中科生信

2023-06-26

导读：糖尿病肾病（DKD）一直是发达国家慢性肾脏病的主要原因。越来越多的证据表明白藜芦醇(RES)对治疗DKD有益。然而，RES发挥其抗DKD作用的综合治疗靶点和潜在机制是有限的.

！

大家早上好！今天小编和大家分享一篇6月12日发表在Journal of Translational Medicine（IF:8.448）杂志上的题目为《Uncovering the mechanism of resveratrol in the treatment of diabetic kidney disease based on network pharmacology, molecular docking, and experimental validation》的文章。作者通过网络药理学、生物信息学分析、分子对接模拟和体外细胞评估全面筛选了白藜芦醇RES治疗糖尿病肾病DKD的治疗靶点。这些发现全面揭示了RES对抗DKD的潜在治疗靶点，为RES在DKD治疗中的应用提供了理论基础。思路适用范围广，感兴趣的老师可以与我们联系。

背景：糖尿病肾病（DKD）一直是发达国家慢性肾脏病的主要原因。越来越多的证据表明白藜芦醇(RES)对治疗DKD有益。然而，RES发挥其抗DKD作用的综合治疗靶点和潜在机制是有限的。

方法：RES的药物靶标来自Drugbank和SwissTargetPrediction数据库。DKD的疾病靶点来自DisGeNET、Genecards 和 Therapeutic Target Database。通过药物靶点和疾病靶点的交叉确定RES对DKD的治疗靶点。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，并通过Cytoscape软件进行可视化。RES和目标之间结合能力的分子对接验证由UCSF Chimera软件和 SwissDock网络服务器执行。高糖(HG)诱导的足细胞损伤模型、RT-qPCR和蛋白质印迹用于验证RES对靶蛋白影响的可靠性。本研究的流程图见图1。

图1

结果：

1. 确定 RES 对 DKD 的治疗靶点

Drugbank 和 SwissTargetPrediction 数据库中分别有 26 个和 69 个 RES 药物靶点。我们合并了这些药物靶标并删除了 9 个重复项。最后，选择了 86 个药物靶点进行进一步分析。在 DisGeNET、Genecards 和 TTD 数据库中，分别有 224、437 和 22 个靶点与 DKD 相关。去除冗余目标后，得到566个DKD相关靶点。将上述RES药物靶点与DKD靶点交叉，得到RES对抗DKD的潜在治疗靶点。最后，总共确定了25个靶点（图2A）。这些靶标可分为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）、基因特异性转录调节因子（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）和转运蛋白（SLC2A1）（图2B）。

图2

2. PPI网络构建

确定的25个RES抗DKD的治疗靶标被用来构建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（图3）。基于加权度的治疗靶点排名为：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。

图3

3. 疾病-靶点-功能注释-信号通路网络

在DAVID数据库中进行了针对DKD的RES靶标的GO、KEGG 和疾病富集分析。总共丰富了11个细胞成分术语。图4显示了前20个富集的生物过程、分子功能和KEGG通路。去除重复后，DISGENET和 GAD_DISEASE数据库共富集了27种疾病。

图4

4. 通过分子对接验证RES与治疗靶标之间的结合能力

RES和目标蛋白的结合能力由SwissDock网络服务器预测。记录了具有最低结合能(Delta G)的对接模型。RES与 PTGS2、SIRT1、CYP1A1、HDAC2、CYP19A1、CYP3A4、CYP1A2和MTNR1B 的对接位点未从 SwissDock 数据库中获得。RES与目标蛋白的其他分子对接结果见表1。结果表明，RES对PPARA的结合亲和力最强且最稳定，其次是ESR1、SLC2A1、SHBG、AR、AKR1B1、PPARG、IGF1R、RELA、PIK3CA、MMP9、AKT1、INSR、MMP2、TTR和CYP2C9。RES与目标蛋白的具体结合位点见图5。

表1

图5

5. RES对HG诱导的足细胞损伤模型的影响

小鼠足细胞用NC、HG、HG加5μMRES处理72小时。通过RT-qPCR和蛋白质印迹分析足细胞标记物（包括nephrin和WT1）的mRNA和蛋白质表达水平。与NC组相比，HG组nephrin和WT1的相对mRNA和蛋白水平显着下调（图6）。表明成功构建了体外HG诱导的足细胞损伤模型。用RES治疗大大增加了nephrin 和WT1的mRNA和蛋白质表达。并且RES组和NC组之间nephrin和WT1的表达无统计学差异(图6)。

图6

6. RES对靶蛋白的影响

通过RT-qPCR测量NC、HG和RES处理组中靶蛋白的mRNA表达水平。PCR结果(图7)显示，HG组ESR1、SLC2A1、AR、AKR1B1、IGF1R、MMP9、AKT1mRNA表达水平明显高于NC组。与NC组相比，HG组PPARA、PPARG和INSR的表达水平显着降低。5μM RES处理可逆转HG组中PPARA、SHBG、AKR1B1、PPARG、IGF1R、MMP9、AKT1和INSR的异常表达。