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【金秋计划】丹参有效成分通过AKT/GSK3β信号通路抑制心肌成纤维细胞的增殖和分化

城头变幻大王骑

2024/09/02

中药/天然药检测

背景

心肌纤维化(CF)是一个多因素、多细胞的复杂病理生理过程，涉及心肌间质细胞外基质(ECM)的过度沉积和交联。心肌间质肌成纤维细胞具有细胞增殖旺盛、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)活跃和过表达的特点，活化的肌成纤维细胞是ECM的主要来源，其过多的胶原沉积和分布异常最终导致心脏结构改变和心脏收缩功能受损。

丹参是治疗心脑血管疾病的重要中药。该研究以丹参的药理学物质为基础，通过系统的网络药理学方法、分子对接和动力学模拟以及体外实验研究，探讨丹参抗CF的作用机制。

方法

利用中药药理学(TCMSP)数据库进行系统药理分析，筛选丹参有效化学成分，并通过Swiss target Prediction和TCMSP数据库获得化合物对应的潜在靶基因。同时，利用GeneCards、DisGeNET、OMIM和TTD疾病数据库筛选CF靶点，并利用STING数据库构建丹参/CF靶点药物-疾病靶点蛋白相互作用(PPI)网络。

随后利用Cytoscape 3.7软件构建组分-疾病-靶点网络。基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析药物与疾病的交叉靶点。通过分子对接和分子动力学模拟，评估丹参有效成分与CF疾病靶点的关系。随后，在体外实验中研究了核心化合物对CF的作用机制。

结果

确定了丹参有效化学成分对应的206个靶点，其中与CF靶点重叠的靶点有82个。进一步，通过PPI分析，AKT1和GSK3β是枢纽靶点，它们均富集于PI3K/AKT信号通路中，是脂质和动脉粥样硬化通路的亚通路。构建复合-疾病基因-通路图，根据度值，芹菜素(APi)为顶层成分，AKT1(51)和GSK3β(22)为枢纽基因。

分子对接和动力学模拟结果表明，APi与AKT和GSK3β具有较强的亲和力。细胞实验结果显示，APi抑制TGF- β1诱导的MCF细胞活力、增殖、α-SMA蛋白和I/III胶原蛋白表达、AKT1和GSK3β磷酸化。

结论

通过系统的网络药理学方法、分子对接和动力学模拟，并通过体外细胞实验证实，APi与AKT和GSK3β相互作用，破坏AKT和GSK3β的磷酸化，从而抑制TGFβ1诱导的MCF的增殖和分化，为丹参治疗CF的药理机制提供了新的认识。

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