT ؛ YH-H = مجموعة الجرعات العالية من YHT. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: تحسين الضرر النسيجي المرضي للكلى في فئران DKD. (أ ، ب) الأنسجة الكلوية عن طريق تلطيخ H & E و PAS (شريط المقياس = 20 ميكرومتر) ؛ (ج) تلطيخ ماسون لمراقبة درجة التليف الكلوي و (د) التحليل شبه الكمي باستخدام برنامج ImageJ ؛ (E-G) تحليل شبه كمي لمستويات التعبير النسبية ل COI-I و α-SMA في الأنسجة الكلوية باستخدام برنامج IHC و ImageJ (شريط المقياس = 20 ميكرومتر). الاختصارات: YHT = yinhuo Tang ؛ DKD = مرض الكلى السكري. H & E = صبغة الهيماتوكسيلين والإيوسين. PAS = صبغة حمض شيف دورية. COI-I = الكولاجين من النوع الأول ؛ α-SMA = أكتين العضلات الملساء α ؛ CON = مجموعة التحكم ؛ وزارة الدفاع = مجموعة النموذج ؛ نقاط البيع = فالسارتان مجموعة التحكم الإيجابية. YH-L = مجموعة الجرعات المنخفضة من YHT ؛ YH-M = مجموعة الجرعة المتوسطة من YHT ؛ YH-H = مجموعة الجرعات العالية من YHT. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: توهين إصابة الخلايا البودوية في فئران DKD. (AC) اكتشفت IHC مستويات التعبير النسبية ل CD2AP و WT-1 في الأنسجة الكلوية (شريط المقياس = 20 ميكرومتر) ؛ (د ، ه) اكتشف تفاعل البوليميراز المتسلسل التعبير النسبي عن mRNA ل CD2AP و WT-1 في الأنسجة الكلوية ، وتم إجراء التحليل شبه الكمي باستخدام برنامج Image J. (ف-ح) اكتشف WB مستويات التعبير النسبي عن البروتين ل CD2AP و WT-1 في الأنسجة الكلوية ، وتم إجراء التحليل شبه الكمي باستخدام برنامج ImageJ. التحليل الكمي باستخدام برنامج Image J. الاختصارات: YHT = yinhuo Tang ؛ DKD = مرض الكلى السكري. IHC = الكيمياء المناعية; WB = النشاف الغربي ؛ CD2AP = البروتين المرتبط ب CD2 ؛ WT-1 = ورم ويلمز 1 ؛ CON = مجموعة التحكم ؛ وزارة الدفاع = مجموعة النموذج ؛ نقاط البيع = فالسارتان مجموعة التحكم الإيجابية. YH-L = مجموعة الجرعات المنخفضة من YHT ؛ YH-M = مجموعة الجرعة المتوسطة من YHT ؛ YH-H = مجموعة الجرعات العالية من YHT. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: التحليل الدوائي الشبكي ل YHT لعلاج DKD. (أ) مخطط المرض النشط المستهدف ل YHT لعلاج DKD. (ب) مخطط Venn للأهداف المتقاطعة ل YHT و DKD. يمثل اللون البرتقالي عدد الأهداف ذات الصلة ب DKD. يمثل اللون الأخضر عدد الأهداف العلاجية للمكونات النشطة YHT ؛ ويمثل الجزء المتقاطع عدد الأهداف المتقاطعة (عدد أهداف YHT ل DKD). (ج) مخطط شبكة PPI للأهداف المتقاطعة ل YHT و DKD. (د) تحليل تخصيب GO لأهم 10 أهداف ل YHT لعلاج DKD. (ه) تحليل تخصيب KEGG لأهم 10 غايات لعلاج YHT ل DKD. الاختصارات: YHT = yinhuo Tang ؛ DKD = مرض الكلى السكري. PPI = تفاعل البروتين والبروتين. GO = علم الوجود الجيني. KEGG = موسوعة كيوتو للجينات والجينوم. CON = مجموعة التحكم ؛ وزارة الدفاع = مجموعة النموذج ؛ نقاط البيع = فالسارتان مجموعة التحكم الإيجابية. YH-L = مجموعة الجرعات المنخفضة من YHT ؛ YH-M = مجموعة الجرعة المتوسطة من YHT ؛ YH-H = مجموعة الجرعات العالية من YHT. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: توهين إصابة الخلايا البودوية عن طريق تثبيط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB. (أ-د) تفاعل البوليميراز المتسلسل للكشف عن التعبير النسبي عن الحمض النووي الريبي المرسال ل Pi3k و Akt و Nf-κb و Il-1β في الأنسجة الكلوية. (E-I) WB للكشف عن مستويات التعبير النسبي عن البروتين ل P-PI3K و P-AKT و P-NF-κB و IL-1β في الأنسجة الكلوية ، وتم إجراء التحليل شبه الكمي باستخدام برنامج ImageJ. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الجدول 1: تكوين Yinhuo Tang. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الجدول.
