基于网络药理学探究明目地黄丸对碘酸钠诱导的视网膜损伤大鼠的改善作用及机制研究

这是一篇关于明目地黄丸,视网膜色素变性,网络药理学,炎症,氧化应激,HIF1α的论文, 主要内容为目的:视网膜色素变性(retinitis pigmentosa,RP)是一种视网膜退行性疾病,通常在几十年内演变,多种眼部疾病可能随着RP进展而发生。在中医理论中认为RP为肝肾亏虚,脾胃虚弱所致视野日窄,视力下降,明目地黄方具有滋肝养肾,活血名目的功效,然而其发挥作用机制尚不明确。本研究旨在通过一系列网络药理学分析和体内实验,探索明目地黄丸对于RP的治疗作用,并阐明其作用机制。方法:1.明目地黄丸对RP大鼠的治疗作用:将SD大鼠随机分为空白对照组(CON)、视网膜色素变性模型组(RP)、明目地黄丸低剂量组(MMDHW 1.62g/kg)和明目地黄丸高剂量组(MMDHW 3.24 g/kg),采用5 mg/kg碘酸钠腹腔注射诱导视网膜色素变性大鼠模型。在为期四周的造模与给药之后,对视网膜进行HE染色观察视网膜损伤程度并计量大鼠的视网膜厚度,使用real-time PCR检测炎症因子IL-1β和TNF-α的表达水平。2.网络药理学探究明目地黄丸治疗RP大鼠的分子药理机制:首先,使用TCMSP数据库搜索明目地黄丸组方中所有成分,利用ADME原则进行类药性评估后筛选成分所对应靶点。然后使用Dis Ge NET数据库预测RP相关靶点,取成分对应靶点和疾病对应靶点的重合部分,得到潜在治疗靶点。将潜在靶点上传至STRING数据库进行蛋白相互作用分析,并使用R语言进行GO与KEGG通路分析。最后使用Pathcard数据库预测关键通路基因,并上传至STRING数据库进行预测,应用Cytoscape3.9.1软件构建网络图。3.体内实验验证明目地黄丸治疗RP的机制:由于明目地黄丸治疗RP的高相关性潜在靶点多集中于与氧化应激相关的生物过程,所以我们通过微板法检测大鼠视网膜的总抗氧化能力、可见光法检测氧化应激有关酶(SOD、CAT、GSH-Px)的活力和脂质过氧化的中间产物丙二醛(MDA)的含量。最后采用Western Blot检测KEGG分析与GO分析所得关键通路:HIF1α通路的蛋白(HIF1α、VEGF)以及与凋亡相关的caspase3(CASP3)蛋白的表达水平。并使用TUNEL染色检测视网膜组织中的细胞凋亡。结果:1.明目地黄丸显著改善碘酸钠诱导的视网膜损伤,并降低视网膜炎症反应:首先HE染色观察动物视网膜厚度的改变。与CON组相比,RP组大鼠视网膜厚度减少了37.1%(P<0.01),而高剂量明目地黄丸治疗后增厚了37.3%(P<0.01)。进一步通过测定炎性因子IL-1β和TNF-α水平考察动物视网膜的炎性反应。结果显示,与CON组相比,RP组大鼠的IL-1β和TNF-α的表达显著升高(P<0.01),而经过明目地黄丸给药后,两者表达均显著降低(P<0.01)。2.网络药理学预测明目地黄丸改善RP作用的靶点和可能机制:在明目地黄丸组方的所有的成分中,符合ADME原则的成分共有237个靶点,进一步将这些靶点与在Dis Ge NET数据库中筛选出的RP相关的537个靶点取交集后,共存在39个共同靶点。进一步将这39个潜在治疗靶点进行PPI蛋白质相互作用分析,得到具有代表性的靶点HIF1α、TP53、INS、MYC、IL-6和TNF。通过GO与KEGG富集分析,发现明目地黄丸治疗RP的相关途径主要与HIF1α通路相关。富集程度最高的生物过程为缺氧反应、对氧水平降低的反应和凋亡信号通路的调节。