基于整合策略的青宫寿桃丸缓解年龄相关性记忆衰退的潜在机制

Potential mechanism of Qinggong Shoutao pill alleviating age-associated memory decline based on integration strategy.

作者信息Guiyun Pan, Lijuan Chai, Rui Chen, Qing Yuan, Zhihui Song, Wanying Feng, Jinna Wei, Zhihua Yang, Yuhang Zhang, Guinan Xie, An Yan, Qingbo Lv, Caijun Wang, Yingqiang Zhao, Yi Wang
PMID38145345
发布时间2024-12
DOI10.1080/13880209.2023.2291689

实验完整度

包含网络药理学与分子对接的生物信息学预测,以及d-半乳糖小鼠模型的体内行为学、Western blot、ELISA和免疫荧光等多层级实验验证。

主要模型

d-半乳糖诱导的AAMI小鼠模型(C57BL/6J小鼠) 网络药理学预测的靶点数据集

重点核对

d-半乳糖剂量:100 mg/kg/天,皮下注射,持续12周 QGSTW剂量:20 mL/kg/天,口服,持续12周 小鼠品系:雄性C57BL/6J,8周龄 行为学测试:新位置识别、新物体识别、主动回避测试 分子检测:Western blot、ELISA、免疫荧光

摘要

背景 青宫寿桃丸(QGSTW)是一种用于治疗年龄相关性记忆衰退(AAMI)的传统药物丸剂。然而,其潜在机制尚不清楚。 目的 本研究阐明QGSTW治疗AAMI的可能机制。 材料与方法 采用网络药理学和分子对接方法鉴定QGSTW缓解AAMI的潜在通路。将C57BL/6J小鼠随机分为对照组、模型组和QGSTW组。通过d-半乳糖建立AAMI小鼠模型,并在给予d-半乳糖(100 mg/kg)和QGSTW(20 mL/kg)治疗12周后,通过ELISA、免疫荧光染色和Western blotting确定QGSTW改善AAMI的作用通路。 结果 网络药理学表明,活性成分的靶点显著富集于cAMP信号通路。AKT1、FOS、GRIN2B和GRIN1是核心靶蛋白。QGSTW治疗使新位置识别测试中的辨别指数从-16.92 ± 7.06提高到23.88 ± 15.94%,在新物体识别测试中从-19.54 ± 5.71提高到17.55 ± 6.73%。ELISA显示QGSTW可升高cAMP水平。Western blot分析显示QGSTW可上调PKA、CREB、c-Fos、GluN1、GluA1、CaMKII-α和SYN的表达。免疫染色显示CA1和DG区SYN表达降低。 讨论与结论 本研究不仅为QGSTW治疗AAMI的机制提供了新的见解,也为发现可治疗AAMI的中药复方提供了重要信息和新的研究思路。

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
QGSTW缓解年龄相关性记忆衰退的潜在机制是什么?
核心机制
QGSTW通过调控cAMP信号通路及下游PKA、CREB、c-Fos、GluN1、GluA1、CaMKII-α等蛋白,增强海马突触可塑性(表现为SYN表达上调),从而改善记忆。
主要证据
网络药理学预测核心靶点富集于cAMP通路,分子对接显示活性成分与AKT1、GRIN2B等结合;动物实验证实QGSTW改善d-半乳糖小鼠认知,升高cAMP水平,上调相关蛋白表达。
研究意义
为QGSTW治疗AAMI提供机制见解,并为中药复方治疗AAMI的药物发现提供新的研究思路。

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

网络药理学分析

预测QGSTW活性成分及其治疗记忆障碍的潜在靶点和信号通路

筛选QGSTW活性成分,收集记忆障碍相关基因,取交集,进行GO/KEGG富集分析、PPI网络分析、构建药物-成分-靶点网络。

2

分子对接验证

预测QGSTW关键活性成分与核心靶点蛋白的结合模式与亲和力

选取前5个靶蛋白和排名前10的活性成分进行分子对接,计算结合能。

3

动物模型建立与药物干预

建立d-半乳糖诱导的AAMI小鼠模型,并评估QGSTW的治疗效果

雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组、模型组和QGSTW组,分别给予生理盐水、d-半乳糖、d-半乳糖+QGSTW,持续12周。

4

行为学测试

评估QGSTW对d-半乳糖小鼠认知功能(空间记忆、物体识别记忆、主动回避)的影响

进行新位置识别测试、新物体识别测试和主动回避测试,记录辨别指数、探索时间、条件反应次数和潜伏期。

5

分子生物学验证

验证QGSTW对cAMP信号通路及突触蛋白表达的影响

取海马组织,Western blot检测AKT、c-Fos、GluN1、GluA1、CaMKII-α、SYN、PKA、CREB蛋白水平,ELISA检测cAMP浓度。

6

免疫荧光染色

观察QGSTW对海马SYN表达分布的影响

脑组织切片进行免疫荧光染色,检测SYN在海马CA1、CA3、DG区的表达。

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
青宫寿桃丸精制粉末Darentang Pharmaceutical FactoryP004
d-半乳糖----
羧甲基纤维素钠----
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物----
磷酸酶抑制剂混合物----
SDS-PAGE凝胶----
PVDF膜----
脱脂奶粉----
Tris缓冲盐水吐温----
AKT抗体Cell Signaling Technology4685S
c-Fos抗体Cell Signaling Technology2250
GluN1抗体Cell Signaling Technology5704
GluA1抗体Cell Signaling Technology13185
CaMKII-α抗体Cell Signaling Technology50049
PKA C-α抗体Cell Signaling Technology5842
CREB抗体Cell Signaling Technology9197
β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2128
SYN抗体CohesionbioCPA7127
二抗----
增强化学发光系统Tanon--
cAMP ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.--
酶标仪BioTek Instruments, Inc.Elx800
SYN抗体Cell Signaling Technology5297
二抗(山羊抗小鼠Alexa Fluor 488)CohesionbioCSA3211
DAPI----
荧光显微镜Olympus--

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
网络药理学分析
筛选参数:OB≥30%,DL≥0.18;数据库版本和检索日期;PPI网络物种为Homo sapiens,互动评分≥0.4;MCODE参数
阅读提示:Materials and methods - Collection of chemical components, Identification of gene targets, PPI network, Cluster analysis
分子对接
受体和配体选择;软件版本(AutoDockVina 1.1.2);对接盒设置
阅读提示:Materials and methods - Molecular docking
动物造模与给药
动物品系、性别、年龄、体重;造模药物剂量和给药途径;QGSTW剂量和给药途径;给药周期;各组动物数量
阅读提示:Materials and methods - Animal experiments
行为学测试
测试箱尺寸;试验次数和时间;环境条件(光照周期);辨别指数计算方法
阅读提示:Materials and methods - Behavioral tests
蛋白检测
组织收集和蛋白提取方法;一抗稀释比例和孵育条件;二抗孵育条件;检测系统
阅读提示:Materials and methods - Western blot analysis, ELISA, Tissue processing and immunofluorescence staining