Name: Antagonistyczny wpływ Jiawei Shengjiang San na szczurzy model nefropatii cukrzycowej: związany ze szlakiem sygnałowym EGFR/MAPK3/1 (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-05-10T13:50:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Odkryj farmakologię sieciową i dokowanie molekularne w badaniu nefropatii cukrzycowej na modelu szczurzym. Ta metoda pozwala zidentyfikować aktywne składniki Jiawei Shengjiang San i mechanizm działania.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie było wspierane przez ogólny projekt Fundacji Nauk Przyrodniczych prowincji Hebei, Chiny (nr H2019423037).

Jiawei Shengjiang San to Address Diabetic Nephropathy Using Network Pharmacology

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W naszym badaniu wykorzystaliśmy połączenie farmakologii sieciowej, dokowania molekularnego i modeli zwierzęcych in vivo . Kluczowym krokiem było utworzenie sieci "lek-komponent-cel", która miała kluczowe znaczenie dla zidentyfikowania potencjalnych mechanizmów JWSJS w leczeniu DN, ze szczególnym uwzględnieniem jego interakcji ze szlakiem sygnałowym EGFR/MAPK3/1.
Podczas tego badania dokonaliśmy kilku modyfikacji, szczególnie w procesie dokowania molekularnego, aby zwiększyć dokładność naszych przewidywań. Rozwiązywanie problemów koncentrowało się głównie na optymalizacji warunków dla modelu zwierzęcego in vivo , aby zapewnić jego znaczenie dla ludzkiej DN. Identyfikując kluczowe aktywne składniki i cele JWSJS, badanie to stanowi teoretyczną podstawę do dalszych badań i rozwoju JWSJS jako potencjalnego kandydata na lek w leczeniu DN.
W badaniu zbadano potencjalny mechanizm działania JWSJS w zmniejszaniu apoptozy nerkowej w DN. Wyniki dokowania molekularnego wykazały, że kwercetyna, kwas oleopalmitynowy i luteolina mają regularne działanie wiążące z kluczowymi celami, w tym MAPK1, MAPK3 i EGFR. Wybraliśmy te cele do dalszych badań ze względu na ich wspólne działanie w wielu szlakach. U szczurów DN leczenie JWSJS spowodowało znaczne zmniejszenie poziomów FBG i GSP, poprawę UTP i LDL-C, przyrost masy ciała i poprawę mikroskopijnych objawów tkanki nerkowej, co wskazuje na potencjalną skuteczność JWSJS w leczeniu DN.
Apoptoza jest krytycznym sposobem śmierci komórki, a rozregulowanie może zwiększać ryzyko różnych chorób38. Wcześniejsze badania wykazały, że szczury DN miały zwiększoną ekspresję białek związanych z apoptozą BAX i kaspazy-3 oraz znaczny wzrost liczby komórek apoptotycznych w tkance nerkowej39,40. Wyniki wykazały, że leczenie JWSJS odwróciło te zmiany, co sugeruje, że może osłabić apoptozę podocytów w warunkach cukrzycowych.
Dalsze badania nad potencjalnym mechanizmem działania JWSJS wykazały, że ma on wielocelowy i wielościeżkowy wpływ na DN. Skupiliśmy się na badaniu MAPK1, MAPK3 i EGFR, ponieważ miały one największą liczbę ścieżek wzbogacania. Szlak ERK, który bierze udział w różnych procesach fizjologicznych i patologicznych, takich jak wzrost komórek, proliferacja, różnicowanie, apoptoza i nieprawidłowe wydzielanie steroidów, jest niezbędnym szlakiem w szlaku transdukcji sygnału MAPK 13,41,42,43. Wywnioskowano, że JWSJS uratował apoptozę podocytów poprzez hamowanie szlaku sygnałowego EGFR/MAPK3/1.
Odkryliśmy również, że JWSJS może regulować ekspresję p-EGFR i p-MAPK3/1, co skutkuje znacznie podwyższonym poziomem Bcl-2, ale zauważalną regulacją w dół Bax. To z kolei prowadziło do zmniejszenia apoptozy komórek nerkowych. Podobne wyniki uzyskano w poprzednich badaniach. Na przykład Chen poinformował, że delecja EGFR w podocytach osłabiła nefropatię cukrzycową44. Niektórzy badacze odkryli, że szlak EGFR/ERK sprzyja proliferacji i różnicowaniu komórek nabłonka jelitowego świń9. Hamowanie EGFR może obniżać ekspresję TGF-β i BAX, poprawiając w ten sposób zwłóknienie nerek i apoptozę45. Odkrycia te sugerują, że JWSJS jest receptą tradycyjnej medycyny chińskiej, która odgrywa znaczącą rolę w terapii uzupełniającej DN poprzez hamowanie szlaku sygnałowego EGFR / MAPK3 / 1. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby w pełni zrozumieć potencjalny mechanizm działania JWSJS w leczeniu DN.
Badanie to miało kilka ograniczeń. Po pierwsze, poleganie na modelach zwierzęcych może nie w pełni odtworzyć ludzką reakcję na JWSJS. Ponadto przewidywania farmakologiczne sieci, choć wnikliwe, wymagają dalszej walidacji za pomocą danych eksperymentalnych. Konieczne są dalsze badania kliniczne na ludziach w celu potwierdzenia wyników. Po drugie, chociaż farmakologia sieciowa jest użytecznym narzędziem do analizy zależności między lekiem a chorobą, wyniki należy interpretować z ostrożnością, ponieważ opierają się one na przewidywaniach, a nie na danych eksperymentalnych. Po trzecie, mechanizm działania JWSJS w leczeniu DN pozostaje niejasny, a badanie koncentrowało się jedynie na potencjalnych celach MAPK1, MAPK3 i EGFR.
Metody zastosowane w tym badaniu mogą być stosowane do innych preparatów tradycyjnej medycyny chińskiej, potencjalnie prowadząc do odkrycia nowych opcji terapeutycznych dla DN i innych złożonych chorób. Co więcej, podejście to stanowi podstawę do integracji tradycyjnej i nowoczesnej medycyny w przyszłych badaniach farmakologicznych. Potrzebne są dalsze badania, aby w pełni wyjaśnić mechanizmy molekularne leżące u podstaw efektów terapeutycznych JWSJS. Wreszcie, w badaniu nie badano potencjalnych skutków ubocznych ani toksyczności JWSJS, które są ważnymi czynnikami przy opracowywaniu każdego nowego leku. Potrzebne są dalsze badania, aby ocenić bezpieczeństwo JWSJS i zapewnić jego zastosowanie kliniczne.
Podsumowując, badanie to przede wszystkim bada potencjał terapeutyczny Jiawei Shengjiang San w nefropatii cukrzycowej, wykorzystując farmakologię sieciową, dokowanie molekularne i walidację in vivo na zwierzętach. Kładzie nacisk na aspekty proceduralne, koncentrując się na metodologii zastosowanej do zrozumienia interakcji między JWSJS a szlakiem sygnałowym EGFR/MAPK3/1 oraz tego, jak te interakcje potencjalnie zmniejszają apoptozę komórek nerkowych w DN.

