网站如何搭建,娱乐游戏网站建设,深圳宝安天气预报,资源共享网站开发哈医大团队利用网络药理学PPI分析分子对接三联策略#xff0c;解码灵芝孢子调控AKI凋亡的精准机制
在当今科研前沿领域#xff0c;网络药理学作为连接传统药学与现代系统生物学的关键纽带#xff0c;正重塑着药物研发与疾病机制探索的版图。从多组学技术融合揭示中药复方复… 哈医大团队利用网络药理学PPI分析分子对接三联策略解码灵芝孢子调控AKI凋亡的精准机制
在当今科研前沿领域网络药理学作为连接传统药学与现代系统生物学的关键纽带正重塑着药物研发与疾病机制探索的版图。从多组学技术融合揭示中药复方复杂作用网络到人工智能驱动的靶点预测加速创新药物发现该领域成果不断涌现引领医学研究迈向“精准化”与“系统化”新时代。在这样的学术浪潮下一篇发表于《Journal of Ethnopharmacology》期刊的论文凭借独特的研究视角与严谨的实验设计为我们展示了网络药理学在阐释传统中药治疗现代疾病中的巨大潜力。接下来让我们一同深入剖析这一研究成果。
https://doi.org/10.1016/j.jep.2025.120075 正式介绍 基本信息 论文标题基于网络药理学及实验验证探究灵芝孢子通过p53/Caspase 3信号通路诱导凋亡保护急性肾损伤的机制 发表期刊Journal of Ethnopharmacology中科院医学大类分区2区IF4.8003 发表日期2025年5月30日在线发表 研究背景
急性肾损伤AKI具有高发病率和死亡率临床缺乏特效治疗药物。传统中药灵芝在《神农本草经》中记载“利水道、益肾气”其孢子GLS因活性成分丰富被认为具有肾脏保护潜力但作用机制尚不明确。网络药理学作为连接中药多成分与疾病多靶点的桥梁可系统解析GLS干预AKI的潜在通路而分子生物学与光谱技术的结合能为机制验证提供多维证据。 研究思路
成分鉴定采用UPLC-Q-Tof MS分析GLS中的三萜皂苷类成分网络构建通过多数据库筛选GLS活性成分及AKI相关靶点构建“GLS-化合物-靶点-AKI”网络核心靶点筛选利用STRING分析PPI网络结合GO/KEGG富集确定关键通路分子对接通过AutoDock和PyRx验证核心成分与靶点的结合能力动物实验构建庆大霉素诱导的AKI大鼠模型检测GLS对肾功能、组织病理及凋亡相关蛋白的影响光谱分析利用SERS技术表征肾脏组织的凋亡相关分子特征。 研究亮点
方法创新首次将SERS技术应用于AKI肾脏凋亡组织的光谱学观察通过特征峰如1170 cm⁻¹、1221 cm⁻¹揭示GLS对细胞代谢的调节作用机制创新提出GLS通过抑制p53过表达下调BAX、Caspase-3等凋亡蛋白上调Bcl-2从而减轻肾脏细胞过度凋亡的新机制技术整合将网络药理学预测与分子对接、组织病理、光谱分析等多技术结合形成系统的中药机制研究范式。 数据来源和生物信息方法
1、数据来源
GLS活性成分SwissTarget Prediction、PubChem、TCMSP、Herb数据库AKI相关靶点OMIM、GeneCards、DrugBank数据库蛋白互作STRING数据库人类来源置信度≥0.9富集分析Metascape数据库GO/KEGG。
2、生物信息方法
网络构建使用Cytoscape 3.9.1构建“中药-成分-靶点-疾病”网络通过MCODE工具进行模块分析分子对接PyRx进行批量对接AutoDock 1.5.7和PyMOL进行精确对接及可视化统计分析One-way ANOVA及非配对t检验GraphPad Prism 8.0处理数据。 主要结果
1、GLS成分鉴定
鉴定出30种化合物包括灵芝酸D、灵芝酸Mg、灵芝酸D‡等三萜皂苷类成分保留时间0.5-11.4 min图1A/B为正负离子模式色谱图。小结三萜类化合物为GLS干预AKI的潜在活性成分。 图1GLS的UPLC-Q-Tof MS离子色谱图
2、网络药理学分析
GLS-AKI交集靶点筛选出77个GLS成分对应136个靶点与841个AKI靶点交集得到39个核心靶点图2APPI网络核心靶点包括TNF、IL6、PTGS2、TP53、BCL2等图2BGO分析显示涉及激素反应、细胞凋亡调节等生物过程图3AKEGG富集到癌症通路、AGE-RAGE信号等图3B。小结p53/Caspase 3信号通路为GLS干预AKI的关键通路。 图2GLS治疗AKI的网络分析 图3核心靶点的通路与模块分析
3、分子对接
GLS成分与Caspase 3的对接能量最低AutoDock结合能-8.86 kcal/molPyRx结合亲和力-9.6 kcal/mol灵芝酸D‡与BAX、Caspase 3结合能力最强灵芝酸Mg与细胞色素C结合紧密图7A/B。小结GLS成分可通过与凋亡相关蛋白结合发挥保护作用。 图6第一部分网络药理学分子对接结果77个预测化合物与蛋白 图7第二部分分子对接结果
4、动物实验
肾功能指标GLS显著降低AKI大鼠血清肌酐Crea、尿素氮Urea、尿酸UA及N-乙酰-β-葡萄糖苷酶NAG水平图4D-G肾脏系数改善图4C组织病理HE染色显示GLS减轻肾小管损伤Paller评分降低图4HMASSON染色显示肾间质纤维化减轻胶原沉积减少图4I/5凋亡蛋白Western Blot表明GLS下调p53、BAX、Cleaved Caspase-3及细胞色素C表达上调Bcl-2表达图8TUNEL染色显示凋亡细胞比例降低图9。小结GLS通过抑制p53介导的凋亡通路减轻肾脏损伤。 图4GLS对AKI的影响 图5AKI大鼠肾脏组织病理变化 图8GLS对AKI预测靶点表达的影响 图9GLS对AKI凋亡特征的影响
5、SERS分析
AKI组肾脏组织在1170 cm⁻¹芳香环振动、1221 cm⁻¹三取代胺C-N伸缩等峰强度异常GLS处理后特征峰恢复接近正常图10拉曼成像显示凋亡相关分子分布改善。小结SERS可作为监测肾脏凋亡的光谱学工具GLS能调节AKI中的细胞代谢紊乱。 图10GLS对AKI凋亡状态下SERS检测的影响 研究结论
本研究证实灵芝孢子GLS通过抑制p53/Caspase 3信号通路下调肾脏细胞过度凋亡从而保护急性肾损伤。网络药理学预测与多维度实验验证分子对接、组织病理、SERS共同支持这一机制为GLS的临床应用及AKI治疗提供了理论依据。 图11p53介导的凋亡通路机制图 研究的局限性和未来方向
局限性未深入探究GLS成分与p53的直接结合机制缺乏单细胞水平的靶点分布分析
未来方向 通过冷冻电镜解析GLS活性成分与p53的复合物结构利用单细胞测序技术分析GLS对肾脏不同细胞类型的调控差异开展GLS在不同AKI模型如缺血-再灌注中的疗效验证。
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