而通过分析HIF1α信号通路的45个相关基因的PPI网络,这些基因与明目地黄丸相关的267个靶基因共有9个交集。3.明目地黄丸减轻大鼠视网膜中的氧化应激反应:检测大鼠视网膜中的总抗氧化能力的结果显示,RP大鼠的视网膜抗氧化能力下降了20.4%(P<0.01),高剂量给药组的抗氧化能力上升了60.6%(P<0.01,P<0.05);RP组大鼠视网膜中与氧化应激相关酶SOD、CAT、GSH-Px的活力相比CON组也有所下降,分别下降了7.6%、13.9%和48.5%(P<0.01,P<0.05),而高剂量给药治疗后这些酶活力显著升高,分别升高了13.4%、8.5%和78.3%(P<0.01,P<0.05);脂质过氧化的中间产物MDA在RP中含量升高了5倍(P<0.01),高剂量给药后明显减少了60%MDA的产生(P<0.01)。4.明目地黄丸激活RP大鼠视网膜HIF1α通路信号传导并减少细胞凋亡:Western Blot结果表明,与CON组相比,RP组大鼠的HIF1α蛋白表达水平下调了73.7%(P<0.05),VEGF蛋白表达水平上调80%(P<0.05),与凋亡相关的蛋白CASP3表达水平上调了1.5倍(P<0.05),而高剂量明目地黄丸给药组的HIF1α的水平上调了3倍,VEGF表达水平下调了31.1%,CASP3表达水平降低了53.3%(P<0.01,P<0.05)。免疫组化结果显示,RP组视网膜中HIF1α的表达减少,在给药后上升,而VEGF在RP组中表达升高,治疗后减少。TUNEL染色结果显示,RP组的TUNEL信号明显增强,经过给药治疗后TUNEL信号明显减弱。结论:明目地黄丸治疗可以改善大鼠视网膜损伤,其机制可能与减轻炎症反应和氧化应激,激活HIF1α信号通路和减少细胞凋亡有关。

基于Nrf2信号通路的玉女煎防治糖尿病心肌病作用机制研究

这是一篇关于玉女煎,糖尿病心肌病,机制研究,氧化应激,Nrf2的论文, 主要内容为论文分三部分:第一部分是文献研究。第二部分利用文献计量学手段对中医药治疗糖尿病心肌病(Diabetic Cardiomyopathy,DCM)的文章进行计量学分析,评估当下研究现状及热点趋势。第三部分是依托生信分析和网络药理学技术对玉女煎防治DCM的靶点和通路进行预测,并对预测的靶点和通路进行实验验证。目的探究玉女煎对糖尿病大鼠心肌损伤的保护作用,揭示玉女煎治疗糖尿病心肌病的作用机制。方法第一部分:①系统梳理DCM的发病机制和治疗现状,指出目前西医治疗中存在的问题与不足。②阐述中医药在治疗DCM方面的优势及应用前景。③对为何选用玉女煎作为研究方剂进行论述。第二部分:构建特定算法对中医药治疗DCM的文献进行文献计量学分析,并绘制知识图谱;分析机构、期刊、作者和关键词以不同的方式为该领域的新研究人员提供参考;通过解读知识图谱以评估中医药治疗DCM的研究现状、热点及趋势,为后续的研究提供思路和方向。第三部分:①预测玉女煎治疗DCM的关键靶点和信号通路。②对玉女煎的主要活性成分和DCM的关键靶点进行分子对接。③选取SPF级SD大鼠,通过高糖高脂饲养加多次小剂量注射链脲佐菌素的方法构建糖尿病大鼠心肌损伤模型。④采用随机分组法将大鼠分为空白对照组(NC),糖尿病组(DM)和玉女煎组(YNJ)。YNJ组给予玉女煎药液灌胃,NC组和DM组以同体积生理盐水灌胃作为对照。⑤利用免疫组化检测氧化应激相关的调控因子SIRT1的表达情况;Western blot检测反应氧化应激损伤的靶基因Nrf2和NQO1的表达情况。