Cukrzyca (DM) jest przewlekłą chorobą, która wpływa na wiele układów i może powodować różne powikłania z powodu ciągłej hiperglikemii, takie jak nefropatia cukrzycowa (DN), retinopatia i neuropatia1. DN jest poważnym powikłaniem cukrzycy, odpowiadającym za około 30%-50% schyłkowej niewydolności nerek (ESRD)2. Jego objawem klinicznym jest mikroalbuminuria, która może przekształcić się w ESRD charakteryzującą się zwiększoną objętością kłębuszków nerkowych, przerostem zrębu mezangialnego i pogrubioną błoną podstawną kłębuszków nerkowych3. Patogeneza DN jest złożona i nie została w pełni wyjaśniona. Metody kliniczne, takie jak obniżenie poziomu glukozy we krwi, regulacja ciśnienia krwi i zmniejszenie białkomoczu, są najczęściej stosowane w celu opóźnienia jego postępu, ale efekt jest ogólny. 
Obecnie nie znaleziono żadnego konkretnego leku na DN4. Jednak od wieków chińskie leki ziołowe były szeroko stosowane w leczeniu cukrzycy i jej powikłań5 i poprawiały objawy kliniczne pacjentów i opóźniały postęp choroby. Ze względu na zalety efektów wieloskładnikowych, wielokierunkowych i wielościeżkowych, oczekuje się, że chińskie leki ziołowe będą innowacyjnym źródłem leków w leczeniu DN6.
"Shengjiang san" pochodzi od "Wanbing Huichun" autorstwa lekarza z dynastii Ming, Gong Tingxiana. Książka "Neifu Xianfang" opisuje użycie Bombyx Batryticatus, Cicadae Periostracum, Curcumaelongae Rhizoma i Radix Rhei et Rhizome. Na tej podstawie, po dodaniu Hedysarum Multijugum Maxim, Epimrdii Herba i Smilacis Glabrae Rhixoma, wywiera funkcję shengjiang san zwiększając jasność, zmniejszając zmętnienie, uwalniając zastałe "ciepło" i harmonizując "qi" i klasę krew7,8. Zwiększa również efekt wzmocnienia śledziony i ujędrnienia nerek. Jego skuteczność jest zgodna z patogenezą "qi" DN do wznoszenia się i opadania w kolejności z powodu niedoboru "energii życiowej", nadmiernej suchości i "ciepła" oraz stagnacji "ciepła" spowodowanej przez potrójny energetyzator7,8.
Poprzednie badania kliniczne wykazały, że chińskie leki ziołowe były stosowane w leczeniu DM i jego powikłań, a jiawei shengjiang san (JWSJS) wykazano, że regulują poziom glukozy i lipidów we krwi, zmniejszają białkomocz i znacznie poprawiają skuteczność kliniczną pacjentów z wczesnym DN7. Zdolność JWSJS do obniżania poziomu białka w moczu i glukozy we krwi u szczurów DN została potwierdzona w poprzednich badaniach. Prawdopodobnie dzieje się to poprzez hamowanie szlaków sygnałowych TXNIP/NLRP3 i RIP1/RIP3/MLKL, zmniejszanie pyroptozy podocytów i zapobieganie nekrotycznej apoptozie w tkankach nerkowych szczurów DN, osiągając w ten sposób ochronę nerek9. JWSJS może zwiększać ekspresję białka nefryny i podocyny oraz zmniejszać uszkodzenie podocytów u szczurów DN, co sugeruje, że JWSJS ma hamujący wpływ na uszkodzenie podocytów. JWSJS ma pewne działanie anty-DN z dobrymi profilami bezpieczeństwa, ale niewiele jest badań na ten temat, a praca ta koncentruje się głównie na piroptozie i martwiczej apoptozie. Literatura nie jest wystarczająco obszerna ani usystematyzowana10. Nasze wcześniejsze odkrycia potwierdziły, że JWSJS może zmniejszać białkomocz i łagodzić uszkodzenia nerek u szczurów DN7. Istnieje jednak tylko kilka badań dotyczących mechanizmu JWSJS w leczeniu DN i brakuje im głębi i usystematyzowania. W związku z tym badanie to ma na celu analizę substancji molekularnych i mechanizmów działania JWSJS w leczeniu DN przy użyciu farmakologii sieciowej i zapewnienie solidnych podstaw dla przyszłych badań.
Farmakologia sieciowa to nowa metoda badania mechanizmu działania leków, w tym chemiinformatyka, biologia sieciowa, bioinformatyka i farmakologia11,12. Projekt badań farmakologicznych sieci jest dość podobny do holistycznej koncepcji tradycyjnej medycyny chińskiej13,14 i jest to ważna metoda badania mechanizmu chińskich leków ziołowych. Dokowanie molekularne może badać interakcje między cząsteczkami i przewidywać ich wzorce wiązania i powinowactwo. Dokowanie molekularne stało się kluczową techniką w dziedzinie komputerowo wspomaganych badań nad lekami15. W związku z tym w badaniu tym stworzono sieć interakcji JWSJS-DN-cel za pomocą farmakologii sieciowej i metod dokowania molekularnego, która oferuje wiarygodną i teoretyczną podstawę do dalszego badania leczenia DN za pomocą JWSJS.

