Cribado de genes y v\u00edas clave de las complicaciones microvasculares en la diabetes y predicci\u00f3n de la medicina tradicional china mediante m\u00e9todos bioinform\u00e1ticos
\nEn los \u00faltimos a\u00f1os, la investigaci\u00f3n epidemiol\u00f3gica relacionada con la diabetes muestra que la incidencia de la hiperglucemia entre las personas mayores de 18 a\u00f1os en China ha alcanzado el 11,2%, y la incidencia de la diabetes sigue aumentando. La diabetes es un trastorno complejo del metabolismo de la glucosa en sangre. En una determinada fase del curso de la enfermedad, puede haber una variedad de complicaciones agudas y cr\u00f3nicas de la hiperglucemia cr\u00f3nica. La hiperglucemia cr\u00f3nica y la susceptibilidad gen\u00e9tica acaban afectando a los microvasos, dando lugar a complicaciones principalmente renales, oculares y del sistema nervioso. Las complicaciones microvasculares cl\u00e1sicas de la diabetes son la nefropat\u00eda diab\u00e9tica (ND), la retinopat\u00eda diab\u00e9tica (RD) y la neuropat\u00eda diab\u00e9tica (NPD). La DKD es la principal causa de enfermedad renal terminal (ESRD), s\u00f3lo superada por diversos tipos de glomerulonefritis. La RD es un factor com\u00fan que afecta a la visi\u00f3n e incluso a la ceguera, mientras que la DPN es un importante factor de alto riesgo de \u00falceras en los pies y amputaciones posteriores. Estas tres complicaciones microvasculares afectan gravemente a la salud de los pacientes con diabetes y suponen una pesada carga econ\u00f3mica para los pacientes y la sociedad. Sin embargo, la medicina moderna no comprende plenamente la patog\u00e9nesis espec\u00edfica de las complicaciones microvasculares de la diabetes, y es dif\u00edcil conseguir buenos resultados con la simple medicina occidental para tratar las complicaciones microvasculares de la diabetes con mecanismos complejos. La medicina tradicional china tiene una larga historia y su eficacia cl\u00ednica se ha verificado durante mucho tiempo, especialmente en el tratamiento de algunas enfermedades cr\u00f3nicas. La medicina tradicional china hace hincapi\u00e9 en un concepto hol\u00edstico y en la unidad del cielo y el hombre. El tratamiento cl\u00ednico hace hincapi\u00e9 en la diferenciaci\u00f3n y el tratamiento de los s\u00edndromes. En comparaci\u00f3n con la medicina occidental de un solo componente, la medicina tradicional china puede tratar enfermedades humanas complejas y variadas mediante la integraci\u00f3n y regulaci\u00f3n de m\u00faltiples v\u00ednculos, niveles y objetivos. Sin embargo, falta una explicaci\u00f3n sistem\u00e1tica de los mecanismos. Por lo tanto, es necesario seguir estudiando las complicaciones microvasculares de la diabetes para obtener los mecanismos fisiopatol\u00f3gicos relacionados con el desarrollo y el progreso de la enfermedad, y explorar posibles f\u00e1rmacos terap\u00e9uticos de la medicina china.<\/p>\n
Con el r\u00e1pido desarrollo de la bioinform\u00e1tica, la utilizaci\u00f3n eficaz de los abundantes chips de expresi\u00f3n g\u00e9nica y los datos de secuenciaci\u00f3n de alto rendimiento para llevar a cabo la miner\u00eda de grandes datos y el an\u00e1lisis de muestras cl\u00ednicas puede ayudar a explorar la patog\u00e9nesis de las enfermedades y proporcionar m\u00e1s referencias para la pr\u00e1ctica cl\u00ednica. En este estudio, se utiliz\u00f3 la secuenciaci\u00f3n de alto rendimiento para descargar los datos del chip de perfil de expresi\u00f3n g\u00e9nica sobre las complicaciones microvasculares de la diabetes de la base de datos GEO para su an\u00e1lisis, se examinaron los DEG entre el mal control gluc\u00e9mico a largo plazo con graves complicaciones microvasculares y el mal control gluc\u00e9mico a largo plazo sin complicaciones microvasculares, analiz\u00f3 la funci\u00f3n y el enriquecimiento de las v\u00edas de los DEG, y analiz\u00f3 la interacci\u00f3n entre las prote\u00ednas, adem\u00e1s examin\u00f3 las mol\u00e9culas diana clave y los posibles medicamentos chinos implicados en la patog\u00e9nesis de las complicaciones microvasculares de la diabetes, y proporcion\u00f3 nuevas pistas para el diagn\u00f3stico cl\u00ednico, el tratamiento y la prevenci\u00f3n.<\/p>\n
