以caspase-1介导细胞焦亡筛选治疗糖尿病肾病潜在的中药及单体成分

摘要

目的 以caspase-1介导细胞焦亡为基础,筛查并探究中药及单体有效成分治疗糖尿病肾病(DN)的分子机制.方法 利用中药系统药理学分析平台(TCMSP)筛选靶向caspase-1的中药以及活性单体成分,并通过GeneCards数据库检索单体成分潜在的作用基因靶点,运用Cytoscape构建单体化合物-基因靶点网络构图.采用基因本体(GO)功能富集分析和京都基因与基因百科全书(KEGG)通路富集分析,预测中药及其单体的分子作用机制.实验SD大鼠随机分为对照组、糖尿病组(DM)和人参皂苷Rh2药物治疗组(Rh2).DM组和Rh2组通过腹腔注射链脲佐菌素(STZ)(60 mg/kg)构建DN大鼠,对照组注射等量生理盐水.在造模成功后Rh2组大鼠给予Rh2(20 mg·kg-1·d-1)灌胃12周,对照组和DM组大鼠给予等量生理盐水灌胃.HE染色观察大鼠肾脏形态;Western blot检测焦亡标志蛋白caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18表达;试剂盒检测大鼠血浆IL-1β、IL-18含量以及cathepsin B和cathepsin L活性.结果 人参皂苷Rh2与caspase-1靶点蛋白能够有效分子对接,数据库筛选共涉及14个靶基因,GO功能富集分析共27个条目,其中分子功能(MF)条目4个,细胞组成(CC)条目10个,生物过程(BP)条目13个.KEGG通路富集筛选涉及溶酶体、糖胺聚糖降解、半乳糖代谢和鞘脂代谢通路.DM大鼠造模12周后肾脏出现显著的病理学改变,cleaved-caspase-1、GSDMD-N、IL-1β和IL-18表达显著增加(P<0.05或P<0.01),血浆IL-1β、IL-18含量显著升高(P<0.01),cathepsin B、cathepsin L活性显著降低(P<0.01).与DM组相比,Rh2组大鼠肾脏病变得到显著改善,焦亡标志蛋白(cleaved-caspase-1、GSDMD-N、IL-1β和IL-18)表达显著下调(P<0.05或P<0.01),血浆IL-1β、IL-18含量显著降低(P<0.01),cathepsin B和cathepsin L活性显著增加(P<0.05).结论 人参皂苷Rh2可能通过溶酶体途径抑制caspase-1介导的细胞焦亡进而改善DN肾脏损伤.