<table><tbody><tr><td>2 razy; SYBR Green qPCR Master Mix&nbsp;</td><td>Servicebio, Wuhan, Chiny</td><td>G3320-05</td><td></td></tr><tr><td>24-godzinna kwantyfikacja białka moczu (UTP)</td><td>Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3,3'-diaminobenzydyna</td><td>Shanghai Huzheng Biotech, Chiny</td><td>91-95-2</td><td></td></tr><tr><td>Automatyczny przyrząd do analizy biochemicznej</td><td>Hitachi, Japonia</td><td>7170A</td><td></td></tr><tr><td>Bezwodny etanol</td><td>Biosharp, Tianjin, Chiny</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>BAX Przeciwciała pierwotne&nbsp;</td><td>Powinowactwo, USA</td><td>AF0120</td><td></td></tr><tr><td>Szczur BCL-2 Przeciwciała pierwszorzędowe&nbsp;</td><td>Powinowactwo, USA</td><td>AF6139</td><td></td></tr><tr><td>Szczur BX53</td><td>mikroskop Olympus, Japonia</td><td>BX53</td><td></td></tr><tr><td>Substytut chloroformu</td><td>ECOTOP, Guangzhou, Chiny</td><td>ES-8522</td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie Desmond&nbsp;</td><td>Nowy Jork, NY, USA</td><td>Wydanie 2019-1</td><td></td></tr><tr><td>Cyfrowa łaźnia wodna o stałej temperaturze</td><td>Instrument Changzhou Jintan Liangyou, Chiny</td><td>DK-8D</td><td></td></tr><tr><td>EGFR Przeciwciała pierwotne&nbsp;</td><td>Affinity, USA</td><td>AF6043</td><td>Rat</td></tr><tr><td>Embed-812 RESIN</td><td>Shell Chemical, USA</td><td>14900</td><td></td></tr><tr><td>Stężenie glukozy we krwi na czczo (FBG)</td><td>Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Analizator etykiet enzymów o pełnej długości fali typu FC</td><td>Multiskan; Thermo, Stany Zjednoczone</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>GAPDH&nbsp; Przeciwciała pierwszorzędowe&nbsp;</td><td>Powinowactwo, USA</td><td>AF7021</td><td></td></tr><tr><td>Szczurze glikowane białko surowicy (GSP)</td><td>Instytut Inżynierii Biologicznej Nanjing Jiancheng</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Transmisyjnego mikroskopu elektronowego</td><td>Hitachi, Japonia</td><td>H-7650</td><td></td></tr><tr><td>Roztwór do barwienia hematykaliny/eozyny (HE)</td><td>Servicebio, Stany Zjednoczone</td><td>G1003</td><td></td></tr><tr><td>Image-Pro Plus</td><td>MEDIA CYBERNETYKA, USA</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Przyrząd do amplifikacji PCR w czasie rzeczywistym Applied</td><td>Biosystems, USA</td><td>iQ5&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Irbesartan tabletki</td><td>Hangzhou Sanofi Pharmaceuticals</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Biosharp, Tianjin, Chiny</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp; Granulki JWSJS</td><td>Guangdong Yifang Pharmaceutical</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Kodak Image Station System obrazowania 2000 MM</td><td>Kodak, USA</td><td>IS2000</td><td></td></tr><tr><td>Cholesterol o niskiej gęstości (LDL-C)</td><td>Nanjing Jiancheng Institute of Biological Engineering</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>MAPK3/1Przeciwciała pierwszorzędowe&nbsp;</td><td>Affinity, USA</td><td>AF0155</td><td></td></tr><tr><td>Wirówka medyczna dla szczurów</td><td>Rozwój przyrządów laboratoryjnych Hunan Xiangyi, Chiny&nbsp;</td><td>TGL-16K</td><td></td></tr><tr><td>Mini system transferu trans-blot</td><td>Bio-Rad, USA</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Mini-PROTEAN system elektroforezy</td><td>Bio-Rad, USA</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Spektrofotometr NanoVue Plus</td><td>Healthcare Bio-Sciences AB, Szwecja</td><td>111765</td><td></td></tr><tr><td>p-EGFR Przeciwciała pierwotne&nbsp;</td><td>Powinowactwo, USA</td><td>AF3044</td><td></td></tr><tr><td>Szczur Roztwór do barwienia kwasem okresowym Schiffa (PAS)</td><td>Servicebio, USA</td><td>G1008</td><td></td></tr><tr><td>p-MAPK3/1 Przeciwciała pierwszorzędowe&nbsp;</td><td>Powinowactwo, USA</td><td>AF1015</td><td></td></tr><tr><td>Szczur Przeciwciała drugorzędowe</td><td>&nbsp; Santa Cruz, Stany Zjednoczone</td><td>sc-2357</td><td></td></tr><tr><td>Streptozotocyna</td> królika <td>Sigma, USA</td><td>S0130</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw do syntezy pierwszej nici cDNA</td><td>SureScript GeneCopeia, USA</td><td>QP056T</td><td></td></tr><tr><td>TriQuick Odczynnik</td><td>Solarbio, Pekin, Chiny</td><td>R1100</td><td></td></tr><tr><td>Ultra-czysty stół warsztatowy</td><td>Sprzęt do oczyszczania Suzhou, Chiny</td><td>SW-CJ-1F&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

antagonistyczny wpływ jiawei shengjiang san na szczurzy model nefropatii cukrzycowej: związany ze szlakiem sygnałowym egfr/mapk3/1

Antagonistic Effect of Jiawei Shengjiang San on a Rat Model of Diabetic Nephropathy: Related to EGFR/MAPK3/1 Signaling Pathway

Naszym celem było zagłębienie się w mechanizmy leżące u podstaw działania Jiawei Shengjiang Sana (JWSJS) w leczeniu nefropatii cukrzycowej i wdrażaniu farmakologii sieciowej. Wykorzystując farmakologię sieciową i techniki dokowania molekularnego, przewidzieliśmy aktywne składniki i cele JWSJS oraz zbudowaliśmy skrupulatną sieć "lek-komponent-cel". Analizy wzbogacania ontologii genów (GO) i encyklopedii genów i genomów z Kioto (KEGG) wykorzystano do rozpoznania ścieżek terapeutycznych i celów JWSJS. Autodock Vina 1.2.0 został wdrożony do molekularnej weryfikacji dokowania i przeprowadzono symulację dynamiki molekularnej 100 ns w celu potwierdzenia wyników dokowania, a następnie weryfikację na zwierzętach in vivo. Wyniki ujawniły, że JWSJS ma wspólne 227 przecinających się celów z nefropatią cukrzycową, konstruując topologię sieci interakcji białko-białko. Analiza wzbogacenia KEGG wykazała, że JWSJS łagodzi nefropatię cukrzycową poprzez modulację lipidów i miażdżycy, szlaku sygnałowego PI3K-Akt, apoptozy i szlaku sygnałowego HIF-1, z aktywowaną mitogenem kinazą białkową 1 (MAPK1), MAPK3, receptorem naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) i kinazą białkową seryny/treoniny 1 (AKT1) zidentyfikowanymi jako zbiorowe cele wielu szlaków. Dokowanie molekularne wykazało, że podstawowe składniki JWSJS (kwercetyna, kwas oleopalmitynowy i luteolina) mogą stabilizować konformację z trzema kluczowymi celami (MAPK1, MAPK3 i EGFR) poprzez wiązania wodorowe. Badania in vivo wykazały znaczny wzrost masy ciała i zmniejszenie stężenia glikowanego białka surowicy (GSP), cholesterolu lipoprotein o niskiej gęstości (LDL-C), trifosforanu urydyny (UTP) i poziomu glukozy we krwi na czczo (FBG) z powodu JWSJS. Mikroskopia elektronowa w połączeniu z hematoksyliną i eozyną (HE) oraz barwieniem kwasem okresowym Schiffa (PAS) podkreśliła potencjał każdej grupy leczonej w łagodzeniu uszkodzenia nerek w różnym stopniu, wykazując różne spadki p-EGFR, p-MAPK3/1 i BAX oraz przyrosty ekspresji BCL-2 w tkankach nerkowych leczonych szczurów. Podsumowując, spostrzeżenia te sugerują, że skuteczność ochronna JWSJS w nefropatii cukrzycowej może być związana z tłumieniem aktywacji szlaku sygnałowego EGFR / MAPK3 / 1 i łagodzeniem apoptozy komórek nerkowych.