الجدول 2: تفاصيل بادئات qRT-PCR. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الجدول.
تتمثل إحدى الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول في استخدام علم الأدوية الشبكي لتحديد المكونات النشطة ل YHT والتنبؤ بتفاعلاتها مع الأهداف المتعلقة ب DKD. تتضمن هذه الخطوة تحليل البيانات البيولوجية واسعة النطاق باستخدام أدوات المعلوماتية الحيوية مثل قواعد البيانات (على سبيل المثال ، TCMSP و DrugBank و GeneCards) لرسم المسارات الجزيئية والشبكات البيولوجية المحتملة المتأثرة ب YHT. تبع هذا التنبؤ التحقق التجريبي من خلال النماذج الحيوانية ل DKD ، حيث تم اختبار التأثيرات المفترضة ل YHT على هذه المسارات. يعد دمج التنبؤات الحسابية مع البيانات جانبا مهما من نهجنا ، لأنه يعزز موثوقية النتائج التي توصلنا إليها ويسد الفجوة بين التنبؤات النظرية والنتائج العملية. بالإضافة إلى ذلك ، يعد استخدام النماذج الحيوانية خطوة حاسمة أخرى في التحقق من صحة الآثار العلاجية ل YHT. يحاكي DKD في عن كثب تطور المرض البشري ، مما يسمح بإجراء تقييم فعال لتأثير YHT على كل من التلف الكبيبي والتليف الكلوي. تعد المراقبة الدقيقة لعلامات وظائف الكلى مثل Scr و BUN والبيلة البروتينية ، جنبا إلى جنب مع التقييمات النسيجية المرضية ، أمرا ضروريا لتقييم الفعالية العلاجية ل YHT.
بينما يجمع بروتوكولنا بين الأساليب الحسابية والتجريبية القوية ، إلا أن هناك العديد من القيود. أولا ، يعتمد نهج علم الأدوية الشبكي بشكل كبير على البيانات المتاحة في قواعد البيانات العامة ، وقد تكون هناك تحيزات أو معلومات مفقودة تتعلق بمكونات معينة من YHT أو المسارات المتعلقة ب DKD. على الرغم من أننا قمنا بتحويل قواعد بيانات متعددة للتخفيف من هذه المشكلة ، إلا أنه لا يزال يتم التغاضي عن بعض التفاعلات ذات الصلة. ثانيا ، استكشفت هذه الدراسة فقط آلية YHT في تقليل إصابة الخلايا النباتية على مستوى التجريبية ، وهناك حاجة إلى تجارب خلوية ودراسات سريرية كبيرة للتحقق من صحة النتائج التجريبية. أخيرا ، أظهر علم الأدوية الشبكي أن علاج DKD باستخدام YHT كان مرتبطا أيضا بأمراض الكبد الكحولية ، واستقلاب الدهون وتصلب الشرايين ، وتنظيم تحلل الدهون في الخلايا الشحمية. تحققت هذه الدراسة فقط مما إذا كان تعديل مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB بواسطة YHT يمكن أن يؤخر تقدم DKD. وتحتاج النتائج إلى مزيد من الاستكشاف.