结果第一部分:①DCM发病机制复杂,其中氧化应激是诱发DCM的关键因素。目前对于DCM的治疗尚无特效药物,现代医学一般以降糖、降压、降脂等手段为主。但存在不良反应大和易产生耐药性的缺点。②中医药成分复杂、多途径、多靶点起效的特点使其对DCM的治疗成为可能。③玉女煎在治疗糖尿病及并发症方面的广泛应用及抗心室重构作用,有望成为防治DCM的方剂。第二部分:目前中医药治疗DCM的研究热点和前沿发展仍聚集在:以氧化应激、凋亡和自噬为主导的机制研究。网络药理学仍然是研究中药及复方的重要手段。第三部分:①KEGG富集结果显示Nrf2信号通路、ErbB信号通路和Hedgehog信号通路可能是玉女煎治疗DCM的重要通路,GO Biological Processes显示玉女煎可能通过干预氧化应激防治DCM。②分子对接结果表明玉女煎的主要活性成分Stigmasterol、Diosgenin、Baicalein、Epiberberine 和 Palmatine 与 DCM 的关键基因 SIRT1、Nrf2、NQO1形成的构象结构稳定,结合活性较高。③实验结果显示:与NC组相比,DM组大鼠心脏组织中SIRT1、Nrf2和NQO1的表达水平显著降低(P<0.01)。与DM组相比,YNJ组大鼠心脏组织中SIRT1、Nrf2和NQO1的表达水平显著升高(P<0.01)。结论玉女煎可通过提高糖尿病大鼠心肌组织中SIRT1的表达、调控Nrf2和NQO1表达升高发挥抑制氧化应激的作用。

高温胁迫对黄喉拟水龟生理生化的影响

这是一篇关于黄喉拟水龟,高温胁迫,地理变异,氧化应激,免疫,热休克蛋白基因表达的论文, 主要内容为热环境在不同纬度和不同季节间存在显著的空间和时间差异。沿纬度等环境梯度分布的外温动物形成了显著的热适应性特征。目前气候变暖的速度对全球生物提出了前所未有的挑战。暖冬、热浪等异常天气频繁发生,全球变暖日益严峻。变化莫测的升温气候如何影响以爬行动物为代表的外温动物成为生态领域研究的热点。本文以黄喉拟水龟(Mauremys mutica)幼龟为研究对象,通过比较黄喉拟水龟不同种群的喜好体温、热耐受能力(CTMax、CTMin)以及不同季节的高温胁迫对黄喉拟水龟氧化应激等方面的影响,探究爬行动物如何适应热环境发生的变化。为气候变暖对外温动物生理生化的影响提供理论依据。1.不同种群黄喉拟水龟喜好体温和热耐受能力的比较喜好体温和热耐受能力是外温动物重要的热生物学参数,反应了外温动物对热环境的最佳适应温度及可能生存的温度范围,是研究热环境对生物影响的基础。而外温动物的热生物学特征有较高的可塑性,沿纬度梯度分布的外温动物热生物学特征可能存在显著的地理变异。本研究利用外温动物行为调温的特点自制温度梯度槽(18℃-40℃)测量黄喉拟水龟孵出幼体的喜好体温(Tp),依据升温或降温使黄喉拟水龟开始出现痉挛现象判定耐受临界高温(CTMax)和耐受临界低温(CTMin)。研究结果表明:南种的Tp范围为25.04℃-30.39℃,CTMax和CTMin平均值分别为41.54℃和2.78℃;北种的Tp范围为24.97℃-29.14℃,CTMax和CTMin平均值分别为41.29℃和1.96℃。黄喉拟水龟南北种群的Tp、CTMax不存在显著差异,而南北种群的CTMin存在显著差异。为黄喉拟水龟的热生物学研究提供理论基础。2.急性高温胁迫对黄喉拟水龟冬眠期间氧化应激的影响全球气候变暖加剧,暖冬现象出现的频率及强度不断增加,外温动物冬眠期间将面临更加频繁的高温胁迫。但目前,高温胁迫对爬行动物冬眠期间氧化应激以及抗氧化防御系统影响的研究还较为缺乏。