Zgodnie z protokołem, po przeprowadzeniu analizy, przesiewania i usuwaniu duplikatów według ustalonych standardów OB i DL, ostatecznie uzyskano 90 składników aktywnych JWSJS. Obejmowały one 20 rodzajów składników Hedysarum Multijugum Maxim, 23 rodzaje Epimrdii Herba, 15 rodzajów Smilacis Glabrae Rhixoma, 16 rodzajów Radix Rhei et Rhizome, cztery rodzaje Curcumaelongae Rhizoma, 15 rodzajów Cicadae Periostracum oraz sześć rodzajów składników Bombyx Batryticatus. Ze względu na dużą liczbę składników aktywnych w JWSJS, wymieniono tylko 20 z nich (patrz Tabela 1). Po usunięciu duplikatów ostatecznie uzyskano 396 celów odpowiadających składnikom aktywnym JWSJS.
Po wyszukiwaniu genów związanych z chorobą, po scaleniu i usunięciu duplikatów, ostatecznie uzyskano 3035 genów docelowych związanych z DN. Odpowiadające im cele DN porównano i przeanalizowano z celami aktywnych składników leków. Wyznaczono część wspólną, co pozwoliło zidentyfikować 227 wspólnych celów JWSJS i DN. Następnie sporządzono wykres Venna (patrz Rysunek 1A). Sieć „lek-składnik-cel” zbudowano przy użyciu oprogramowania Cytoscape 3.8.0 (patrz Rysunek 1B), a następnie przeprowadzono analizę topologiczną. Każdy węzeł uszeregowano od najwyższej do najniższej wartości stopnia. Pięć najważniejszych składników leku to kwercetyna, kwas palmitolowy, luteolina, kaempferol i naringenina, natomiast pięć najważniejszych celów to PTGS2, PTGS1, NCoA2, AR i ESR1.
Następnie opracowano sieć PPI dla celów wspólnych dla JWSJS i DN (196 węzłów i 1714 krawędzi ze średnią wartością stopnia 17,4). Ponadto, po trzech etapach selekcji uzyskano siedem kluczowych celów, które mogą być głównymi punktami uchwytu JWSJS w leczeniu DN: MAPK14, TP53, MAPK3, MYC, HIF1A, ESR1 oraz MAPK1 (patrz Rycina 1C).
Następnie przeprowadzono analizę wzbogacenia GO, aby wysnuć przypuszczenia na temat biologicznych właściwości celu JWSJS w leczeniu DN. Wśród kategorii BP, CC i MF dziesięć najlepiej wzbogaconych wpisów przedstawiono na Rysunku 1D. Wyniki wskazują, że JWSJS może regulować proliferację, różnicowanie i apoptozę komórek poprzez wiązanie się z czynnikami transkrypcyjnymi i kinazami białkowymi w tratwach lipidowych i mikrodomenach błonowych, co prowadzi do efektu terapeutycznego w przypadku DN. W celu zbadania potencjalnych ścieżek działania JWSJS w DN przeprowadzono analizę wzbogacenia ścieżek KEGG dla zaangażowanych celów. Trzydzieści najlepiej wzbogaconych ścieżek przedstawiono na Rysunku 1E. Wyniki pokazują, że leczenie DN za pomocą JWSJS może oddziaływać na 181 ścieżek sygnalizacyjnych, obejmujących głównie gospodarkę lipidową i miażdżycę, ścieżkę sygnalizacyjną PI3K-Akt, kancerogenezę chemiczną, zapalenie wątroby, raka prostaty, apoptozę, ścieżkę sygnalizacyjną HIF-1 oraz ścieżkę sygnalizacyjną TNF.
Aby dokładniej zbadać cele pierwszych 30 szlaków wzbogaconych w bazie KEGG, wykorzystano oprogramowanie Cytoscape 3.8.0 do stworzenia mapy sieci powiązań szlaków sygnalizacyjnych KEGG dla DN leczonej preparatem JWSJS. Stwierdzono, że MAPK1, MAPK3, EGFR oraz AKT1 są celami wielu współdziałających szlaków (patrz Rysunek 1F), co sugeruje, że białka te mogą odgrywać centralną rolę w pośredniczeniu efektów JWSJS w DN.
Aby dalej zweryfikować potencjalne cele JWSJS w leczeniu DN, przeanalizowano następnie trzy kluczowe cele: MAPK1, MAPK3 i EGFR, które charakteryzowały się wysokimi wartościami stopnia w sieci PPI oraz w sieci szlaków sygnalizacyjnych KEGG. Przeprowadzono dokowanie molekularne tych celów z kwercetyną, kwasem palmitoleinowym i luteoliną – trzema najważniejszymi komponentami rdzeniowymi JWSJS w leczeniu DN. Kryteria doboru identyfikatorów PDB były następujące: (1) pochodzenie z organizmów ludzkich; (2) rozdzielczość konformacyjna ≤ 2.5Å, czyli jak najniższa; (3) sekwencja konformacyjna możliwie najpełniejsza, tzn. kompleks strukturalny musiał zawierać informacje o ligandzie małocząsteczkowym; oraz (4) wartość pH krystalizacji możliwie najbliższa normalnemu zakresowi fizjologicznemu organizmu ludzkiego35. Ostatecznie wybrano identyfikatory PDB dla MAPK1, MAPK3 i EGFR: odpowiednio 4QTA, 4QTB oraz 7JXQ.
Aby zweryfikować niezawodność oprogramowania AutoDock w systemie dokowania zastosowanym w niniejszym badaniu36, w pierwszej kolejności przeprowadzono redokowanie trzech białek: MAPK1, Mapk3 oraz EGFR. Konformację ligandu w oryginalnej strukturze krystalicznej trzech białek docelowych nałożono na ligandy po dokowaniu (Rysunek 2A). Następnie obliczono wartości średniokwadratowego odchylenia (RMSD) między konformacją ligandu po dokowaniu a oryginalną strukturą krystaliczną. Wartości RMSD wyniosły odpowiednio 1,129, 1,201 i 1,877 Å, czyli wszystkie ≤ 2Å. Wykazało to, że metoda dokowania jest niezawodna i może zostać wykorzystana do dalszej weryfikacji dokowania molekularnego. Aby porównać i określić potencjał hamujący głównych składników, w roli kontroli wykorzystano oryginalne ligandy białek MAPK1, MAPK3 i EGFR. Analiza dokowania pozwoliła pomyślnie przewidzieć energię wiązania luteoliny, kwasu palmitoleinowego i kwercetyny z trzema głównymi celami. Wszystkie wartości były ujemne i mniejsze niż -637; patrz Tabela 2. Należy zauważyć, że dokowanie molekularne luteoliny i MAPK1 charakteryzuje się największym rozmiarem kawerny i najniższą energią wiązania. Ogólnie wyniki dokowania molekularnego wykazały, że luteolina, kwas palmitoleinowy i kwercetyna wykazują dobrą aktywność wiązania z trzema głównymi celami (Rysunek 2B,C).
