अमूर्त

उद्देश्य:सिस्टैंच-आधारित हाइपोग्लाइसेमिक-लिपिड-रेगुलेटिंग फॉर्मूला (एचएलएफ) ने ग्लूकोज और लिपिड चयापचय के विकारों में सुधार करने में महत्वपूर्ण प्रभावकारिता दिखाई है। हालाँकि, इसकी कार्रवाई के विशिष्ट तंत्र अस्पष्ट बने हुए हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य नेटवर्क फार्माकोलॉजी, आणविक डॉकिंग, आणविक गतिशीलता (एमडी) सिमुलेशन और प्रयोगात्मक सत्यापन के माध्यम से ग्लूकोलिपिड चयापचय विकारों में सुधार करने में एचएलएफ के संभावित लक्ष्यों और तंत्रों का पता लगाना है।

तरीके:
ग्लूकोलिपिड चयापचय संबंधी विकारों से जुड़े लक्ष्य जीनकार्ड डेटाबेस से प्राप्त किए गए थे। एचएलएफ के प्रमुख सक्रिय घटकों के कार्रवाई लक्ष्य सीटीडी और स्विसटार्गेटप्रेडिक्शन डेटाबेस से प्राप्त किए गए थे। प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन (पीपीआई) नेटवर्क के निर्माण के लिए STRING डेटाबेस और साइटोस्केप सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया गया था। संभावित प्रमुख लक्ष्यों की पहचान करने के बाद, मेटास्केप डेटाबेस के माध्यम से जीन ओन्टोलॉजी (जीओ) और क्योटो इनसाइक्लोपीडिया ऑफ जीन्स एंड जीनोम्स (केईजीजी) संवर्धन विश्लेषण किए गए, और एक "यौगिक-लक्ष्य-मार्ग" नेटवर्क का निर्माण किया गया। मुख्य घटकों और मुख्य लक्ष्यों के बीच बातचीत को सत्यापित करने के लिए ऑटोडॉक और PyMOL का उपयोग करके आणविक डॉकिंग आयोजित की गई थी। डॉकिंग से पहचाने गए सर्वोत्तम प्रोटीन-लिगैंड कॉम्प्लेक्स पर एमडी सिमुलेशन का प्रदर्शन किया गया। ग्लूकोलिपिड चयापचय विकार का एक माउस मॉडल स्थापित किया गया थाविवो मेंनेटवर्क फार्माकोलॉजी निष्कर्षों का सत्यापन।

परिणाम:
पीपीआई नेटवर्क के टोपोलॉजिकल विश्लेषण ने 10 मुख्य लक्ष्यों की पहचान की: टीएनएफ, सीटीएनएनबी1, एकेटी1, एनएफ-κबी1, ईएसआर1, एफएन1, टीपी53, IL-1, IL-6, और ईजीएफआर। जीओ संवर्धन से पता चला कि ये लक्ष्य मुख्य रूप से सिग्नल ट्रांसडक्शन और ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन में शामिल थे। केईजीजी मार्ग विश्लेषण से लिपिड और एथेरोस्क्लेरोसिस मार्गों के साथ महत्वपूर्ण संबंध का पता चला। आणविक डॉकिंग ने एचएलएफ के मुख्य घटकों (उदाहरण के लिए, लवस्टैटिन, कॉप्टिसिन, साल्वियानोलिक एसिड बी) और AKT1, FN1, और IL-6 जैसे लक्ष्यों के बीच अनुकूल बंधन समानता की पुष्टि की। एमडी सिमुलेशन ने विशेष रूप से AKT1 और लवस्टैटिन, कॉप्टिसिन और साल्वियानोलिक एसिड बी जैसे यौगिकों के बीच स्थिर इंटरैक्शन का प्रदर्शन किया। पशु प्रयोगों ने संकेत दिया कि HLF AKT1, TP53, FN1 और EGFR की अभिव्यक्ति को कम करके, IL-1 और IL-6 जैसे सूजन कारकों को दबाकर और CTNNB1 और ESR1 को अपग्रेड करके चिकित्सीय प्रभाव डाल सकता है। इन परिवर्तनों से मॉडल चूहों में रक्त ग्लूकोज और लिपिड स्तर में सुधार हुआ।