本研究以黄喉拟水龟南北两个种群的一龄幼龟为研究对象,探究了冬眠期间(6℃)幼龟受高温胁迫(25℃)后的脂质过氧化损伤标志物丙二醛(MDA)含量,以及抗氧化防御和修复系统的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性变化。结果显示,南种群在经历高温胁迫后肝脏MDA含量高于北种群,且放回6℃冬眠条件恢复24 h后仍在升高;北种群肌肉MDA含量受高温胁迫后上升,但在冬眠温度下恢复24 h后即降至对照水平。两种群SOD活力受高温刺激影响不显著。同时,黄喉拟水龟南种群肝脏中CAT的活力在高温刺激2 h后达到最高,并且各处理组间南种群CAT活力均高于北种群;北种群幼龟肝脏GSH-Px活力在高温刺激12 h达到最高。综上,本研究表明,高温胁迫对冬眠期间黄喉拟水龟机体造成一定的氧化损伤,南方种群可能更易受到冬眠期间温度波动的影响,但南方种群机体具有更强的抗氧化酶活力以应对高温胁迫的威胁。3.热浪对黄喉拟水龟氧化应激、免疫力和热休克蛋白基因(hsp70、hsp90)表达的影响全球变暖趋势下,夏季热浪出现的频率及强度逐渐增多,作为更易受气候变化威胁的外温动物,将面临更加频繁的高温胁迫,而目前有关热浪对外温动物生理生化功能影响的研究还较为匮乏。本研究以黄喉拟水龟一龄幼龟为研究对象,探究热浪对幼龟氧化应激和免疫力的变化及hsp70、hsp90基因表达的影响,以期从多方面探讨热浪对黄喉拟水龟生理生化的影响。结果显示,热浪高温胁迫使黄喉拟水龟肝脏MDA含量增加,GSH-Px活力增加,但SOD活力、CAT活力和总抗氧化能力(T-AOC)增加不显著。同时,热浪处理导致黄喉拟水龟免疫器官指数降低,但血浆中皮质酮水平无明显变化,而血清补体C4含量和溶菌酶活力增加。此外,热浪对hsp70、hsp90基因的表达无明显影响。本研究表明,热浪会对黄喉拟水龟机体造成一定氧化损伤以及免疫下降,而机体部分抗氧化酶和免疫防御功能提升,以缓冲机体所受热浪的威胁。

基于Nrf2信号通路的玉女煎防治糖尿病心肌病作用机制研究

这是一篇关于玉女煎,糖尿病心肌病,机制研究,氧化应激,Nrf2的论文, 主要内容为论文分三部分:第一部分是文献研究。第二部分利用文献计量学手段对中医药治疗糖尿病心肌病(Diabetic Cardiomyopathy,DCM)的文章进行计量学分析,评估当下研究现状及热点趋势。第三部分是依托生信分析和网络药理学技术对玉女煎防治DCM的靶点和通路进行预测,并对预测的靶点和通路进行实验验证。目的探究玉女煎对糖尿病大鼠心肌损伤的保护作用,揭示玉女煎治疗糖尿病心肌病的作用机制。方法第一部分:①系统梳理DCM的发病机制和治疗现状,指出目前西医治疗中存在的问题与不足。②阐述中医药在治疗DCM方面的优势及应用前景。③对为何选用玉女煎作为研究方剂进行论述。第二部分:构建特定算法对中医药治疗DCM的文献进行文献计量学分析,并绘制知识图谱;分析机构、期刊、作者和关键词以不同的方式为该领域的新研究人员提供参考;通过解读知识图谱以评估中医药治疗DCM的研究现状、热点及趋势,为后续的研究提供思路和方向。第三部分:①预测玉女煎治疗DCM的关键靶点和信号通路。②对玉女煎的主要活性成分和DCM的关键靶点进行分子对接。③选取SPF级SD大鼠,通过高糖高脂饲养加多次小剂量注射链脲佐菌素的方法构建糖尿病大鼠心肌损伤模型。④采用随机分组法将大鼠分为空白对照组(NC),糖尿病组(DM)和玉女煎组(YNJ)。