金线莲干预2型糖尿病的“关键成分-潜在靶标-核心通路”网络挖掘及实验验证

目的 运用网络药理学和动物实验相结合的方法,多维度挖掘金线莲Anoectochilus roxburghii治疗2型糖尿病的作用机制,为金线莲的开发利用提供依据。方法 通过文献检索建立金线莲化合物数据库,检索Swiss Target Prediction数据库和Similarity ensemble approach数据库获取金线莲化合物的作用靶标,检索Disgenet和GeneCards数据库获得2型糖尿病的相关靶标。利用软件Venny 2.1筛选出金线莲与2型糖尿病的共有靶标。运用String数据库构建共有靶标的蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,通过NetworkAnalyzer工具和MCODE插件进行拓扑分析、基因簇分析及核心靶标的筛选。通过基因注释工具DAVID对核心靶标进行基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析。采用高糖、高脂饲料诱导结合小剂量链脲佐菌素(40 mg/kg)一次性ip构建2型糖尿病大鼠模型,将造模成功大鼠分为对照组、模型组、二甲双胍组和金线莲高、中、低剂量组,持续给药3周,采用酶联免疫法检测大鼠给药后血清中相应预测的8种靶标的水平。结果 从数据库中获得80个金线莲化学成分,金线莲成分作用靶标与2型糖尿病的共有靶标有249个。金线莲治疗2型糖尿病的关键活性成分为槲皮素、异鼠李素、金线莲苷、齐墩果酸和熊果酸,主要调控靶标包括白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、蛋白酪氨酸磷酸酶-1B(protein tyrosine phosphatase-1B,PTP-1B)、花生四烯酸-5-脂加氧酶(arachidonic acid-5-lipoxygenase,ALOX-5)、环氧化酶-2(cyclooxygenenase-2,COX-2)、醛糖还原酶(aldose reductase,AR)、细胞色素P4501B1(cytochrome P4501B1,CYP1B1)、细胞色素P45019A1(cytochrome P45019A1,CYP19A1)及乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)。动物实验结果显示,与模型组相比,金线莲各剂量组大鼠血清IL-2、ALOX5、CYP1B1和CYP19A1水平不同程度升高,COX-2、AR、PTP1B和AChE水平不同程度降低。结论 金线莲可以通过减少炎症信号通路关键酶的表达,改善胰岛素抵抗从而发挥降血糖的作用,具有多成分、多靶标及多通路的治疗特点,值得临床推广运用。