निष्कर्ष:
एचएलएफ ग्लूकोज और लिपिड चयापचय को नियंत्रित कर सकता है और लिपिड और एथेरोस्क्लेरोसिस-संबंधी मार्गों को लक्षित करके एथेरोस्क्लेरोटिक घावों में सुधार कर सकता है। यह चयापचय संबंधी विकारों और संबंधित जटिलताओं की रोकथाम और उपचार के लिए एक व्यापक चिकित्सीय रणनीति प्रदान करता है।

कीवर्ड:
सिस्टैंच-आधारित फ़ॉर्मूला; ग्लूकोलिपिड चयापचय संबंधी विकार; नेटवर्क फार्माकोलॉजी; आणविक डॉकिंग; आणविक गतिशीलता अनुकरण;लिपिड और एथेरोस्क्लेरोसिस मार्ग

 

 

 

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1 परिचय

ग्लूकोलिपिड चयापचय संबंधी विकार दुनिया भर में एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य चिंता बन गया है। 2021 में, मधुमेह का वैश्विक प्रसार लगभग 529 मिलियन तक पहुंच गया, जिसमें 2050 तक 1.31 बिलियन से अधिक मामलों का अनुमान लगाया गया है। चीन में, हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि 2018 में मधुमेह का प्रसार 12.4% है, जो 2013 में 10.9% था। डिस्लिपिडेमिया अक्सर मधुमेह के साथ सहवर्ती होता है, जिससे हृदय और मस्तिष्क संबंधी घटनाओं, मृत्यु दर और विकलांगता के जोखिम में काफी वृद्धि होती है।

चीन के 20 तृतीयक अस्पतालों के महामारी विज्ञान सर्वेक्षण से पता चलता है कि टाइप 2 मधुमेह (टी2डीएम) के 67.1% रोगियों में डिस्लिपिडेमिया है। CCMR-3B अध्ययन में बताया गया है कि T2DM के 72% रोगियों में डिस्लिपिडेमिया और/या उच्च रक्तचाप भी था, जिससे अकेले मधुमेह वाले रोगियों की तुलना में मैक्रोवास्कुलर और माइक्रोवास्कुलर जटिलताओं का खतरा दोगुना हो गया।

ग्लूकोलिपिड चयापचय विकारों के जटिल रोगजनन और व्यापक चयापचय नियंत्रण प्राप्त करने की कम दर के कारण, प्रभावी उपचार सीमित हैं। "कफ की गंदगी" सिद्धांत के तहत विकसित सिस्टैंच-आधारित हाइपोग्लाइसेमिक-लिपिड-रेगुलेटिंग फॉर्मूला (एचएलएफ) का उद्देश्य गर्मी को साफ करना, गंदगी को दूर करना और संतुलन बहाल करना है। सहित आठ जड़ी बूटियों से बना हैCistanche, मोमोर्डिका चारैन्टिया, एलोविरा, स्कुटेलरिया बैकलेंसिस, शिसांद्रा चिनेंसिस, ज़िंगिबर ऑफिसिनेल, साल्विया मिल्टिओरिरिज़ा, औरएट्रैक्टिलोड्स मैक्रोसेफला, एचएलएफ चयापचय संबंधी विकारों के मुख्य तंत्र को लक्षित करता है।

एचपीएलसी का उपयोग करके फ़िंगरप्रिंट विश्लेषण ने प्रमुख यौगिकों की पहचान की:मैंगिफ़ेरिन, कॉप्टिसिन, जेट्रोर्रिज़िन, साल्वियानोलिक एसिड बी, एलोइन, बर्बेरिन, पामेटाइन,औरलवस्टैटिन. पिछले अध्ययनों ने ग्लूकोज और लिपिड स्तर को कम करने, हृदय संबंधी जोखिम को कम करने और इंसुलिन प्रतिरोध में सुधार करने में एचएलएफ की प्रभावकारिता की पुष्टि की है। मोटापे से संबंधित टी2डीएम और डिस्लिपिडेमिया से पीड़ित 450 रोगियों पर आधारित एक बहुकेंद्रीय, यादृच्छिक, ओपन-लेबल क्लिनिकल परीक्षण में पाया गया कि एचएलएफ ने प्रभावी ढंग से रक्त शर्करा को कम किया, लिपिड को नियंत्रित किया, शरीर के वजन को कम किया और इंसुलिन संवेदनशीलता में सुधार किया।