YNJ组给予玉女煎药液灌胃,NC组和DM组以同体积生理盐水灌胃作为对照。⑤利用免疫组化检测氧化应激相关的调控因子SIRT1的表达情况;Western blot检测反应氧化应激损伤的靶基因Nrf2和NQO1的表达情况。结果第一部分:①DCM发病机制复杂,其中氧化应激是诱发DCM的关键因素。目前对于DCM的治疗尚无特效药物,现代医学一般以降糖、降压、降脂等手段为主。但存在不良反应大和易产生耐药性的缺点。②中医药成分复杂、多途径、多靶点起效的特点使其对DCM的治疗成为可能。③玉女煎在治疗糖尿病及并发症方面的广泛应用及抗心室重构作用,有望成为防治DCM的方剂。第二部分:目前中医药治疗DCM的研究热点和前沿发展仍聚集在:以氧化应激、凋亡和自噬为主导的机制研究。网络药理学仍然是研究中药及复方的重要手段。第三部分:①KEGG富集结果显示Nrf2信号通路、ErbB信号通路和Hedgehog信号通路可能是玉女煎治疗DCM的重要通路,GO Biological Processes显示玉女煎可能通过干预氧化应激防治DCM。②分子对接结果表明玉女煎的主要活性成分Stigmasterol、Diosgenin、Baicalein、Epiberberine 和 Palmatine 与 DCM 的关键基因 SIRT1、Nrf2、NQO1形成的构象结构稳定,结合活性较高。③实验结果显示:与NC组相比,DM组大鼠心脏组织中SIRT1、Nrf2和NQO1的表达水平显著降低(P<0.01)。与DM组相比,YNJ组大鼠心脏组织中SIRT1、Nrf2和NQO1的表达水平显著升高(P<0.01)。结论玉女煎可通过提高糖尿病大鼠心肌组织中SIRT1的表达、调控Nrf2和NQO1表达升高发挥抑制氧化应激的作用。

基于网络药理学探究明目地黄丸对碘酸钠诱导的视网膜损伤大鼠的改善作用及机制研究

这是一篇关于明目地黄丸,视网膜色素变性,网络药理学,炎症,氧化应激,HIF1α的论文, 主要内容为目的:视网膜色素变性(retinitis pigmentosa,RP)是一种视网膜退行性疾病,通常在几十年内演变,多种眼部疾病可能随着RP进展而发生。在中医理论中认为RP为肝肾亏虚,脾胃虚弱所致视野日窄,视力下降,明目地黄方具有滋肝养肾,活血名目的功效,然而其发挥作用机制尚不明确。本研究旨在通过一系列网络药理学分析和体内实验,探索明目地黄丸对于RP的治疗作用,并阐明其作用机制。方法:1.明目地黄丸对RP大鼠的治疗作用:将SD大鼠随机分为空白对照组(CON)、视网膜色素变性模型组(RP)、明目地黄丸低剂量组(MMDHW 1.62g/kg)和明目地黄丸高剂量组(MMDHW 3.24 g/kg),采用5 mg/kg碘酸钠腹腔注射诱导视网膜色素变性大鼠模型。在为期四周的造模与给药之后,对视网膜进行HE染色观察视网膜损伤程度并计量大鼠的视网膜厚度,使用real-time PCR检测炎症因子IL-1β和TNF-α的表达水平。2.网络药理学探究明目地黄丸治疗RP大鼠的分子药理机制:首先,使用TCMSP数据库搜索明目地黄丸组方中所有成分,利用ADME原则进行类药性评估后筛选成分所对应靶点。然后使用Dis Ge NET数据库预测RP相关靶点,取成分对应靶点和疾病对应靶点的重合部分,得到潜在治疗靶点。将潜在靶点上传至STRING数据库进行蛋白相互作用分析,并使用R语言进行GO与KEGG通路分析。最后使用Pathcard数据库预测关键通路基因,并上传至STRING数据库进行预测,应用Cytoscape3.9.1软件构建网络图。3.