Wartość RMSD jest wykorzystywana do ilościowego określenia średnich zmian przemieszczenia wybranej grupy atomów w odniesieniu do układu odniesienia. Z kolei RMSF skutecznie charakteryzuje lokalne zmiany wzdłuż łańcucha białkowego. Wykres RMSD (Rysunek 2D) pokazuje, że wartości RMSD dla kompleksów luteolina-MAPK1 oraz kwercetyna-MAPK3 ustabilizowały się w ciągu 5 ns. Kompleks luteolina-EGFR wykazał fluktuujący RMSD w zakresie 0-35 ns; wartość ta ustabilizowała się przy 35 ns aż do końca 100 ns symulacji MD. Wszystkie kompleksy weszły w stabilne interakcje pod koniec 100 ns symulacji MD. Wartość RMSF została oceniona na podstawie trajektorii symulacji MD: minimalne fluktuacje atomów w centrum aktywnym i głównym łańcuchu sugerowały minimalne zmiany konformacyjne, co wskazuje, że wspomniany związek wiodący jest pewnie zakotwiczony wewnątrz wnęki kieszeni wiążącej białka docelowego. Wyniki RMSF wykazały ograniczone fluktuacje w strukturach kompleksów.
Na koniec weryfikujemy powyższe wyniki in vivo. Zaobserwowaliśmy najpierw, że masa ciał szczurów w grupie modelowej uległa znacznemu zmniejszeniu, natomiast poziomy GSP, LDL-C, UTP i FBG znacząco wzrosły (P &lt; 0,05). Masa ciała szczurów w grupie otrzymującej irbesartan oraz w każdej z grup JWSJS wzrosła znacząco w porównaniu z grupą modelową. Poziomy GSP, LDL-C, UTP i FBG obniżyły się w różnym stopniu (P &lt; 0,05; patrz Tabela 3).
Następnie barwienie HE wykazało, że kłębuszki w grupie kontrolnej miały prawidłową wielkość. Charakteryzowały się regularną i wyraźną strukturą, gładką błoną podstawną oraz uporządkowanymi kanalikami nerkowymi, bez infiltracji komórek zapalnych. W grupie modelowej kłębuszki były hipertroficzne, błona podstawna pogrubiała, a macierz kłębuszkowa zwiększona. W śródmiąższu stwierdzono infiltrację komórek zapalnych. Objawy patologiczne w każdej z grup poddanych podaniu preparatów były w różnym stopniu złagodzone w porównaniu z grupą modelową (patrz Rycina 3A).
Barwienie PAS wykazało, że w grupie modelowej wystąpił zwiększony rozmiar kłębuszków, pogrubienie błony podstawnej oraz zwiększenie macierzy kłębuszkowej w porównaniu z grupą kontrolną. Manifestacje patologiczne te zostały istotnie złagodzone w każdej z grup otrzymujących lek (patrz Rysunek 3B). W badaniu z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej stwierdzono, że błona podstawna kłębuszków w grupie modelowej była pogrubiona w stosunku do grupy kontrolnej. Odnotowano rozrost macierzy kłębuszkowej oraz rozległe zlanie się wypustek stopowych podocytów. Obraz mikroskopowy u szczurów w każdej z grup otrzymujących lek uległ poprawie w różnym stopniu w porównaniu z grupą modelową (patrz Rysunek 3C).
Na koniec zbadano ekspresję całkowitego EGFR, p-EGFR, MAPK3/1 oraz p-MAPK3/1, aby sprawdzić, czy uległy one zmianie u szczurów z DN leczonych JWSJS. W grupach modelowych nie stwierdzono istotnych zmian w ekspresji całkowitego EGFR i MAPK3/1 w porównaniu z grupą normalną. Ekspresja p-EGFR, p-MAPK3/1 oraz BAX uległa istotnemu zwiększeniu, natomiast ekspresja BCL-2 uległa istotnemu zmniejszeniu. W porównaniu z grupą modelową, w tkankach nerek szczurów w każdej grupie dawkowania odnotowano istotną redukcję ekspresji p-EGFR, p-MAPK3/1 i BAX oraz istotny wzrost ekspresji BCL-2 w różnym stopniu (Rycina 3D,E). Wynik ten został potwierdzony metodą immunohistochemii (Rycina 3F,G). Badanie to wykazało, że JWSJS może chronić nerki szczurów z DN poprzez regulację ekspresji białek p-EGFR, p-MAPK3/1, BAX i BCL-2 oraz redukcję apoptozy komórek. Ponadto wykorzystano qPCR do oceny poziomów ekspresji mRNA MAPK3, MAPK1 i EGFR w różnych grupach. Wyniki ujawniły, że względna ekspresja w grupie DN była istotnie wyższa w porównaniu z grupą kontrolną, a także grupami Irbesartan, JWSJS-L, JWSJS-M i JWSJS-H. Wynik ten dodatkowo potwierdza wstępne rezultaty (Rycina 3H).
<img alt="Diagram Venna, analiza sieci, wykresy interakcji genów, mapowanie szlaków, wykresy analizy danych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66179/66179fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Farmakologia sieciowa wyjaśniła potencjalne cele i szlaki sygnalizacyjne JWSJS w nefropatii cukrzycowej. (A) Diagram Venna przecinających się celów JWSJS i nefropatii cukrzycowej. Kolor zielony reprezentuje liczbę celów terapeutycznych składników JWSJS, a kolor fioletowy reprezentuje liczbę istotnych celów DN. Część wspólna reprezentuje liczbę przecinających się celów (tj. liczbę celów JWSJS w DN). (B) Schemat sieci „lek-składnik-cel” JWSJS w leczeniu DN. Jasnoniebieski kolor reprezentuje istotne cele JWSJS w leczeniu DN. Kolor fuksjowy reprezentuje aktywny składnik Bombyx Batryticatus. Kolor zielony reprezentuje aktywne składniki Hedysarum Multijugum Maxim. Ciemnoniebieski kolor reprezentuje aktywne składniki Radix Rhei et Rhizome. Kolor czerwony reprezentuje aktywne składniki Cicadae Periostracum. Kolor fioletowy reprezentuje aktywne składniki Epimrdii Herba. Kolor żółty reprezentuje aktywne składniki Smilacis Glabrae Rhixoma. Błękitny kolor reprezentuje aktywne składniki Curcumaelongae Rhizoma. (C) Sieć PPI przecinających się celów JWSJS i DN. (D) 10 najistotniejszych genów zidentyfikowanych za pomocą analizy ontologii genów będących celami terapeutycznymi zaangażowanych w leczenie DN za pomocą JWSJS. (E) 30 najistotniejszych genów zidentyfikowanych za pomocą analizy szlaków genów będących celami terapeutycznymi zaangażowanych w leczenie DN za pomocą JWSJS. (F) Sieć powiązań szlaków sygnalizacyjnych KEGG w leczeniu DN za pomocą JWSJS. Żółte ikony reprezentują szlaki sygnalizacyjne. Niebieskie ikony reprezentują cele działania. Większy węzeł oznacza, że jest z nim połączonych więcej szlaków. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66179/66179fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Analiza struktury białek; schemat konformacji cząsteczkowych i wyniki porównawczych danych spektralnych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66179/66179fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2: Wizualizacja dokowania molekularnego i trajektorii dynamiki molekularnej JWSJS w leczeniu nefropatii cukrzycowej. (A) Porównanie konformacji liganda w oryginalnej strukturze krystalicznej trzech kompleksów białek docelowych 7JXQ (a), 4QTA (b) i 4QTB (c) z konformacjami liganda po dokowaniu. Kolory zielony, pomarańczowy i różowy oznaczają odpowiednio białka docelowe EGFR, MAPK1 i MAPK3. Kolor złoty oznacza oryginalną cząsteczkę liganda, a niebieski cząsteczkę liganda po dokowaniu. (B) Wizualizacja 3D dokowania molekularnego JWSJS w leczeniu nefropatii cukrzycowej. Kolory zielony, pomarańczowy i różowy oznaczają odpowiednio białka docelowe 7JXQ, 4QTA i 4QTB. Oznaczenia 1a-3a przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA i 4QTB z oryginalnym inhibitorem (niebieski). Oznaczenia 1b-3b przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA, 4QTB z luteoliną (żółty). Oznaczenia 1c-3c przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA, 4QTB z kwasem palmitoleinowym (fuksja). Oznaczenia 1d-3d przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA, 4QTB z kwercetyną (fioletowy). (C) Wizualizacja 2D dokowania molekularnego JWSJS w leczeniu nefropatii cukrzycowej. Oznaczenia 1a-3a przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA i 4QTB z oryginalnym inhibitorem. Oznaczenia 1b-3b przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA, 4QTB z luteoliną. Oznaczenia 1c-3c przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA, 4QTB z kwasem palmitoleinowym. Oznaczenia 1d-3d przedstawiają schematy oddziaływań 7JXQ, 4QTA, 4QTB z kwercetyną. (D) Analiza RMSD i RMSF trajektorii dynamiki molekularnej kompleksów (a) luteoliny i białka docelowego 7JXQ, (b) luteoliny i białka docelowego 4QTA oraz (c) kwercetyny i białka docelowego 4QTB. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66179/66179fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Analiza histologiczna, Western blot i wykresy słupkowe w badaniach nad leczeniem nefropatii cukrzycowej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66179/66179fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3: JWSJS łagodzi uszkodzenia nerek i hamuje aktywację szlaku sygnalizacyjnego EGFR/MAPK3/1 w eksperymentach in vivo. (A) Barwienie HE oraz (B) barwienie kwasem okresowym i Schiffem (PAS) tkanek nerek szczurów w różnych grupach (Powiększenie 200x; n = 10). (C) Transmisyjna mikroskopia elektronowa tkanek nerek w różnych grupach szczurów (Powiększenie 5000x; n = 3). (D) Poziomy EGFR, p-EGFR, MAPK3/1, p-MAPK3/1, BAX i BCL-2 w tkance nerek szczurów z cukrzycą określone metodą Western blotting (n = 3). (E) Analiza statystyczna ekspresji p-EGFR, p-MAPK3/1, BAX i BCL-2. (F) Analiza immunohistochemiczna ekspresji p-EGFR i p-MAPK3/1 w sześciu grupach (n = 6). (G) Analiza statystyczna ekspresji p-EGFR i p-MAPK3/1. (H) Analiza qPCR ekspresji mRNA dla MAPK3, MAPK1 i EGFR w sześciu grupach. *P &lt; 0.05 względem grupy kontrolnej. **P &lt; 0.01 względem grupy kontrolnej. ▲P &lt; 0.05 względem DN. ▲▲P &lt; 0.01 względem DN. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66179/66179fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
Tabela 1: Informacje o niektórych składnikach aktywnych JWSJS. Zawiera ona szczegółowe informacje o każdym składniku oraz ich charakterystykę lub właściwości. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66179/Table%201.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.</a>
Tabela 2: Tabela wyników dokowania głównych celów i głównych składników aktywnych JWSJS.Tabela przedstawia wyniki badań dokowania głównych celów i głównych komponentów aktywnych JWSJS. Tabela ta pokazuje, w jaki sposób składniki te oddziałują z ich odpowiednimi celami, co może dostarczyć informacji na temat mechanizmu działania JWSJS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66179/Table%202.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.</a>
Tabela 3: Wpływ JWSJS na masę ciała i wskaźniki biochemiczne u szczurów z nefropatią cukrzycową (wyrażone jako średnia ± odchylenie standardowe, n = 10). W porównaniu z grupą kontrolną: * P &lt; 0.05. W porównaniu z grupą modelową: # P &lt; 0.05. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66179/Table%203.zip" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.</a>

