Exploración del mecanismo de la dihidromiricetina en la mejora de la fibrosis renal en ratones db/db basado en la farmacología de red y la verificación experimental.
La nefropatía diabética (ND) es una de las principales complicaciones microvasculares de la diabetes mellitus tipo 2 (DMT2) y la principal causa de enfermedad renal terminal. Sus principales características son el engrosamiento de la membrana basal glomerular, la expansión del mesenterio y de la matriz tubulointersticial, y la pérdida de podocitos, lo que conduce al desarrollo de microalbuminuria y a la disminución de la función renal. Con el desarrollo continuo de la enfermedad renal diabética (ERD), la microestructura del tejido renal sufre inflamación y daños persistentes, lo que conduce a una fibrosis intersticial difusa que destruye la microestructura renal normal y, en última instancia, se convierte en fibrosis renal (FR). En la actualidad, los medios para paliar la progresión de la DKD a FR se centran principalmente en mejorar la DKD. Sin embargo, aún no se ha aclarado el mecanismo de la mayoría de las complicaciones de la diabetes, incluida la DMK, por lo que no está claro el complejo mecanismo en el proceso de evolución de la DMK a FR, lo que conduce a efectos terapéuticos insatisfactorios de la DMK y la FR. Por lo tanto, urge explorar la patogénesis de la DKD y descubrir nuevas dianas terapéuticas para inhibir su desarrollo.
La dihidromiricetina (DHM) es un compuesto flavonoide natural con diversos efectos farmacológicos, como antiinflamatorio, antioxidante, eliminación de radicales libres, mejora de la disfunción mitocondrial y regulación de la autofagia. En la actualidad, múltiples estudios han demostrado que la DHM tiene un gran potencial en el tratamiento de enfermedades metabólicas. No sólo puede mejorar la resistencia a la insulina y reducir los niveles de glucosa en sangre mediante la inducción de la autofagia, la mejora del estrés oxidativo, la inhibición de la inflamación y el aumento de la actividad mitocondrial, sino también; Al mismo tiempo, puede mejorar muchas complicaciones de la diabetes, como la encefalopatía diabética, la cardiomiopatía diabética, etc. Sin embargo, la investigación sobre DHM mejora las complicaciones de la diabetes no es suficiente, y el mecanismo farmacológico relacionado todavía necesita ser explorado. Además, la investigación sobre si DHM puede mejorar aún más la RF causada por DHM es limitada, y el efecto terapéutico sigue sin estar claro.
La farmacología en red puede construir una red de interacción "fármaco-componente-enfermedad-objetivo" basada en la estructura de los componentes de la medicina tradicional china, sus efectos biológicos y las dianas relacionadas con la enfermedad en el contexto de una vasta red de procesos biológicos. Es un medio eficaz para explorar los componentes eficaces, los mecanismos moleculares y las dianas potenciales de la medicina tradicional china. El acoplamiento molecular puede simular la interacción entre moléculas y proteínas, predecir la conformación de ligandos y receptores, calcular y predecir la afinidad y los modos de unión para verificar el modo de acción específico de los componentes de los fármacos sobre las principales dianas. Por lo tanto, este estudio utilizó la farmacología de redes para examinar y predecir las posibles dianas de DHM en DKD y RF, construyó una red de interacción de "enfermedad diana de componentes" y validó las principales dianas predichas mediante acoplamiento molecular y experimentos in vivo. Se exploró el mecanismo molecular de la dihidromiricetina que mejora la fibrosis renal en ratones db/db, proporcionando una base teórica para la aplicación clínica de DHM.

 

En la actualidad, el tratamiento común de la diabetes depende principalmente del control de la glucemia, mientras que la DKD, una de las complicaciones más graves de la diabetes, carece de una estrategia de tratamiento eficaz. Por lo tanto, es muy importante conocer en profundidad la patogénesis de la DKD y encontrar estrategias de tratamiento eficaces para suprimir la tendencia de la DKD a convertirse en fibrosis renal. Se ha demostrado que las medicinas naturales tienen la ventaja única de tener menos efectos secundarios y una eficacia multiobjetivo, lo que las ha convertido en una fuente importante para el desarrollo de nuevos fármacos para enfermedades crónicas en los últimos años. Nuevas investigaciones sobre el DHM han revelado un importante potencial terapéutico para mejorar las enfermedades metabólicas. Por lo tanto, sobre la base de la mejora de la fibrosis renal en ratones db / db por DHM, este estudio combina la farmacología de red y la tecnología de acoplamiento molecular para explorar las posibles dianas terapéuticas y los mecanismos moleculares de DHM en la mejora de la fibrosis renal en ratones db / db, y los verifica a través de experimentos con animales.