体内实验验证明目地黄丸治疗RP的机制:由于明目地黄丸治疗RP的高相关性潜在靶点多集中于与氧化应激相关的生物过程,所以我们通过微板法检测大鼠视网膜的总抗氧化能力、可见光法检测氧化应激有关酶(SOD、CAT、GSH-Px)的活力和脂质过氧化的中间产物丙二醛(MDA)的含量。最后采用Western Blot检测KEGG分析与GO分析所得关键通路:HIF1α通路的蛋白(HIF1α、VEGF)以及与凋亡相关的caspase3(CASP3)蛋白的表达水平。并使用TUNEL染色检测视网膜组织中的细胞凋亡。结果:1.明目地黄丸显著改善碘酸钠诱导的视网膜损伤,并降低视网膜炎症反应:首先HE染色观察动物视网膜厚度的改变。与CON组相比,RP组大鼠视网膜厚度减少了37.1%(P<0.01),而高剂量明目地黄丸治疗后增厚了37.3%(P<0.01)。进一步通过测定炎性因子IL-1β和TNF-α水平考察动物视网膜的炎性反应。结果显示,与CON组相比,RP组大鼠的IL-1β和TNF-α的表达显著升高(P<0.01),而经过明目地黄丸给药后,两者表达均显著降低(P<0.01)。2.网络药理学预测明目地黄丸改善RP作用的靶点和可能机制:在明目地黄丸组方的所有的成分中,符合ADME原则的成分共有237个靶点,进一步将这些靶点与在Dis Ge NET数据库中筛选出的RP相关的537个靶点取交集后,共存在39个共同靶点。进一步将这39个潜在治疗靶点进行PPI蛋白质相互作用分析,得到具有代表性的靶点HIF1α、TP53、INS、MYC、IL-6和TNF。通过GO与KEGG富集分析,发现明目地黄丸治疗RP的相关途径主要与HIF1α通路相关。富集程度最高的生物过程为缺氧反应、对氧水平降低的反应和凋亡信号通路的调节。而通过分析HIF1α信号通路的45个相关基因的PPI网络,这些基因与明目地黄丸相关的267个靶基因共有9个交集。3.明目地黄丸减轻大鼠视网膜中的氧化应激反应:检测大鼠视网膜中的总抗氧化能力的结果显示,RP大鼠的视网膜抗氧化能力下降了20.4%(P<0.01),高剂量给药组的抗氧化能力上升了60.6%(P<0.01,P<0.05);RP组大鼠视网膜中与氧化应激相关酶SOD、CAT、GSH-Px的活力相比CON组也有所下降,分别下降了7.6%、13.9%和48.5%(P<0.01,P<0.05),而高剂量给药治疗后这些酶活力显著升高,分别升高了13.4%、8.5%和78.3%(P<0.01,P<0.05);脂质过氧化的中间产物MDA在RP中含量升高了5倍(P<0.01),高剂量给药后明显减少了60%MDA的产生(P<0.01)。4.明目地黄丸激活RP大鼠视网膜HIF1α通路信号传导并减少细胞凋亡:Western Blot结果表明,与CON组相比,RP组大鼠的HIF1α蛋白表达水平下调了73.7%(P<0.05),VEGF蛋白表达水平上调80%(P<0.05),与凋亡相关的蛋白CASP3表达水平上调了1.5倍(P<0.05),而高剂量明目地黄丸给药组的HIF1α的水平上调了3倍,VEGF表达水平下调了31.1%,CASP3表达水平降低了53.3%(P<0.01,P<0.05)。免疫组化结果显示,RP组视网膜中HIF1α的表达减少,在给药后上升,而VEGF在RP组中表达升高,治疗后减少。TUNEL染色结果显示,RP组的TUNEL信号明显增强,经过给药治疗后TUNEL信号明显减弱。结论:明目地黄丸治疗可以改善大鼠视网膜损伤,其机制可能与减轻炎症反应和氧化应激,激活HIF1α信号通路和减少细胞凋亡有关。