Tutaj prezentujemy protokół opisujący farmakologię sieciową i techniki dokowania molekularnego, aby zbadać mechanizm działania Jiawei Shengjiang San (JWSJS) w leczeniu nefropatii cukrzycowej.

Antagonistyczny wpływ Jiawei Shengjiang San na szczurzy model nefropatii cukrzycowej: związany ze szlakiem sygnałowym EGFR/MAPK3/1

We aimed to delve into the mechanisms underpinning Jiawei Shengjiang San's (JWSJS) action in treating diabetic nephropathy and deploying network ...

Badamy, w jaki sposób tradycyjny lub tradycyjny san może poradzić sobie z cukrzycą. Aby odpowiedzieć na nasze pytania, badamy pobieranie próbek komórek i komórki w komórkach kandydujących. Tradycyjne zioła pomagają radzić sobie z kandydatami na cukrzycę Ale mechanizm działania nie jest jasny.Badamy farmakologię sieciową i techniki molekularne, aby zbadać mechanizm działania jiawei Shengjiang sans. Nasze podejście jest jak JPS do znajdowania dobrych rzeczy. W lekach ziołowych możemy łatwo przewidzieć aktywne składniki i cele jiawei Shengjiang san i skonstruować sieć docelową składników leku, która jest szybsza i daje nam jaśniejszy obraz niż jakakolwiek metoda prób i błędów.Aby rozpocząć, otwórz bazę danych i platformę analizy farmakologii tradycyjnej medycyny chińskiej. Wprowadź skład leczniczy dla jiawei Shengjiang san lub JWSJS i zastosuj kryteria przesiewowe. Następnie, korzystając z bazy danych, pobierz cele odpowiadające składnikom.Uzyskaj składniki aktywne tradycyjnej medycyny chińskiej i bazy danych składu chemicznego. Po wybraniu związków z numerami usług abstrakcji chemicznej, pobierz ustrukturyzowane diagramy 2D składników aktywnych z pub chem. Ze szwajcarskim ADME.Przebadaj składniki o wysokim wchłanianiu żołądkowo-jelitowym jako podobieństwo leków, których dwie lub więcej pozycji było tak. Zaimportuj je do bazy danych w celu przewidywania białka docelowego w produkcie uni, ustaw status jako przejrzany i gatunek jako ludzki i ustandaryzuj cele. Przeszukaj nefropatię cukrzycową lub DN w różnych bazach danych i uzyskaj cele.Po połączeniu i deduplikacji za pomocą naszego oprogramowania 4.2.0 ekran typowych celów JWSJS i DN do rysowania diagramów Venna. Zaimportuj składniki aktywne i potencjalne cele JWSJS do oprogramowania cyto scape 3.8.0, aby zbudować diagram sieci docelowej składników leków, który wizualizuje związek między lekami, składnikami, celami i chorobami. Aby przeanalizować przecinające się geny w platformie łańcuchowej, ustaw gatunek na homo sapiens, a minimalny wymagany wynik interakcji na więcej niż 0,9 do budowy sieci.Korzystając z trybu analizy wielu białek za pomocą cyto scape 3.8.0, przeanalizuj sieć topologicznie i oblicz centralność między centralnością, centralność bliskości, centralność stopnia, iGen, centralność wektora, metodę opartą na lokalnej średniej łączności i wartości centralności sieci dla każdego węzła. Następnie uzyskaj identyfikatory miejsc docelowych skrzyżowań za pomocą org.hs.eg. DB przy użyciu org.hs.eg Cluster Profiler.Dwa pakiety db enrich plot i GG plot wykonują ekran analizy wzbogacenia dla funkcjonalnej analizy wzbogacenia ontologii genów na 10 najlepszych trafieniach biologicznych z skorygowaną wartością P mniejszą niż 0,05 i wybierają 30 najlepszych ścieżek o najwyższym wzbogaceniu dla Encyklopedii Kioto analizy genów i genomów. Wyszukaj w bazie danych pub chem, aby uzyskać plik SDF ze strukturą 2D podstawowych komponentów JWSJS za pomocą oprogramowania chem bio 3D Ultra 14.0. Generuj i optymalizuj jego strukturę 3D.Zapisz go w formacie formy drugiej, aby użyć go jako pliku liganda. Znajdź i pobierz format PDB struktury 3D głównych celów z bazy danych laboratorium badawczego dla bazy danych banku danych białek bioinformatyki strukturalnej. Korzystanie z oprogramowania PIMOL 2.4.0.Usuń cząsteczki wody i ligandy ze struktury białka i zapisz je jako plik receptora PDB. Zaimportuj plik białka receptora do AUTODOC Tools, oprogramowania 1.5.7 do uwodornienia i przekształć zarówno białko receptorowe, jak i ligand małocząsteczkowy do formatu PD BQT. Ustawić aktywną kieszeń dla białka receptorowego ze współczynnikiem odstępu ustawionym na jeden.Korzystając z autodoc vena, 1.2.0 do dokowania molekularnego, oblicz energię wiązania, zwizualizuj wyniki dokowania za pomocą oprogramowania PIMOL 2.3.0 i lid plot Plot 2.2.5. Przeprowadź badania dynamiki molekularnej lub MD na trzech najbardziej obiecujących pochodnych kompleksach ligandów i użyj środowiska wodnego SPC z 0,15 molowym chlorkiem sodu. Zainicjuj fazę minimalizacji energii na 100 pikosekund, używając domyślnych parametrów Desmonda.Zapewnij stabilną temperaturę i ciśnienie 26,85 stopni Celsjusza i 1,01325 bara we wszystkich systemach produkcyjnych dzięki łańcuchowi Hoovera z nosem i metodologii Martina Tobias Klein. Wykonaj symulację MD przez 100 nanosekund ze znacznikiem czasu wynoszącym dwie femtosekundy, rejestrując współrzędne atomowe co 100 pikosekund. Otwórz diagram interakcji symulacji lub moduł SID i załaduj do niego pliki danych wyników symulacji.Po zakończeniu analizy wyświetl i zinterpretuj wyniki w interfejsie modułu SID. Wstrzyknąć zwierzęciu z grupy modelowej dootrzewnowe wstrzyknięcie streptozotocyny. Po 72 godzinach zbadaj poziom cukru we krwi poprzez pobranie próbki krwi z żyły ogonowej.Obserwuj zmiany histopatologiczne w nerce szczura, aby potwierdzić udany model DN. Następnie należy raz podać szczurowi odpowiednie leki przez zgłębnik doustny. Codziennie pobieraj próbki krwi z aorty brzusznej znieczulonego szczura.Na koniec, po eutanazji, szczur pobiera nerki do analiz biochemicznych i mikroskopowych. Okresowe barwienie kwasem wykazało, że grupa modelowa miała zwiększoną objętość kłębuszków nerkowych, pogrubioną błonę podstawną i zwiększoną masę macierzy angio w porównaniu z normalną grupą. Te patologiczne objawy zostały znacznie złagodzone w każdej grupie podawanej leku, transmisyjna mikroskopia elektronowa wykazała, że błona podstawna kłębuszków nerkowych w grupie modelowej była pogrubiona w porównaniu z grupą normalną.Mikroskopijne objawy u szczurów w każdej grupie podawania zostały złagodzone w różnym stopniu w porównaniu z grupą modelową. W porównaniu z grupą modelową stwierdzono znaczące zmniejszenie ekspresji PEGFR, PMAPK 31 i Bax oraz zwiększenie ekspresji BCL2 w tkankach nerek szczurów w każdej grupie dawkowania w różnym stopniu.