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La diabetes es un grupo de enfermedades metab\u00f3licas y heterog\u00e9neas que pueden estar causadas por factores gen\u00e9ticos, ambientales y de otro tipo. La mayor\u00eda de los pacientes con diabetes sufrir\u00e1n complicaciones graves derivadas de la hiperglucemia cr\u00f3nica en una determinada fase del curso de la enfermedad, entre las que se incluyen la enfermedad renal, la retinopat\u00eda, la neuropat\u00eda y la enfermedad cardiovascular. En la actualidad no hay consenso sobre la patogenia de las complicaciones microvasculares, lo que lleva a plantear hip\u00f3tesis como las anomal\u00edas hemodin\u00e1micas, la glicosilaci\u00f3n proteica no enzim\u00e1tica, el aumento de la actividad de los canales de polioles, la autooxidaci\u00f3n tisular y la glicosilaci\u00f3n. En la pr\u00e1ctica cl\u00ednica, observamos que, aunque la glucemia no estuviera bien controlada durante mucho tiempo, algunos pacientes con diabetes segu\u00edan sin sufrir complicaciones microvasculares. Explorar la patog\u00e9nesis de las complicaciones microvasculares en la diabetes y predecir la medicina tradicional china relacionada mediante el an\u00e1lisis de la diferencia entre el mal control gluc\u00e9mico a largo plazo con complicaciones microvasculares graves y el mal control gluc\u00e9mico a largo plazo sin complicaciones microvasculares, a fin de proporcionar nuevas pistas para la prevenci\u00f3n y el tratamiento cl\u00ednicos.<\/p>\n
Utilizando GEO2R para analizar y procesar el conjunto de datos GSE43950, se obtuvieron 692 DEG, incluidos 121 genes regulados al alza y 571 genes regulados a la baja. A trav\u00e9s del an\u00e1lisis de enriquecimiento de la funci\u00f3n GO y KEGG v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n en DGEs utilizando la base de datos DAVID, se encontr\u00f3 que upregulated genes expresados diferencialmente est\u00e1n involucrados principalmente en la regulaci\u00f3n de la hemostasia sangu\u00ednea y la coagulaci\u00f3n, y est\u00e1n asociados con la uni\u00f3n espec\u00edfica de ADN a secuencias promotoras n\u00facleo y NF - \u03ba B v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n, AGE-RAGE v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n, MAPK v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n, etc. La regulaci\u00f3n a la baja de los genes expresados diferencialmente est\u00e1 implicada principalmente en la respuesta inmunitaria de activaci\u00f3n de neutr\u00f3filos, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n del receptor NOD like, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n del receptor toll like, la endocitosis y otros procesos relacionados. A trav\u00e9s de la investigaci\u00f3n, encontramos que algunas funciones de enriquecimiento y canales de se\u00f1alizaci\u00f3n de genes diferenciales est\u00e1n relacionados con el proceso de la enfermedad de las complicaciones microvasculares en la diabetes. Por ejemplo, la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n MAPK y la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n AGE-RAGE en el an\u00e1lisis de enriquecimiento de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n KEGG que regula al alza los DEG est\u00e1n estrechamente relacionadas con el proceso de la enfermedad de la diabetes y sus complicaciones microvasculares. La v\u00eda MAPK tiene cuatro ramificaciones principales: ERK, JNK, p38\/MAPK y ERK5. En la diabetes y sus complicaciones tard\u00edas, la actividad de la MAPK en el organismo ha aumentado, lo que no tiene nada que ver con el control metab\u00f3lico. Un nivel elevado de az\u00facar en sangre puede activar la v\u00eda MAPK y desempe\u00f1ar un papel importante en la mediaci\u00f3n de las complicaciones tard\u00edas. La v\u00eda MAPK