يعد مسار الإشارات PI3K / AKT / NF-κB مسارا مهما للإشارات داخل الخلايا يشارك في تنظيم مجموعة متنوعة من العمليات البيولوجية مثل نمو الخلايا والتكاثر والبقاء على قيد الحياة والاستجابات الالتهابية22. أظهرت الدراسات أنه يلعب دورا مهما في تطور إصابة الخلايا القملية23،24. NF-κB هو مكون مهم في اتجاه مجرى النهر لمسار PI3K / Akt ويشارك في نقل مجموعة متنوعة من الإشارات داخل الخلايا والتعبير عن جينات متعددة. يؤدي تثبيط مسار إشارات PI3K / AKT إلى تدهور البروتين المثبط ل NF-κB IκB ، والذي بدوره يؤدي إلى فسفرة NF-κB ودخوله إلى النواة ، وإنتاج مجموعة متنوعة من الكيموكينات والعوامل الالتهابية ، مما يؤدي إلى إصابة الخلايا البودية والتليف الخلالي الكلوي25. أظهرت بعض الدراسات أن تثبيط تنشيط مسار إشارات PI3K / AKT / NF-κB يمكن أن يثبط بشكل فعال الاستجابات الالتهابية والتليف الكلوي ، وبالتالي يؤخر تطور DKD26.
أظهرت الدراسات أن اضطرابات التمثيل الغذائي للدهون تلعب دورا مهما في ظهور وتطور DKD27،28. غالبا ما يظهر مرضى DKD استقلاب دهني غير طبيعي ، بما في ذلك ارتفاع مستويات LDL و TG وتراكم الأحماض الدهنية. ترتبط هذه التشوهات ارتباطا وثيقا بالتغيرات المرضية مثل تصلب الكبيبات والتليف الأنبوبيالخلالي 29،30. تشير الأبحاث إلى أن اضطرابات التمثيل الغذائي للدهون يمكن أن تعزز تقدم DKD من خلال مسارات إشارات متعددة31،32. أولا ، يعد مسار إشارات mTOR مسارا رئيسيا في تنظيم عملية التمثيل الغذائي للدهون. يؤدي التنشيط المفرط إلى إصابة الخلايا البودوية والبيلة البروتينية33،34. يمكن أن تعزز البيئة الغنية بالدهون تراكم الدهون من خلال محور PI3K / AKT / mTOR ، مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج للخلايا البودية ويؤدي في النهاية إلى تفاقم تدهور وظائف الكلى35،36،37. ثانيا ، بروتين كيناز المنشط ب AMP (AMPK) ، وهو منظم حاسم لعملية التمثيل الغذائي للطاقة الخلوية ، يحمي الكلى من الاضطرابات الأيضية عن طريق تعزيز أكسدة الأحماض الدهنية ، وتثبيط تخليق الدهون ، وتقليل السمية الدهنية38،39،40. يعتبر تعطيل AMPK آلية مهمة في تقدم DKD. أظهرت منشطات AMPK ، مثل الميتفورمين ، تأثيرات كبيرة وتمثل هدفا علاجيا واعدا لDKD 41.
أخيرا ، أظهرت الدراسات أن المستقبلات المنشطة بانتشار البيروكسيسوم α / γ (PPARα / γ) تلعب دورا أساسيا في تنظيم استقلاب الدهون و DKD42،43. يعزز تنشيط PPARα أكسدة الأحماض الدهنية ويقلل من تراكم الدهون في الكلى ، بينما يحسن PPARγ حساسية الأنسولين ويمارس تأثيرات مضادة للالتهابات44،45. أظهرت ناهضات PPAR ، مثل الفيبرات ، فوائد سريرية محتملة في تقليل البيلة البروتينية لدى مرضى DKD46. في الختام ، تؤثر اضطرابات التمثيل الغذائي للدهون على التقدم المرضي ل DKD من خلال مسارات إشارات متعددة. تشكل التفاعلات بين هذه المسارات شبكة مرضية معقدة. يمكن أن يوفر استهداف استقلاب الدهون استراتيجيات علاجية جديدة ل DKD.