antagonistic-effect-jiawei-shengjiang-san-on-rat-model-diabetic

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Obecny protokół opisuje tworzenie zwierzęcego modelu nefropatii błoniastej (MN) oraz jak hamowanie Kemeng Fanga zmniejsza apoptozę podocytów szczurów MN poprzez aktywację szlaku sygnałowego PI3K/AKT.

Mechanizm hamowania apoptozy podocytów przez Kemeng Fang u szczurów z nefropatią błoniastą poprzez szlak sygnałowy PI3K / AKT

Zakłócenie bariery krew-mózg pomaga w dostarczaniu niektórych leków do mózgu. Mannitol podawany dotętniczo obkurcza komórki otaczające naczynia krwionośne w celu fizycznego przerwania bariery.

Szczurzy model przerwania bariery krew-mózg w celu umożliwienia ukierunkowanych terapii nerwowo-naczyniowych

Choroba zwyrodnieniowa stawów (OA), czyli choroba zwyrodnieniowa stawów, jest wyniszczającym stanem związanym z bólem, który pozostaje tylko częściowo kontrolowany przez dostępne leki przeciwbólowe. Opracowywane są modele zwierzęce, które mają na celu lepsze zrozumienie mechanizmów bólu związanych z chorobą zwyrodnieniową stawów. W tym miejscu opisujemy metodologię monojodooctanowego modelu bólu zwyrodnieniowego stawów u myszy.

Model monojodooctanu bólu związanego z chorobą zwyrodnieniową stawów u myszy

Opisany poniżej model uszkodzenia balonu szyjnego u szczura pozwala badaczom ocenić leki lub terapie, które negują przerost tętnic wywołany urazem. Opisano szczegółowe przygotowanie przedoperacyjne, zabieg chirurgiczny i opiekę pooperacyjną nad zwierzęciem.

Model uszkodzenia balonu szyjnego szczura do testowania terapii przeciwnaczyniowej

Komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ASC) są łatwo izolowane i zbierane z tłuszczu normalnych szczurów. Arkusze ASC mogą być tworzone przy użyciu inżynierii arkuszy komórkowych i mogą być przeszczepiane do tłustych szczurów z cukrzycą Zuckera, wykazujących defekty skóry na całej grubości z odsłoniętą kością, a następnie pokryte dwuwarstwą sztucznej skóry.

Tworzenie i przeszczepianie arkusza komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ASC) w modelu gojenia się ran cukrzycowych

Tutaj opisujemy zoptymalizowaną, opartą na Langendorffie procedurę izolacji jednokomórkowych kardiomiocytów przedsionkowych z szczurzego modelu niewydolności serca związanej z zespołem metabolicznym z zachowaną frakcją wyrzutową. Ręczna regulacja ciśnienia śródświetlnego w jamach serca jest wdrażana w celu uzyskania funkcjonalnie nienaruszonych miocytów odpowiednich do badań pobudzenia, skurczu i sprzężenia.

Izolacja kardiomiocytów przedsionkowych od szczurzego modelu niewydolności serca związanej z zespołem metabolicznym z zachowaną frakcją wyrzutową

Technika wirekowego miografu jest używana do badania funkcji mięśni gładkich naczyń krwionośnych i badania przesiewowego nowych leków. Przedstawiamy szczegółowy protokół pomiaru izometrycznej kurczliwości tętnicy krezkowej myszy oraz badań przesiewowych nowych środków zwiotczających mięśnie gładkie naczyń krwionośnych.

Izometryczny pomiar kurczliwości tętnicy krezkowej myszy za pomocą miografii drutowej

Opisujemy zabieg chirurgiczny stosowany do wywołania niedokrwienia obwodowego u królików z hiperlipidemią i cukrzycą. Operacja ta działa jako model przedkliniczny dla stanów doświadczanych w chorobie tętnic obwodowych u pacjentów. Angiografia jest również opisywana jako sposób pomiaru stopnia wprowadzonego niedokrwienia i odzyskania perfuzji.

Przedkliniczny model niedokrwienia kończyn tylnych u królików z cukrzycą

Celem tego protokołu jest ocena, czy różne preparaty sztucznych łez mogą chronić ludzkie komórki nabłonka rogówki przed wysuszeniem za pomocą modelu in vitro. Po wystawieniu na działanie preparatów sztucznych łez i wysuszeniu, ludzkie komórki nabłonka rogówki są oceniane pod kątem aktywności metabolicznej.

Wpływ preparatów sztucznych łez na aktywność metaboliczną ludzkich komórek nabłonka rogówki po ekspozycji na wysuszenie

Celem tego protokołu jest opracowanie modelowego systemu dla wpływu hiperoksji na społeczności mikrobiologiczne dróg oddechowych mukowiscydozy.  Sztuczna pożywka z plwociny naśladuje skład plwociny, a warunki hodowli hiperoksycznej modelują wpływ dodatkowego tlenu na społeczności drobnoustrojów płucnych.

Zaprojektowanie i opracowanie modelu do badania wpływu dodatkowego tlenu na mikrobiom dróg oddechowych mukowiscydozy

Odkryj farmakologię sieciową i dokowanie molekularne w badaniu nefropatii cukrzycowej na modelu szczurzym. Ta metoda pozwala zidentyfikować aktywne składniki Jiawei Shengjiang San i mechanizm działania.

Antagonistyczny wpływ Jiawei Shengjiang San na szczurzy model nefropatii cukrzycowej: związany ze szlakiem sygnałowym EGFR/MAPK3/1 (Wideo) | JoVE Journal

Antagonistyczny wpływ Jiawei Shengjiang San na szczurzy model nefropatii cukrzycowej: związany ze szlakiem sygnałowym EGFR/MAPK3/1

Przeglądaj więcej filmów