est\u00e1 estrechamente implicada en la progresi\u00f3n de la enfermedad de la RD. Al inhibir las v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n p38 y ERK, se aten\u00faan los da\u00f1os causados por el estr\u00e9s oxidativo, lo que retrasa eficazmente el desarrollo de la RD. P38\/MAPK media en la aparici\u00f3n de la nefropat\u00eda diab\u00e9tica, que puede promover la producci\u00f3n de especies reactivas del ox\u00edgeno (ROS), mediar en la liberaci\u00f3n de mediadores inflamatorios, activar el sistema RAS, aumentar la presi\u00f3n interna glomerular y acelerar la progresi\u00f3n de la enfermedad de la DKD. Recientemente se ha identificado el papel de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n entre los productos finales de la glicaci\u00f3n avanzada (AGE) y el receptor de AGE (RAGE) en la patog\u00e9nesis de diversos procesos, como la inflamaci\u00f3n, los tumores malignos, la diabetes y sus complicaciones y la neurodegeneraci\u00f3n. Estudios recientes han demostrado que la interacci\u00f3n de los AGE y los receptores RAGE provoca reacciones oxidativas y proapopt\u00f3ticas en varios tipos de c\u00e9lulas y participa en la patog\u00e9nesis de las complicaciones vasculares de la diabetes. Los AGE conducen a complicaciones de la diabetes a trav\u00e9s de dos mecanismos: uno es que se reticulan en biomol\u00e9culas para cambiar su estructura y funci\u00f3n biol\u00f3gicas; el otro es que se unen a receptores relacionados en la superficie celular, como RAGE, para estimular la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n que conduce al deterioro por estr\u00e9s oxidativo. En comparaci\u00f3n con los individuos sanos, los pacientes con diabetes presentan mayores concentraciones de AGE y productos de oxidaci\u00f3n de la glucosa, y se cree que aumentan el estr\u00e9s oxidativo mediante la interacci\u00f3n con sus receptores (RAGE), favoreciendo as\u00ed las complicaciones vasculares.<\/p>\n
Los DEG se enriquecen principalmente en \u00e1reas relacionadas con la hemostasia sangu\u00ednea, la regulaci\u00f3n de la coagulaci\u00f3n, la respuesta inmune a la activaci\u00f3n de neutr\u00f3filos y la apoptosis celular. Para analizar los DEG se utiliz\u00f3 la base de datos de interacci\u00f3n de prote\u00ednas STRING y la cytoHubba del software Cytoscape, y se obtuvieron los 10 genes clave m\u00e1s importantes. Genes clave como IL1B, TLR2, TLR4 y CYBB mediaron la regulaci\u00f3n inmune del cuerpo desde m\u00faltiples niveles, lo que sugiere que el proceso de regulaci\u00f3n inmune es un eslab\u00f3n importante en la aparici\u00f3n y el desarrollo de complicaciones microvasculares en la diabetes, y la regulaci\u00f3n de la funci\u00f3n inmune del cuerpo puede ser un objetivo importante para prevenir y tratar las complicaciones microvasculares en la diabetes.<\/p>\n
La IL-1B, como factor proinflamatorio clave de la familia de citocinas de la interleucina 1, es el principal regulador de la respuesta inflamatoria y participa en una serie de actividades celulares como la proliferaci\u00f3n, la diferenciaci\u00f3n y la apoptosis. Tambi\u00e9n se asocia con el dolor y las reacciones autoinmunes en el organismo. Las investigaciones han demostrado que la IL-1B es una mol\u00e9cula ascendente clave que inicia la inflamaci\u00f3n pancre\u00e1tica durante el desarrollo de la DMT2. Un gran n\u00famero de estudios experimentales han demostrado que la activaci\u00f3n de los cuerpos inflamatorios y la secreci\u00f3n de IL-1B son los procesos clave que impulsan la formaci\u00f3n de la aterosclerosis. Las citocinas proinflamatorias IL-1B, interleucina-6 (IL-6) e interleucina-8 (IL-8) son mediadores de la respuesta de fase aguda, t\u00edpicamente asociada a la inducci\u00f3n de estr\u00e9s oxidativo. El estr\u00e9s oxidativo, como v\u00eda com\u00fan para mediar en las complicaciones de la diabetes, media en muchas complicaciones tard\u00edas de la diabetes, incluidas las complicaciones microvasculares y la macroangiopat\u00eda de la diabetes.
