芩连红曲汤调节FXR/TGR5/GLP-1通路改善NAFLD小鼠胰岛素抵抗:生物信息学与实验研究

Qinlian Hongqu Decoction Modulates FXR/TGR5/GLP-1 Pathway to Improve Insulin Resistance in NAFLD Mice: Bioinformatics and Experimental Study.

作者信息Zhongyi Zhang, Yunliang He, Mei Zhao, Xin He, Zubing Zhou, Yuanyuan Yue, Tao Shen, Juncheng Liu, Gan Zhang, Yong Zhang
PMID39554433
期刊ACS Omega
发布时间2024-11-03
DOI10.1021/acsomega.4c07463

实验完整度

高

涉及动物模型、网络药理学、生物信息学、分子对接、分子生物学验证等多个实验层级,且包含功能与机制验证。

主要模型

高脂饮食诱导的NAFLD小鼠模型(C57BL/6J小鼠) GSE147562数据集(人类肠道转录组样本) 分子对接模拟(FXR、TGR5、GLP-1蛋白与活性成分)

重点核对

QLHQD给药剂量:2.04、1.02、0.51 g/kg/d,灌胃给药,持续8周 高脂饮食诱导周期:12周 动物品系与数量:C57BL/6J雄性小鼠,每组6只 分子对接靶点:FXR、TGR5、GLP-1 关键标志物检测:血清TG、TC、LDL-C、FFA、血糖、胰岛素、AST、ALT,肝组织TG、TC、FFA

摘要

背景:芩连红曲汤(QLHQD)是一种传统中草药制剂,显示出缓解非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)相关代谢问题的潜力。然而,其确切作用模式仍不确定。目的:本研究旨在评估QLHQD治疗NAFLD的疗效和机制。方法:本研究利用NAFLD小鼠模型评估QLHQD对脂质代谢(包括血脂和肝脏脂肪变性)以及葡萄糖代谢(包括血糖水平、OGTT结果和血清胰岛素)的影响。采用网络药理学、生物信息学和分子对接探讨QLHQD可能如何改善NAFLD治疗。通过Western blot和免疫组织化学验证参与这些机制的关键蛋白。此外,检测下游通路靶标的表达,以进一步验证QLHQD改善NAFLD的胰岛素抵抗机制。结果:动物研究表明,QLHQD减轻了NAFLD小鼠的脂质异常、肝脏脂肪变性、血糖水平、胰岛素抵抗指数和OGTT结果(P < 0.05或0.01)。网络药理学和生物信息学分析表明,QLHQD对NAFLD的作用可能涉及胆汁酸分泌途径。随后通过Western blotting、免疫组织化学和qPCR验证表明,QLHQD可能通过FXR/TGR5/GLP-1信号通路影响NAFLD小鼠的脂肪代谢和胰岛素敏感性。结论:QLHQD显著改善高脂饮食诱导的NAFLD小鼠模型中的葡萄糖和脂质代谢紊乱。其作用机制可能涉及肠道中FXR/TGR5/GLP-1信号通路的激活,从而减少脂质积累和胰岛素抵抗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
QLHQD是否能够改善NAFLD小鼠的胰岛素抵抗及其潜在分子机制是什么?
核心机制
QLHQD可能通过激活肠道FXR/TGR5/GLP-1信号通路,减少脂质积累和胰岛素抵抗,从而改善NAFLD。
主要证据
动物实验显示QLHQD显著降低体重、血清及肝脏脂质、血糖和胰岛素抵抗指数,改善OGTT;WB、IHC和qPCR显示QLHQD上调肠道FXR、TGR5、GLP-1表达,并调节肝脏PI3K/AKT通路及糖原合成相关基因。
研究意义
研究证实QLHQD通过肠-肝轴改善NAFLD,为阐明中药复方治疗NAFLD的机制提供了依据,并提示FXR/TGR5/GLP-1通路作为治疗靶点的潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

NAFLD小鼠模型建立与药物干预

评估QLHQD对NAFLD小鼠体重、糖脂代谢和肝损伤的影响

C57BL/6J小鼠高脂饮食12周建立NAFLD模型,随后QLHQD(0.51、1.02、2.04 g/kg/d)或二甲双胍(0.1 g/kg/d)灌胃给药8周,检测体重、血清血糖、血脂、胰岛素、AST、ALT及OGTT。

