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结合网络药理学和生物信息学探索并实验验证补阳还五汤对脑梗死后糖酵解和血管生成的调节作用
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结合网络药理学和生物信息学探索并实验验证补阳还五汤对脑梗死后糖酵解和血管生成的调节作用

结合网络药理学和生物信息学探索并实验验证补阳还五汤对脑梗死后糖酵解和血管生成的调节作用 中科生信
2023-10-10
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导读：摘要民族药理学意义：促进脑梗（CI）后脑血液循环的恢复是一项重要的干预措施。补阳还五汤（BHD）是治疗脑梗塞
摘要
民族药理学意义：促进脑梗（CI）后脑血液循环的恢复是一项重要的干预措施。补阳还五汤（BHD）是治疗脑梗塞的经典处方，可促进血管生成。CI后缺血区域细胞的细胞质糖酵解可能被高度激活，以维持缺氧状态下的代谢活动。从长期维持CI后缺血区糖酵解代谢的角度来看，这可能有利于促进血管生成，维持神经胶质细胞的活化和神经元的存活。在此背景下，lncRNA和miRNA与mRNA的调控关系值得关注。挖掘RNA之间的竞争性结合关系将有助于筛选CI后的关键基因靶点。本研究利用网络药理学和生物信息学构建了ceRNA网络，筛选了关键靶点，并探讨了BHD介导的CI调控过程中糖酵解对血管生成的影响。

研究目的
本研究旨在探讨BHD在CI中调控糖酵解后对血管生成的影响。

材料和方法
根据我们研究团队确定的21种BHD活性成分，我们进行了网络药理学研究。从GeneCards、CTD和OMIM数据库中筛选出可调控CI后糖酵解和血管生成的BHD靶点。从GEO数据库中检索了与CI相关的数据集，并筛选了差异表达的lncRNA和miRNA。利用miRcode、miRDB、TargetScan、miRWalk和TransmiR v2.0数据库筛选并整理了LncRNA-miRNA-mRNA/TF靶向关系。使用Cytoscape构建了lncRNA-miRNA-mRNA/TF ceRNA网络。通过BioGPS筛选出网络中的关键mRNA/TF并进行富集分析。然后进行动物实验来验证一些关键mRNA/TFs和富集信号通路。
结果
PFKFB3和其他基因可能有助于通过AMPK和其他信号通路调控糖酵解和血管生成。BHD的抗CI作用可能包括维持缺血皮质中AMPK和PFKFB3等基因的活化、维持脑组织中适度的糖酵解水平以及促进血管生成。

结论
BHD可通过多种途径和靶点调节糖酵解并促进CI后的血管生成，其中AMPK信号通路的激活可能是重要的靶点。

关键词
血管生成；补阳还五汤；脑梗；糖酵解；中药

结果详解
Fig 1：本研究的图形摘要。

Fig 2：化合物的分子结构。

Fig 3：网络药理学结果。
BHD作用靶点-脑梗-糖酵解重编程-血管生成的维恩图（左）；BHD汤剂主要活性成分的作用靶点图（右）。

Fig 4：生物信息学挖掘结果。
(A)差异表达的lncRNA火山图和聚类热图；
(B)差异表达的miRNA火山图和聚类热图。

Fig 5：整合网络药理学和lncRNA-miRNA-mRNA/TF转录调控的ceRNA网络。
注：绿色代表lncRNAs；红色代表miRNAs；紫色代表mRNA；黄色代表TF（transcription factor）。

Fig 6：蛋白质相互作用和核心靶点筛选。
mRNA/TF蛋白相互作用图（左）；BioGPS脑组织定位mRNA和TF（右）。
注：颜色越红，对应度值越高。

Fig 7：GO功能和KEGG通路富集分析。

Fig 8：(A) 成分-目标-途径图；(B-I) 大分子对接图。
注：(B) Calycosin & PFKFB3. (C) Formononetin & PFKFB3. (D) Acetylglycitin & ALDH2. (E) Calycosin & ALDH2. (F) Calycosin_7_glucoside & ALDH2. (G) Formononetin & ALDH2. (H) Galloylpaeoniflorin & ALDH2. (I) Ligustilide & ALDH2.

Fig 9：体外行为学结果及TTC染色。
(A)造模前各组小鼠体重 (每组n=10只)。(B) mNSS评分 (每组n=10只)。(C) TTC染色及缺血体积 (每组n=3只)。
注：* 与模型组比较，P < 0.05。** 与模型组比较，P < 0.01。*** 与模型组比较，P < 0.001。**** 与模型组比较，P < 0.0001，下同。

Fig 10：(A) 激光斑点成像。MCAO模型各组小鼠血流量变化 (n=3，每组800只)。
(B)HE染色。MCAO造模7d后各组小鼠脑组织 (200×)。

Fig 11：CD31/KI67的免疫荧光观察 (n=10或3)。
(A)SHAM；(B) MODEL；(C) L-BHD；(D) H-BHD；(E) NBP.

Fig 12：PFKFB3/CD31的免疫荧光观察 (n=10或3)。
(A)SHAM；(B) MODEL；(C) L-BHD；(D) H-BHD；(E) NBP.

Fig 13：ALDH2/VWF的免疫荧光观察 (n=10或3)。
(A)SHAM；(B) MODEL；(C) L-BHD；(D) H-BHD；(E) NBP.

Fig 14：RT-qPCR结果。小鼠造模手术后7天 (n = 3)。

Fig 15：Western blotting结果。小鼠造模手术后7天 (n = 3)。
注：S: SHAM, M: MODEL, L: L-BHD, H: H-BHD, N: NBP。

Fig 16：BHD的机制是通过AMPK途径维持糖酵解促进血管生成。


【声明】内容源于网络
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中科生信是一家专业从事生物技术服务的公司，提供生物医学领域的定制化数据分析服务。公司业务有：二代测序平台、数据库搭建技术、测序个性化分析平台、以及生信分析定制化服务！致力于为客户提供“一站式”科研服务。
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