عائلة الكاسباز (CASP) ، وهي عائلة من البروتياز الخاص بالسيستين ، هي مجموعة من البروتياز الموجودة على نطاق واسع في الخلايا وتشارك بشكل أساسي في تنظيم موت الخلايا المبرمج والاستجابات الالتهابية47،48. يشترك أفراد عائلة CASP في أوجه التشابه الهيكلية وعادة ما يتواجدون على شكل زيموجين ، والتي يتم تنشيطها من خلال سلسلة من التفاعلات ، مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج ، والحمى ، وعمليات موت الخلايا المبرمجةالأخرى 49. من بينها ، CASP3 ، وهو عضو في عائلة الكاسباز (CASP) ذو بنية محفوظة موجودة عادة على شكل زيموجين ، هو بروتياز رئيسي في مرحلة تنفيذ موت الخلايا المبرمج الذي يحفز انقسام بروتينات خلوية معينة ، وبالتالي يلعب دورا مهما في تنظيم نمو الخلايا الطبيعي والحفاظ على التوازن الداخلي50،51. يعمل Caspase-8 كبادئ لشلالات موت الخلايا المبرمج ويشارك في تعديل الاستجابات الالتهابية من خلال تنشيط NPK ، وهو عامل رئيسي في تنظيم النمو الخلوي. يعمل Caspase-8 كبادئ لسلسلة موت الخلايا المبرمج ويشارك أيضا في تنظيم الاستجابة الالتهابية عن طريق تنشيط الحويصلات الالتهابية مثل NLRP1 و NLRP3 ، مما يؤدي إلى الإصابة بالحمى الخلوية52. استنادا إلى الدور المهم لمسار إشارات CASP في التوسط في موت الخلايا المبرمج والحمى في الخلايا المركبة ، هناك ما يبرر إجراء المزيد من الاستكشافات المتعمقة في العلاقة بين YHT و CASP3 / 8 والخلايا المعلوكة و DKD في المستقبل.
بالمقارنة مع مناهج اكتشاف الأدوية التقليدية التي تؤكد عادة على آليات محددة جيدا أحادية الهدف للوضوح التنظيمي والقدرة على التنبؤ ، تسمح استراتيجيتنا القائمة على علم الأدوية الشبكي باستكشاف منهجي للتفاعلات متعددة الأهداف المتأصلة في تركيبات الطب الصيني التقليدي مثل YHT. في حين أن هذا التعقيد يعكس الطبيعة الشاملة للطب الصيني التقليدي واتساع نطاق علاجه المحتمل ، فإنه يؤكد أيضا التحدي المتمثل في التأثيرات غير المقصودة خارج الهدف ، والتي تتطلب التحقق من الصحة والتفسير الدقيقين. من خلال النظر في الطبيعة متعددة الأهداف والمسارات المتعددة لعمل YHT ، نقدم فهما أكثر شمولية لآثاره العلاجية في علاج DKD. علاوة على ذلك ، يسمح علم الأدوية الشبكي بالتنبؤ بالتفاعلات الدوائية المحتملة والآثار الجانبية ، وهو أمر بالغ الأهمية لضمان سلامة وفعالية العلاجات متعددة المكونات. تركز علاجات DKD الحالية إلى حد كبير على إدارة الأعراض أو إبطاء التقدم بدلا من معالجة آليات المرض الأساسية. من خلال دمج أدوات المعلوماتية الحيوية الحديثة مع التحقق التجريبي ، تؤكد هذه الدراسة على أهمية بيولوجيا الأنظمة في تحسين فعالية الطب الصيني التقليدي ، لا سيما في الأمراض المزمنة مثل DKD.
