项目文章 | 医学广靶代谢组助力中药治疗机制研究

NO.1

LJZD的药理网络筛选出治疗CIA过程中的JAK-STAT信号通路

为了构建LJZD治疗CIA的网络，我们首先收集168个疾病靶点(图1A)，并根据报道补充常用成分，过滤出144种活性成分。表中列出了前10个关键靶点。利用STRING数据库获取这些目标之间的相互作用(图3B)。包括磷脂酶c -活化g蛋白偶联受体信号通路的BP(图1C)、包括质膜的CC(图1D)、包括g蛋白偶联血清素受体的MF(图1E)活性均得到了富集。

根据不同信号通路中常见的靶点，整合了LJZD缓解CIA可能的信号通路(图3F)， JAK-STAT信号通路中涉及的关键蛋白变得明显。由此推测JAK-STAT信号通路可能是介导基于ljzd治疗CIA的重要而新颖的机制通路。LJZD活性化合物(甘草苷、橙皮苷、6-姜辣素、苍术烯内酯III)与IL-6/leptin受体分子对接，提示所有化合物均自发与IL-6/leptin受体结合。

■ ■ ■ ■ ■

图1 LJZD在改善CIA中的网络药理学分析

NO.2

LJZD减轻了顺铂诱导的大鼠厌食症

厌食症临床表现为食欲不振、厌食、体重减轻。为了证实LJZD治疗CIA的效果，研究者们测量了顺铂治疗后厌食症大鼠的食物摄入量、饮水量和体重。与对照组相比，顺铂显著降低了24 h、48 h、72 h摄食量、72 h耗水量和72 h体重(图5A-C, P＜0.01)，与模型组比较，LJZD 9.6 g/kg剂量组48h、72h采食量显著增加(图5A, P ＜0.01)，剂量为4.8和9.6 g/kg的LJZD处理组72 h摄水量也有所增加(图5B, P＜0.05）。结果表明，LJZD能显著减少迟发性厌食症(治疗后24小时发生的厌食症)，且大剂量LJZD对增加食物摄入量最有效。

■ ■ ■ ■ ■

 图2 LJZD缓解了顺铂诱导的厌食症

(A)食物摄入量；(B)饮水量；(C)体重变化

NO.3

LJZD改善顺铂诱导的胃窦、肝和回肠损伤

顺铂诱导的CIA在注射后48-96小时可能会因胃肠道黏膜的组织学损伤而加重。同时，顺铂是一种肝毒性药物，会导致肝损伤。修复粘膜异常可能有利于厌食症的改善。

为了确定LJZD是否能修复顺铂引起的组织损伤，我们对胃窦、肝脏和回肠组织进行HE染色，以确定其病理情况。如图3A-C所示，与对照组相比，顺铂激发组织表现出明显的病理变化，包括胃窦表层受损、肝脏中央静脉扩张、回肠黏膜结构受损，并观察到明显的炎症浸润。与模型相比，各治疗组胃窦、肝、回肠组织炎症细胞浸润明显减少，LJZD减轻了顺铂损伤。结果表明，LJZD可能通过减轻病理性损伤来改善CIA。

■ ■ ■ ■ ■ 

图3 LJZD可改善顺铂诱导的胃窦、肝和回肠损伤

顺铂给药72h后，胃窦(A)、肝(B)、回肠(C)

NO.4

LJZD减轻顺铂诱导的血清瘦素降低，增加饥饿素、IL-6和GDF15

为了验证LJZD对神经肽循环水平的影响，研究者们检测了血清瘦素、IL-6、胃饥饿素和GDF15水平。与对照组相比，顺铂出人意料地显著降低了瘦素水平(图4A, P ＜0.01)，极显著增加胃饥饿素(图4B, P＜0.01)， IL-6(图4C, P＜0.01)， GDF15(图4D, P＜0.01)水平。结果提示，LJZD可能通过调节血清瘦素、胃饥饿素、IL-6和GDF15改善顺铂诱导的厌食症。

■ ■ ■ ■ ■ 

 图4 LJZD减轻了顺铂诱导的瘦素减少，以及胃饥饿素、IL-6和GDF15的增加。(A)瘦素；(B)饥饿素；(C)IL-6；(D)GDF15

NO.5

LJZD抑制JAK-STAT信号通路的激活，并抑制厌食相关蛋白的转录

网络药理学强调了 JAK-STAT 信号通路，其中包括 JAK1、JAK2 和 STAT3 作为关键蛋白。为了研究 LJZD 是否通过我们的网络药理学模型预测的 JAK-STAT 信号通路起作用，我们分析了胃窦和下丘脑中 JAK1、JAK2和 STAT3 的磷酸化水平。同时为了进一步评估促食欲肽的表达，还进行了 RT-PCR 测定以确认胃窦和下丘脑中与促进厌食相关的多肽（IL-6R、CART、AGRP、POMC、NPY 和 TRH）的转录水平 。

在胃窦中，顺铂模型组中 p-JAK1 和 p-STAT3 蛋白的水平显着增加（图 5B，D，P < 0.01 或 P < 0.05）， IL-6R mRNA 表达显着上调（图 6A，P < 0.01）。与模型相比，LJZD 各剂量组的 p-JAK1 水平显着降低（图 5B，P < 0.01），大剂量服用 LJZD 显着降低了 p-STAT3 水平（图 5D，P < 0.05）。醋酸甲地孕酮和各剂量LJZD治疗均显着降低IL-6R mRNA的表达（图6A，P < 0.01）。

在下丘脑，顺铂暴露显着增加了pJAK1、p-JAK2、p-STAT3的表达水平（图5F，H，J，P < 0.01）。模型大鼠IL-6R、CART、POMC、TRH 转录的表达水平显着高于对照（图6B，P < 0.01），而 AGRP、NPY 转录显着减少（图6C-G，P < 0.01）。与模型相比，低剂量 LJZD 显着降低了下丘脑 CART 和 POMC mRNA 的表达（图 6C，P < 0.05；图 6E，P < 0.01）；中、高剂量LJZD 组的 p-JAK1、p-STAT3 水平显着降低（图 5F、J，P < 0.01）。醋酸甲地孕酮、中、高剂量 LJZD 的给药显着降低了 CART、POMC、TRH mRNA 的转录（图6C，P < 0.01）；高剂量 LJZD 组的 p-JAK2 水平显着降低（图5H，P < 0.05），AGRP和NPY mRNA的表达显着增加（图6D和F，P <0.01）。

因此，目前的研究结果表明，LJZD 对 CIA 的治疗可能是由于调节 IL-6 介导的 JAK-STAT 信号通路，从而控制下丘脑肽的表达。

 ■ ■ ■ ■ ■ 

图5 LJZD抑制顺铂诱导的胃窦和下丘脑JAK-STAT信号通路的激活

 ■ ■ ■ ■ ■ 

图6 LJZD减轻了顺铂诱导的IL-6、厌食和促食欲肽的改变

NO.6

正常对照、模型、高剂量LJZD组血清样本的代谢途径分析

CIA 与代谢综合征有关，研究表明顺铂会导致代谢紊乱，所以作者检测了各组血清中的代谢物。对照、模型和高剂量 LJZD 组样本中共测定了 616 种代谢物（图7B）。PCA图（图7D）显示正常组和模型组分离良好，对照组和模型之间出现分离，而高剂量LJZD组与两组重叠，初步表明LJZD在建模后改善了代谢紊乱。此外，聚类分析表明代谢物主要由氨基酸及其代谢物、有机酸及其衍生物和游离脂肪酸等组成（图7F）。

 ■ ■ ■ ■ ■ 

图7 对照、模型和高剂量LJZD样本的代谢组数据评估

LJZD 调整了顺铂诱导的 23 种异常表达的代谢物（图8C）。此外，有 16 种交叉代谢物与对照和 LJZD 无关，它们可能是 LJZD 调节代谢紊乱的关键代谢物。代谢途径富集显示LJZD部分通过甲基-组氨酸代谢、组氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢调节代谢紊乱（图8D）。因此，LJZD 对 CIA 的影响可能与代谢紊乱的调整有关，其中组氨酸相关通路可能是至关重要的。

 ■ ■ ■ ■ ■ 

图8 LJZD的代谢和信号通路

NO.7

结合药理网络和代谢物分析，发现LJZD治疗CIA的潜在靶点和途径

为了全面可视化LJZD治疗CIA的潜在机制，构建了“汤剂-成分-基因-代谢-通路”网络。包括 PTGS1、PTGES 和 ALPL 在内的 13 个基因在顺铂诱导的 CIA 中起重要作用（图8E）。此外，LJZD中涉及 12 条代谢途径和 7 条信号通路的 119 种成分，包括 Glyzaglabrin、Licoisoflavon B 和 Glabrene，似乎与这些基因的表达有关。

●取样小课堂 | 18min轻松掌握取样最全protocol之血液篇

●喜讯！迈维代谢斥资千万成为第一家引进timsTOF fleX的第三方科研服务公司