\nLos TLR pertenecen a la familia de receptores de reconocimiento de patrones y est\u00e1n estrechamente relacionados con el desarrollo de la diabetes. Los TLR pueden activar el sistema inmunitario innato y est\u00e1n relacionados con la patog\u00e9nesis de la resistencia a la insulina, la diabetes y la aterosclerosis, especialmente la expresi\u00f3n de TLR2 y TLR4. El TLR2 se expresa principalmente en c\u00e9lulas con funciones relacionadas con el sistema inmunitario, como las c\u00e9lulas dendr\u00edticas, los monocitos y algunas c\u00e9lulas endoteliales. Participa en la patog\u00e9nesis de la DN regulando la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n de citoquinas en el organismo. Shao et al. estudiaron el efecto de la paeoniflorina en el ri\u00f1\u00f3n de ratones con diabetes de tipo 1 utilizando ratones TLR2 knockout y ratones silvestres. Se encontr\u00f3 que mediante la inhibici\u00f3n de la v\u00eda de se\u00f1al TLR2, la albuminuria en ratones con diabetes se redujo significativamente, y la histopatolog\u00eda renal se debilit\u00f3, lo que confirm\u00f3 que TLR2 estaba estrechamente relacionado con la DN. Mientras tanto, TLR2 es un mediador de la degeneraci\u00f3n retiniana en respuesta al estr\u00e9s oxidativo, sirviendo de puente entre el da\u00f1o oxidativo y las lesiones retinianas mediadas por el complemento, lo que puede sugerir una estrecha relaci\u00f3n entre TLR2 y la aparici\u00f3n de retinopat\u00eda diab\u00e9tica. En la familia de los TLR, el TLR4, como receptor de prote\u00ednas transmembrana, es responsable de la activaci\u00f3n de muchas v\u00edas de transducci\u00f3n de se\u00f1ales. Se cree que la inflamaci\u00f3n cr\u00f3nica en la diabetes est\u00e1 relacionada con la activaci\u00f3n de TLR4. Aly y otros estudios sugieren que el aumento de la expresi\u00f3n de TLR2 y TLR4 puede desempe\u00f1ar un papel importante en la progresi\u00f3n de la DN y el deterioro de la resistencia a la insulina en pacientes con diabetes de tipo 2. Por lo tanto, los TLR2 y TLR4 de la familia de los TLR pueden ser una prometedora diana terap\u00e9utica para prevenir o retrasar la diabetes de tipo 2 y sus complicaciones.
\nCYBB codifica la gp91phox, que es un componente importante de la NADPH oxidasa en las c\u00e9lulas fagoc\u00edticas y una fuente importante de estr\u00e9s oxidativo en los ri\u00f1ones. CYBB media en la producci\u00f3n de ROS y participa en la se\u00f1alizaci\u00f3n celular relacionada con la diferenciaci\u00f3n, el ciclo celular y la apoptosis. Tanto los pacientes diab\u00e9ticos como los modelos animales han confirmado que la patog\u00e9nesis de la DM puede estar mediada por la producci\u00f3n de ROS en el estr\u00e9s oxidativo (SO) del organismo. El exceso de ROS se considera el principal mecanismo de las complicaciones de la diabetes. El aumento de la producci\u00f3n de ROS mitocondriales desempe\u00f1a un papel importante en las complicaciones de la diabetes (incluida la retinopat\u00eda).
\nMediante la asignaci\u00f3n de genes clave a la base de datos m\u00e9dicos b\u00e1sicos y la creaci\u00f3n de una red de dianas de principios activos de f\u00e1rmacos, se descubri\u00f3 que las cuatro medicinas tradicionales chinas m\u00e1s frecuentes (scutellaria baicalensis, salvia miltiorrhiza, achyranthes bidentata y yujin) y sus principios activos pueden dirigirse a genes clave que afectan a las complicaciones microvasculares de la diabetes. Las cuatro medicinas tradicionales chinas tienen un cierto efecto de promoci\u00f3n de la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea y eliminaci\u00f3n de la estasis sangu\u00ednea. La Salvia miltiorrhiza y el yujin son los f\u00e1rmacos m\u00e1s utilizados para promover la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea y eliminar la estasis sangu\u00ednea en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica, y se ajustan perfectamente a la patog\u00e9nesis de \"la diabetes entra en las colaterales tras una larga enfermedad, y la estasis sangu\u00ednea se produce tras una larga enfermedad\". El nombre MTC de la diabetes es Xiaoke. Su patog\u00e9nesis se basa en la deficiencia de yin y est\u00e1 marcada por la sequedad y el calor. La sed prolongada puede afectar f\u00e1cilmente a m\u00faltiples \u00f3rganos, afectando al funcionamiento normal del qi y la sangre, provocando deficiencia de yin, sequedad y calor, y consumiendo fluidos corporales, lo que conduce a una circulaci\u00f3n sangu\u00ednea deficiente y a la estasis sangu\u00ednea. La estasis sangu\u00ednea es una importante patog\u00e9nesis de la diabetes, que est\u00e1 relacionada con la progresi\u00f3n de diversas complicaciones cr\u00f3nicas. En la pr\u00e1ctica cl\u00ednica, las hierbas medicinales chinas que favorecen la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea y eliminan la estasis sangu\u00ednea se utilizan a menudo para tratar las complicaciones relacionadas con la diabetes. La farmacolog\u00eda moderna tambi\u00e9n ha demostrado que algunos componentes de las medicinas tradicionales chinas mencionadas desempe\u00f1an un papel importante en el tratamiento de la diabetes y las complicaciones microvasculares. Se ha descubierto que m\u00faltiples f\u00e1rmacos bioactivos extra\u00eddos de la ra\u00edz de Scutellaria baicalensis, como la baicale\u00edna y la baicalina, aumentan el consumo de glucosa y reducen los niveles de az\u00facar en sangre del organismo. La Tanshinona IIA es un ingrediente activo cl\u00e1sico del Danshen, que tiene efectos antiinflamatorios, antioxidantes y antifibr\u00f3ticos. La tanshinona IIA puede mejorar la neuropat\u00eda diab\u00e9tica dolorosa al inhibir la expresi\u00f3n y la actividad de los canales de sodio de tipo voltaje en los ganglios de la ra\u00edz dorsal de las ratas, lo que sugiere que la tanshinona IIA puede ser un f\u00e1rmaco prometedor para el tratamiento de la DPN. Yuan et al. descubrieron que la tanshinona IIA puede mejorar el metabolismo lip\u00eddico, el metabolismo de la glucosa y la resistencia a la insulina en ratas con diabetes tipo 2 a trav\u00e9s de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n AMPK inducida por NF - \u03ba B. La curcumina es el principal ingrediente activo de la c\u00farcuma. Un an\u00e1lisis de revisi\u00f3n sistem\u00e1tica mostr\u00f3 que la curcumina tiene la capacidad de inhibir el estr\u00e9s oxidativo y el proceso inflamatorio en el cuerpo. Nano curcumina basada en la nanotecnolog\u00eda se considera como un f\u00e1rmaco potencial para el tratamiento farmacol\u00f3gico y la gesti\u00f3n de los pacientes con diabetes. \u03b2 - ecdysterone es principalmente responsable como uno de los ingredientes activos en Achyranthes chuanxiong, que puede reducir el az\u00facar en la sangre, estabilizar el nivel de metabolitos de NO en el cuerpo, y as\u00ed proteger los ri\u00f1ones.<\/p>\n
Mediante la tecnolog\u00eda de extracci\u00f3n de informaci\u00f3n basada en la bioinform\u00e1tica, se llev\u00f3 a cabo un an\u00e1lisis de diferencias g\u00e9nicas entre el mal control gluc\u00e9mico a largo plazo con complicaciones microvasculares graves y el mal control gluc\u00e9mico a largo plazo sin complicaciones microvasculares, y se seleccionaron 10 genes con la mayor diferencia. Otros an\u00e1lisis revelaron que genes como IL1B, TLR2, TLR4 y CYBB desempe\u00f1aban un papel importante en el desarrollo de complicaciones microvasculares en la diabetes, mientras que medicinas tradicionales chinas como salvia miltiorrhiza, scutellaria baicalensis, c\u00farcuma y achyranthes bidentata y sus ingredientes activos podr\u00edan convertirse en nuevos f\u00e1rmacos para el tratamiento de las complicaciones microvasculares en la diabetes, proporcionando nuevas ideas para seguir explorando el mecanismo molecular de las complicaciones microvasculares en la diabetes y buscando nuevos f\u00e1rmacos terap\u00e9uticos. Sin embargo, este estudio presenta las siguientes deficiencias. En primer lugar, el tama\u00f1o de la muestra en esta base de datos de investigaci\u00f3n es peque\u00f1o, y los tipos de diabetes no est\u00e1n diferenciados, por lo que necesitamos ampliar a\u00fan m\u00e1s el tama\u00f1o de la muestra y refinar la clasificaci\u00f3n de la diabetes; En segundo lugar, hay una falta de investigaci\u00f3n experimental precisa y verificaci\u00f3n. Por lo tanto, es necesario seguir explorando la funci\u00f3n de estas mol\u00e9culas diana clave y los f\u00e1rmacos potenciales en las complicaciones microvasculares de la diabetes.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Screening of key genes and pathways of microvascular complications in diabetes and prediction of traditional Chinese medicine by bioinformatics methods In recent years, diabetes related epidemiological research shows that the incidence of hyperglycemia among people over 18 years old in China has reached 11.2%, and the incidence of diabetes continues to rise. Diabetes is a […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n