بالنظر إلى المستقبل ، تحمل هذه التقنية وعدا كبيرا لتوسيع نطاق علم الأدوية الشبكي في أبحاث الطب الصيني التقليدي ، لا سيما في علاج الأمراض المعقدة مثل DKD. يمكن تطبيق نهجنا لاستكشاف تركيبات الطب الصيني التقليدي الأخرى أو الأعشاب الفردية لإمكاناتها العلاجية في علاج أمراض الكلى وأمراض القلب والأوعية الدموية واضطرابات التمثيل الغذائي. علاوة على ذلك ، يمكن توسيع هذه المنهجية للتحقيق في إعادة استخدام الأدوية من خلال تحديد الاستخدامات الجديدة للأدوية الموجودة في علاج DKD. يكمن التطبيق المحتمل الآخر لنهجنا في الطب الشخصي. من خلال دمج البيانات الخاصة بالمريض ، يمكن استخدام علم الأدوية الشبكي لتصميم استراتيجيات علاج الطب الصيني التقليدي بناء على الملامح الجزيئية الفردية ، وتعزيز فعالية العلاج وتقليل الآثار الضارة.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الطبيعية لمقاطعة جيلين (رقم 20210101201JC).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الإيثانول اللامائي | الكاشف الكيميائي للمجموعة الصيدلانية الوطنية الصينية المحدودة | 10009218 | |
| مركز تجارب | تشانغتشون للطب الصيني التقليدي | SYXK (JI) 2023-0014 | |
| قاعدة بيانات BATMAN-TCM | http://bionet.ncpsb.org/batmantcm | - | |
| مجموعة فحص البروتين BCA | Solarbio | PC0020 | |
| حجب العازلة | Beyotime | P0023B | |
| الأواني الخزفية | ميديا | MD-DG30E103 | |
| نظام التصوير الكيميائي | هانغتشو شينهوا التكنولوجيا المحدودة | SH-523 | |
| الكلوروفورم | الصين الوطنية الصيدلانية المجموعة الكاشف الكيميائي المحدودة | 10006818 | |
| Cytoscape 3.8.0 البرمجيات | ---- | ||
| طقم كاشف DAB | Servicebio | G1212-200T | |
| ديسيبل / ديسيبل الفئران | نانجينغ الخردة البيولوجية المحدودة شركة | SCXK (Su) 2020-009 | |
| حل الركيزة ECL | تقارب | KF8003 | |
| وعاء حمام مائي كهربائي بدرجة حرارة ثابتة | Fisaff Instrument (Hebei) Co.، Ltd | DK-20000-IIIL | |
| مزود طاقة أداة الرحلان الكهربائي | بكين Longfang التكنولوجيا المحدودة | LF-600S | |
| الزجاج الخالط | Solarbio | YA0852 | |
| زجاج الشريحة | نانتونغ Meiweide علوم الحياة المحدودة | PC2-301 | |
| الماعز المضادة للأرانب IgG HRP (الجسم المضاد الثانوي) | تقارب | S0001 | 1: 3000 ل IHC ، 1: 10000 ل WB |
| Hematoxylin | Wuhan Lingsi Biotechnology Co.، Ltd | G1140 | |
| أجهزة الطرد المركزي المبردة عالية السرعة | هونان Kecheng أداة المعدات المحدودة | H1-16KR | |
| HiScript II Q RT SuperMix ل qPCR (+ ممسحة GDNA) | VAZYME | R223-01 | |
| شاكر أفقي | جيانغسو هايمن كيلين بيل لتصنيع الأدوات المحدودة | TS-1 | |
| نظام التصوير | نيكون | نيكون DS-U3 | |
| التسخين المغناطيسي الرقمي | الذكي هانغتشو ميو للأدوات المحدودة ، Ltd | TP-350E + | |
| Isopropanol | الوطنية الصيدلانية المجموعة الكاشف الكيميائي المحدودة | علامة 80109218 | |
| (20-120KD) | GenScript | M00521 | |
| طقم تلطيخ ماسون | BASO | BA4079B | |
| شاش طبي | Jianerkang Medical | - | |
| منصة Metascape | http://metascape.org/gp/index.html | - | |
| الميثانول | ثيرمو | 67-56-1 | |
| موقع علم الأحياء الدقيقة | http://www.bioinformatics.com.cn/ | - | |
| مجهر | نيكون | ECLIPSE Ci | |
| فرن الميكروويف | Galanz فرن الميكروويف للأجهزة الكهربائية المحدودة | P70D20TL-P4 | |
| طاحونة الأنسجة متعددة العينات | شنغهاي Jingxin الصناعية التنمية المحدودة | Tissuelyser-24L | |
| التوازن الإلكتروني التحليلي متعدد الوظائف | تشانغتشو محظوظ المعدات الإلكترونية لعبة الشركة | FA1204 | |