En primer lugar, observamos que 10 semanas de intervención DHM puede aliviar eficazmente la glucosa en sangre, peso corporal, creatinina, nitrógeno ureico, proteína urinaria, y las manifestaciones patológicas renales en ratones db / db, lo que indica que DHM puede aliviar el daño de la función renal y frenar el desarrollo de DKD en ratones db / db. Tras analizar y cribar 37 dianas de intersección de DHM, DKD y RF, se descubrió que 10 dianas, incluyendo AKT1, ALB, CASP3, EGFR, MMP9, IGF1, PPARG, KDR, MMP2, ACE, pueden ser dianas clave para que DHM mejore la DKD. Se ha confirmado que AKT1, CASP3, EGFR, MMP9, IGF1, MMP2, ACE se activan en el entorno de la diabetes, y su inhibición específica puede mejorar el estado dañado de la DKD y ralentizar la tendencia de desarrollo de la fibrosis. PPARG y KDR se inhiben en el entorno fisiológico de la diabetes, y desempeñan un papel en la protección renal después de la activación. El ALB es un importante indicador bioquímico para observar el grado de daño renal durante el desarrollo de la diabetes. Suele aumentar con la aparición de la DKD y disminuye tras la mejora de la DKD. Esto significa que los 10 genes clave que hemos analizado no sólo pueden servir como biomarcadores potenciales de la DKD, sino también como dianas clave para seguir explorando la patogénesis y el tratamiento de la DKD.

El análisis de enriquecimiento de vías KEGG mostró que la mejora de la DHM en la DKD podría implicar la vía de señalización AGE-RAGE, la cardiomiopatía diabética y la vía de señalización FoxO. La vía de señalización AGE-RAGE y la vía de señalización FoxO desempeñan funciones reguladoras clave en el desarrollo de la DKD. Las investigaciones han descubierto que los AGE se activan específicamente en las células endoteliales, los túbulos renales, las células mesangiales y los podocitos de los pacientes con DKD, y que su interacción con RAGE es mayor, lo que exacerba aún más el estrés oxidativo y la inflamación en los riñones, provocando el deterioro de la DKD. Además, la activación de FoxO3a puede inhibir el nivel de estrés oxidativo en el riñón de ratas diabéticas, mejorar la inflamación e inhibir la aparición de la DKD. Esto indica que la regulación específica de la vía de señalización AGE-RAGE o de la vía de señalización FoxO puede ser de gran importancia para la prevención y el tratamiento de la DKD.

Los resultados del acoplamiento molecular mostraron que DHM presentaba una buena afinidad de unión con las 5 dianas seleccionadas, lo que indica que la eficacia de DHM en el tratamiento de la DKD ha sido validada a nivel molecular. Además, observamos que el gen diana clave AKT1, que ocupó el primer lugar en el cribado, estaba estrechamente relacionado con la vía de señalización AGE-RAGE y la vía de señalización FoxO en el desarrollo de la DKD a través del análisis de enriquecimiento de la vía KEGG. La vía de señalización AGE-RAGE puede sinergizar con la vía de señalización PI3K/Akt para inducir estrés oxidativo e inflamación crónica en los riñones, lo que conduce a la enfermedad renal. La activación de la vía PI3K/Akt/FoxO3a puede mejorar la función fisiológica del riñón en la diabetes. Por lo tanto, intentamos investigar la interacción entre la vía Notch aguas arriba de AKT1 y DHM y realizamos una validación de acoplamiento molecular. Los resultados del acoplamiento molecular mostraron que DHM presentaba una buena afinidad de unión con Notch1 y PTEN.

Estudios previos han demostrado que la vía Notch está sobreactivada durante el desarrollo de la DKD, manifestándose por un aumento de la expresión de Notch1, NICD, Hes1 y Hey1. Los inhibidores de Notch1 pueden activar PTEN reduciendo la activación de Hes1, mejorando así los trastornos de autofagia y ralentizando la aparición de FR. Además, otros estudios han descubierto que la activación de PTEN también puede aliviar la progresión de la DKD mediante la inhibición de la vía PI3K/Akt. Basándonos en los resultados anteriores, especulamos que DHM puede mejorar la DKD regulando la vía Notch/PTEN/AKT. Los resultados de Western blot mostraron un aumento anormal de la activación de la vía Notch, una disminución de la expresión de PTEN y un aumento de la fosforilación de AKT en los riñones de ratones db/db. Y la ingesta de DHM puede inhibir la activación de la vía Notch, activar PTEN, e inhibir la fosforilación de AKT. Aunque el eje de señales Notch/PTEN/AKT como una vía completa rara vez se ha estudiado sobre la protección renal en la diabetes, nuestra investigación ha mejorado la investigación pertinente en cierta medida, y enriquecido el mecanismo molecular de la protección biológica de DHM a través de múltiples objetivos.

En resumen, basándose en la observación de que el DHM mejora las manifestaciones patológicas de la DKD, este estudio combinó la farmacología de red y la tecnología de acoplamiento molecular para demostrar preliminarmente que el papel del DHM en la mejora de la progresión de la DKD puede lograrse a través de dianas clave como AKT1, ALB, CASP3, EGFR, MMP9, IGF1, PPARG, KDR, MMP2, ACE, y analizó las vías relevantes; Por último, se llevó a cabo una validación y un análisis preliminares de las posibles dianas AKT del DHM mediante experimentos con animales, y se descubrió que el DHM puede desempeñar un papel en la prevención y el tratamiento de la DKD mediante la regulación de la vía Notch/PTEN/AKT (véase la Figura 14). Sin embargo, en la actualidad se ha investigado relativamente poco sobre las complicaciones de la DHM en la DMT2, y su potencial terapéutico aún requiere más investigación.