大家下午好！今天小编和大家分享一篇23年6月发表在Journal of Translational Medicine(IF:7.026)杂志的文章《Uncovering the mechanism of resveratrol in the treatment of diabetic kidney disease based on network pharmacology, molecular docking, and experimental validation》。作者通过生物信息学分析与实验验证的结合，揭示了白藜芦醇对糖尿病肾病的潜在治疗靶点，为白藜芦醇治疗糖尿病肾病的临床应用提供了理论依据。
背景：
糖尿病肾病（Diabetic kidney disease，DKD）一直是发达国家慢性肾脏疾病的主要原因。白藜芦醇（resveratrol，RES）对治疗DKD的好处的证据正在不断积累。然而，对于RES治疗DKD的作用机制是有限的。
方法：
1，使用Drugbank和SwissTargetPrediction数据库筛选RES的靶点；
2，使用DisGeNET, Genecards,和Therapeutic Target Database数据库筛选DKD的靶点；
3，使用DAVID数据库进行GO功能富集分析、KEGG通路分析和疾病关联分析；
4，通过UCSF Chimera软件和SwissDock网络服务器进行分子对接；
5，使用高葡萄糖（HG）诱导的荚膜细胞损伤模型、RT-qPCR和Western blot来验证RES对目标蛋白影响的可靠性。
技术路线：
研究结果：
1 识别RES药物靶点
在Drugbank和SwissTargetPrediction数据库中分别有26和69个RES药物靶点。合并后，去除9个重复的药物靶点。最后，我们选择了86个药物靶点进行进一步分析。
2 识别疾病靶点
在DisGeNET、Genecards和TTD数据库中，分别有224、437和22个靶点与DKD相关。在去除重复的靶点后，得到了566个与DKD相关的靶点。
3 识别RES对DKD的治疗靶点
将获得的RES药物靶点与DKD靶点相交，以获得RES对DKD的潜在治疗靶点。最后，共确定了25个靶点。这些靶点可分为6个功能类别，包括代谢物相互转化酶（PIK3CA、PIK3CB、CYP1A1、CYP1A2、CYP2C9、CYP3A4、CYP19A1、TTR、PTGS2和AKR1B1）、基因特定转录调节器（ESR1、AR、SHBG、PPARA、PPARG和RELA）、蛋白修饰酶（AKT1、MMP9和MMP2）、跨膜信号受体（IGF1R、INSR和MTNR1B）、染色质结合或调节蛋白（SIRT1和HDAC2）和转运体（SLC2A1）。
4 PPI网络的构建
我们构建了25个靶点的PPI网络。PPI网络中共有25个节点和123条边，平均节点度为9.84。基于加权度的治疗目标排名为：AKT1、ESR1、PTGS2、PPARG、SIRT1、AR、PPARA、IGF1R、CYP19A1、PIK3CA、CYP3A4、MMP9、RELA、MMP2、INSR、SLC2A1、CYP1A1, CYP2C9, CYP1A2, HDAC2, PIK3CB, AKR1B1, SHBG, TTR, 和MTNR1B。
5 疾病-目标-功能注释-信号通路网络
在DAVID数据库中对RES靶点针对DKD进行了GO、KEGG和疾病富集度分析。共有11个细胞成分术语被富集。而前20个富集的生物过程、分子功能和KEGG途径被展示。剔除重复的内容后，在DISGENET和GAD_DISEASE数据库中共富集了27种疾病。
6 通过分子对接验证RES和治疗目标之间的结合能力
通过SwissDock网络服务器对RES和目标蛋白的结合能力进行了预测。记录了具有最低结合能量（Delta G）的对接模型。RES与PTGS2、SIRT1、CYP1A1、HDAC2、CYP19A1、CYP3A4、CYP1A2和MTNR1B的对接点没有从SwissDock数据库中获得。结果显示，RES对PPARA的结合力最强、最稳定，其次是ESR1、SLC2A1、SHBG、AR、AKR1B1、PPARG、IGF1R、RELA、PIK3CA、MMP9、AKT1、INSR、MMP2、TTR和CYP2C9。
7 RES对HG诱导的荚膜细胞损伤模型的影响
用NC、HG、HG加5μM RES处理小鼠荚膜细胞72小时。通过RT-qPCR和Western blot分析荚膜细胞标志物的mRNA和蛋白表达水平，包括nephrin和WT1。与NC组相比，HG组的nephrin和WT1的相对mRNA和蛋白水平明显下调。这表明，体外HG诱导的豆荚细胞损伤模型已经成功构建。RES的处理强烈地增加了nephrin和WT1的mRNA和蛋白表达。nephrin和WT1的表达在RES组和NC组之间没有明显的统计学差异。
8 RES对靶蛋白的影响
通过RT-qPCR测量NC、HG和RES处理组中目标蛋白的mRNA表达水平。PCR结果显示，HG组的ESR1、SLC2A1、AR、AKR1B1、IGF1R、MMP9和AKT1的mRNA表达水平明显高于NC组。与NC组相比，HG组的PPARA、PPARG和INSR的表达水平明显降低。5μM的RES治疗可以逆转HG组中PPARA、SHBG、AKR1B1、PPARG、IGF1R、MMP9、AKT1、和INSR在HG组的异常表达。