| الراتنج المحايد | ووهان Lingsi التكنولوجيا الحيوية المحدودة | G8590 | |
| الماعز العادي مصل | Solarbio | SL038 | |
| فرن شنغهاي Huitai أداة التصنيع المحدودة | DHG-9140A | ||
| جهاز طرد مركزي للنخيل | ووهان Lingsi التكنولوجيا الحيوية المحدودة | D1008E | |
| طقم تلطيخ | PAS BASO | BA4114B | |
| قطاعة مرضية | شنغهاي لايكا للأداة المحدودة | RM2016 | |
| PBS | Solarbio | P1020 | |
| PCR أداة | هانغتشو ميو الصك المحدودة | PR-96 | |
| مسدس الماصة | Dragon | KE0003087 / KA0056573 | |
| المخزن المؤقت لتخفيف الأجسام المضادة | Beyotime | P0023A | |
| مركب مثبط بروتين الفوسفاتيز | Meilunbio | MB12707-1 | |
| غشاء PVDF (0.22 & mu ؛ م) | Solarbio | ISEQ00010 | |
| مخفف سريع للأجسام المضادة الأولية / الثانوية | Solarbio | A1811 | |
| الأرنب المضاد ل CD2AP | Affinity | DF2298 | 1: 200 ل IHC ، 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-COI-I | Affinity | DF12149 | 1: 200 ل IHC ، 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-IL-1 & beta ؛ | تقارب | AF5103 | 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-P-AKT | Affinity | AF0016 | 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-P-NF- & Kappa ؛ ب | Affinity | AF3219 | 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-P-PI3K | Affinity | AF3242 | 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-WT-1 | Affinity | DF6331 | 1: 200 ل IHC ، 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-&alpha ؛ -SMA | Affinity | AF1032 | 1: 200 ل IHC ، 1: 1000 ل WB |
| Rabbit anti-& beta ؛ -Actin | Affinity | AF7018 | 1: 1000 ل WB |
| نظام PCR في الوقت الحقيقي | ABI | QuantStudio 6 | |
| RIPA Lysis Buffer | Meilunbio | MA0151 | |
| RNase خال من ddH2O | Solarbio | R1600 | |
| عازلة تخفيف الأجسام المضادة الثانوية | Beyotime | P0023D | |
| شريحة وغطاء زجاجي | Jiangsu Shitai Experimental Equipment Co.، Ltd | 10212432C | |
| SPSS 26.0 البرمجيات | -- | -- | |
| موقع قاعدة بيانات السلسلة ؛ | https://cn.string-db.org/ | - | |
| أداة المياه النقية | الفائقة Zhiang Instrument (Shanghai) Co.، Ltd | Clever-S15 | |
| Taq Plus DNA Polymerase | TIANGEN | ET105-02 | |
| TCMSP قاعدة البيانات ؛ | https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php | - | |
| طاحونة الأنسجة | الجدار | الجميل MB-96 | |
| Trizol | Ambion | 15596-026 | |
| Tween 20 | Pharmaceutical Group Chemical Reagent Co.، Ltd | 30189328 | |
| مقياس الطيف الضوئي المرئي للأشعة فوق البنفسجية الفائقة | Hangzhou Miou Instrument Co.، Ltd | ND-100 | |
| قاعدة بيانات البروتين Uniprot | https://www.uniprot.org | - | |
| مجهر بصري مستقيم | نيكون | Eclipse CI | |
| مجموعة اختبار البروتين البولي | نانجينغ جيانتشنغ معهد أبحاث الهندسة الحيوية | C035-2 | |
| مجفف الفراغ | نينغبو Xinzhi التكنولوجيا الحيوية المحدودة. | A01-1-NA0959 | |
| خزان الرحلان الكهربائي | العمودي بكين 61 مصنع الأدوات | DYCZ-24DN | |
| خلاط دوامة | ووهان Lingsi التكنولوجيا الحيوية المحدودة | MX-F | |
| الغربية حجب العازلة | Solarbio | SW3010 | |
| الزيلين | الصين الوطنية الصيدلانية الكاشف الكيميائي المحدودة | 10023418 | |
| Yihong | ووهان Lingsi التكنولوجيا الحيوية المحدودة | E8090 |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن