基于网络药理学和细胞学实验探讨黄芩对糖尿病心肌纤维化的保护作用及机制OACSTPCD

[目的]探讨黄芩有效成分在改善糖尿病心肌病(DCM)纤维化中的作用及机制。[方法]通过TCMSP数据库及小分子药物靶点预测在线平台(Swiss Target Prediction)挖掘黄芩有效成分及所对应的靶点,利用GeneCards、Disgenet、UniProt、OMIM数据库收集并筛选DCM相关的疾病基因靶点,获取交集基因后导入String 11.5数据库中,构建药物-疾病蛋白互作网络图,利用Cytoscape 3.9.1软件对关键靶点网络进行可视化。运用Metascape在线平台挖掘黄芩有效成分抗DCM的分子靶点,并通过KEGG数据库绘制通路图。H9c2和AC16心肌细胞经5.5 mmol/L D-葡萄糖刺激为正常糖对照组,以35 mmol/L D-葡萄糖刺激为高糖组,以10μmol/L黄芩苷进行干预,采用RT-qPCR检测转化生长因子β1(TGF-β1)、胶原蛋白Ⅰ(COLⅠ)和胶原蛋白Ⅲ(COLⅢ)的mRNA表达水平,Western blot检测Smad2/3、p-Smad2/3、COLⅠ和COLⅢ的蛋白表达水平,ELISA测定上清中TGF-β1水平。[结果]通过上述平台共检索得到包括黄芩苷在内的33个有效成分、441个核心靶点和1884个DCM疾病基因,取交集后得到黄芩治疗DCM的150个核心基因,经String-PPI得到药物疾病基因间相互作用的TGF-β1、TP53、MMP-9及IL-6等基因;KEGG富集到MAPK、PI3K/Akt等信号通路。体外实验显示,高糖刺激H9c2和AC16心肌细胞导致TGF-β1、COLⅠ、COLⅢmRNA表达水平、p-Smad2/3、COLⅠ、COLⅢ蛋白表达水平上调及显著增加上清中TGF-β1含量,黄芩苷显著减弱其表达。[结论]黄芩多活性成分通过多靶点发挥抗DCM作用,其中活性成分黄芩苷通过抑制TGF-β1/Smad信号改善高糖诱导的心肌细胞纤维化而在DCM中发挥保护作用。