आगे के शोध से पता चला है कि एचएलएफ आंत माइक्रोबायोटा को नियंत्रित कर सकता है (उदाहरण के लिए,फ़ेकैलीबैक्टीरियम, ब्लौटिया) और फैटी एसिड क्षरण और ग्लाइकोलाइसिस/ग्लूकोनियोजेनेसिस जैसे चयापचय मार्गों को प्रभावित करते हैं। इसकी सिद्ध नैदानिक ​​​​प्रभावकारिता के बावजूद, सटीक तंत्र अस्पष्ट हैं, जो व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करते हैं।

नेटवर्क फार्माकोलॉजी जैव सूचना विज्ञान और उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग को एकीकृत करके रोग तंत्र और दवा क्रियाओं को स्पष्ट करने के लिए एक सिस्टम-स्तरीय दृष्टिकोण प्रदान करता है। यह अध्ययन ग्लूकोलिपिड चयापचय विकारों के इलाज में एचएलएफ के बहु-लक्ष्य तंत्र को उजागर करने के लिए नेटवर्क फार्माकोलॉजी, आणविक डॉकिंग, आणविक गतिशीलता और पशु प्रयोगों का उपयोग करता है।

2। सामग्री और विधि

2.1 उपकरण

D3024R हाई-स्पीड रेफ्रिजरेटेड सेंट्रीफ्यूज (SCILOGEX)

Y300C वैद्युतकणसंचलन उपकरण और JY300C वैद्युतकणसंचलन टैंक (जूनी ओरिएंटल, बीजिंग)

चैंपजेल 5000 इमेजिंग सिस्टम (सैझी इनोवेशन, बीजिंग)

SMA-1000 स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (मीलिन हेंगटोंग, बीजिंग)

स्टेपवन प्लस क्यूआरटी-पीसीआर सिस्टम (एबीआई)

पॉवरपैक यूनिवर्सल वैद्युतकणसंचलन इकाई (बायो-रेड)

PB-10 पीएच मीटर (सार्टोरियस)

टैनोन 5200 केमिलुमिनसेंस विश्लेषक (टैनोन, शंघाई)

2.2 हर्बल औषधियाँ

एचएलएफ फॉर्मूला में शामिल हैं:

Cistanche (सिस्टैनचेस हर्बा)

मोमोर्डिका चारैन्टिया

स्कुटेलरिया बैकलेंसिस

एलोविरा

शिसांद्रा चिनेंसिस

ज़िंगिबर ऑफिसिनेल

साल्विया मिल्टिओरिरिज़ा

एट्रैक्टिलोड्स मैक्रोसेफला
सभी जड़ी-बूटियाँ दानेदार फार्मूला अर्क (तियानजियांग फार्मास्युटिकल, जियानगिन) थीं।

नियंत्रण दवा:मेटफॉर्मिन हाइड्रोक्लोराइडगोलियाँ (0.5 ग्राम प्रति गोली, ब्रिस्टल-मायर्स स्क्विब, शंघाई)।

2.3 अभिकर्मक और एंटीबॉडीज

ट्राइज़ोल अभिकर्मक (इंविट्रोजन)

HiFiScript cDNA सिंथेसिस किट (CW2569)

UltraSYBR मिश्रण (उच्च ROX, CW2602)

बीसीए प्रोटीन परख किट

प्राथमिक एंटीबॉडी लक्ष्यीकरण p-AKT, p-NF-κB p65, AKT, NF-κB p65, FN1, p53, IL-1 , IL-6, EGFR, TNF- , -कैटेनिन, ESR1, -actin

द्वितीयक एंटीबॉडीज (एचआरपी-संयुग्मित बकरी विरोधी खरगोश/माउस आईजीजी)

2.4 पशु मॉडल

नर C57BL/6J चूहों (7 सप्ताह पुराने) को मानक एसपीएफ़ शर्तों के तहत खरीदा और रखा गया था। सभी पशु प्रक्रियाओं को गुआंगआनमेन अस्पताल की आचार समिति (अनुमोदन संख्या IACUC-GAMH-2019-002) द्वारा अनुमोदित किया गया था।

2.5 लक्ष्य भविष्यवाणी

एचएलएफ से सक्रिय यौगिकों के बारे में पूछताछ की गईसीटीडीऔरस्विस लक्ष्य भविष्यवाणी(संभावना > 0.1). T2DM और डिस्लिपिडेमिया के लिए रोग-संबंधी लक्ष्य प्राप्त किए गएजीनकार्ड(प्रासंगिकता स्कोर > 1). वेन आरेख ने आगे पीपीआई विश्लेषण के लिए अतिव्यापी लक्ष्यों की पहचान की।