2

肝脏脂质沉积评估

验证QLHQD对肝脏脂质积累的影响

测定肝重、肝指数,通过H&E、油红O染色观察肝组织病理变化,ELISA检测肝组织TG、TC、FFA水平,并通过IHC和qPCR检测CYP7A1、SREBP1C、HMGCR表达。

3

网络药理学与生物信息学分析

预测QLHQD治疗NAFLD的潜在靶点和通路

利用SwissTargetPrediction、PharmMapper等数据库预测QLHQD成分靶点,GeneCard、DisGeNET等获取NAFLD相关靶点,进行GO和KEGG富集分析;分析GSE147562数据集,识别DEGs并进行GSEA。

4

分子对接验证

预测QLHQD活性成分与FXR/TGR5/GLP-1的结合能力

从PubChem获取11个活性成分结构,与FXR、TGR5、GLP-1蛋白进行分子对接,分析结合能。

5

肠道FXR/TGR5/GLP-1通路验证

验证QLHQD对肠道FXR/TGR5/GLP-1信号通路的影响

通过免疫荧光、qPCR和Western blot检测小鼠小肠组织中FXR、TGR5、GLP-1的表达。

6

肝脏胰岛素抵抗通路评估

评估QLHQD对肝脏胰岛素信号通路的影响

通过免疫荧光、qPCR检测肝脏PI3K、AKT、INSR、GSK3B、GCK、GYS2表达,并进行PAS染色评估糖原合成。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
黄芩--22120202
黄连--221001
橘红--20220922
红曲--20220301
炙甘草--211129
白芍--20221024
枳壳--22080101
莲子--20220815
升麻--211028
总胆固醇测定试剂盒Meikang Biotechnology Co., Ltd.210512101
甘油三酯测定试剂盒Changchun Huili Biotechnology Co., Ltd.C061-a
低密度脂蛋白测定试剂盒Changchun Huili Biotechnology Co., Ltd.2021006
丙氨酸氨基转移酶测定试剂盒Changchun Huili Biotechnology Co., Ltd.C001-a
天冬氨酸氨基转移酶测定试剂盒Changchun Huili Biotechnology Co., Ltd.C002-a
游离脂肪酸测定试剂盒Changchun Huili Biotechnology Co., Ltd.C123-b
胰岛素ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M1382c
AKT抗体Shenyang Wanlei Biotechnology Co., Ltd.WL0003b
PI3K抗体Absin Bioscience Inc.abs119725
FXR1抗体ZENBIOR26778
TGR5抗体Biossbs-8874R
GLP1抗体Biossbs-3796R
HMGCR抗体AffinityDF6518
SREBP1抗体Proteintech66875-1-Ig
CYP7A1抗体AffinityDF2612
全自动生化分析仪BIOBASEBK-200
组织匀浆机JingxinTissue-Tearor
台式离心机XiangyiTGL-16C
酶标仪BioTekEpoch
病理切片机Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd.HM315
凝胶成像系统Bio-RadChemidoc
荧光定量PCR仪Bio-RadCFX
电泳仪Beijing LiuyiDYY-6C
电泳槽Beijing LiuyiWD-9405A
转印槽Beijing LiuyiDYCZ-40D
脱色摇床Changzhou RunhuaTY-80A/S

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
高脂饮食(D12451,45 kcal%脂肪)诱导12周
阅读提示:Methods and Materials / Animal Experimental Validation / Model Replication
药物干预
QLHQD剂量(0.51、1.02、2.04 g/kg/d)、给药方式(灌胃)、给药周期(8周)
阅读提示:Methods and Materials / Animal Experimental Validation / Drug Delivery in Groups
代谢指标检测
血清TG、TC、LDL-C、FFA、血糖、胰岛素、AST、ALT,OGTT方法(葡萄糖2 g/kg)
阅读提示:Methods and Materials / Animal Experimental Validation / Biochemical Analysis and ELISA Detection, Oral Glucose Tolerance Tests
分子通路验证
肠道FXR、TGR5、GLP-1表达,肝脏PI3K、AKT、INSR、GSK3B、GCK、GYS2表达,CYP7A1、SREBP1C、HMGCR表达
阅读提示:Methods and Materials / Animal Experimental Validation / RT-qPCR, Western Blot, Immunohistochemistry, Direct Immunofluorescence Staining