2.6 पीपीआई नेटवर्क निर्माण

ओवरलैपिंग लक्ष्य इनपुट किए गए थेडोरी(https://www.string-db.org), मध्यम आत्मविश्वास के साथ (स्कोर 0.4 से अधिक या उसके बराबर)। नेटवर्क की कल्पना और विश्लेषण किया गयासाइटोस्केप, और डिग्री केंद्रीयता द्वारा पहचाने गए मुख्य लक्ष्य।

2.7 जीओ और केईजीजी संवर्धन

प्रमुख लक्ष्य प्रस्तुत किये गयेमेटास्केपजीओ (बीपी, एमएफ, सीसी) और केईजीजी मार्ग विश्लेषण (पी <0.01) के लिए। बबल प्लॉट का उपयोग करके विज़ुअलाइज़ेशन किया गया था।

2.8 कंपाउंड-टारगेट-पाथवे नेटवर्क

साइटोस्केप का उपयोग जड़ी-बूटियों, यौगिकों, लक्ष्यों और मार्गों को जोड़ने वाला एक नेटवर्क बनाने के लिए किया गया था, जो बहु-लक्ष्य, बहु-मार्ग इंटरैक्शन को दर्शाता है।

2.9 आणविक डॉकिंग

यौगिकों की 2D संरचनाएँ प्राप्त की गईंपबकेम, का उपयोग करके पीडीबी में परिवर्तित किया गयाबेबेल खोलें. प्रोटीन संरचनाएं यहां से डाउनलोड की गईंआरसीएसबी पीडीबी, में तैयार किया गयाऑटोडॉकटूल्स, और का उपयोग करके डॉक किया गयासेलवीना. बाइंडिंग एफ़िनिटी -4.25 kcal/mol से कम या उसके बराबर महत्वपूर्ण मानी जाती थी। डॉकिंग परिणामों की कल्पना की गईपायमोल.

2.10 आणविक गतिशीलता सिमुलेशन

एमडी सिमुलेशन का उपयोग करके प्रदर्शन किया गयाAmber18चयनित शीर्ष परिसरों के लिए. प्रोटीन: एम्बर14एसबी; लिगैंड: गैफ़; पानी: ओपीसी मॉडल। आरएमएसडी और आरएमएसएफ की गणना 20 एनएस एनपीटी सिमुलेशन से की गई थी।

2.11 पशु समूहन और हस्तक्षेप

चूहों को 4 समूहों में यादृच्छिक किया गया: सामान्य (एन), मॉडल (एम), मेटफॉर्मिन (एमईटी), और एचएलएफ। समूह एन को छोड़कर, सभी चूहों को 6 सप्ताह तक उच्च वसा वाला आहार (एचएफडी) दिया गया। एचएलएफ को 14 ग्राम/किग्रा (कच्ची जड़ी-बूटी के बराबर), एमईटी 250 मिलीग्राम/किग्रा पर दिया गया। 8 सप्ताह के हस्तक्षेप के बाद, विश्लेषण के लिए रक्त और यकृत के ऊतकों को एकत्र किया गया।

2.12 क्यूआरटी-पीसीआर

TRIzol का उपयोग करके कुल RNA निकाला गया। सीडीएनए को HiFiScript का उपयोग करके संश्लेषित किया गया था। अल्ट्राएसवाईबीआर और स्टेपवन प्लस का उपयोग करके क्यूपीसीआर का प्रदर्शन किया गया। सापेक्ष अभिव्यक्ति की गणना 2^−ΔΔCt के माध्यम से की गई थी।

2.13 पश्चिमी धब्बा

प्रोटीन को यकृत ऊतक से निकाला गया, मात्राबद्ध किया गया, एसडीएस-पेज द्वारा अलग किया गया, और पीवीडीएफ झिल्ली में स्थानांतरित किया गया। प्राथमिक और द्वितीयक एंटीबॉडी के साथ अवरोधन और ऊष्मायन के बाद, ईसीएल द्वारा संकेतों की कल्पना की गई और सामान्यीकरण के लिए इमेजजे एक्टिन का उपयोग करके मात्रा निर्धारित की गई।

2.14 सांख्यिकीय विश्लेषण

का उपयोग करके डेटा का विश्लेषण किया गयाएसपीएसएस 23.0औरग्राफपैड प्रिज्म 10.1.2. एक-तरफ़ा एनोवा और टी-परीक्षणों का उपयोग किया गया, जिसमें पी <0.05 को सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण माना गया।