利用网络药理学和分子对接技术探索青蒿素在治疗糖尿病肾病中的潜在靶点和作用机制

《Functional & Integrative Genomics》：Exploring the potential targets and mechanisms of artemisinin in the treatment of diabetic kidney disease using network pharmacology and molecular docking

　　

摘要

糖尿病肾病（DKD）是一种由糖尿病引起的继发性肾小球疾病，其发病率每年都在上升。青蒿素是一种具有多种药理作用的有机化合物。本研究旨在探讨青蒿素对DKD的潜在治疗效果及其分子机制。通过网络药理学、基因表达组学（GEO）数据库中的转录组数据以及三种机器学习算法（包括最小绝对值收缩和选择算法（LASSO）、支持向量机递归特征消除（SVM-RFE）和随机森林（RF））来识别共同作用靶点。利用单细胞测序数据分析靶点的表达谱。分子对接和细胞实验（包括Western blot、3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑ium溴化物（MTT）染色、末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP切口末端标记（TUNEL）、酶联免疫吸附测定（ELISA）以及活性氧（ROS）检测）验证了青蒿素及其相关受体酪氨酸激酶1（FLT1）在高糖（HG）损伤模型中对人类肾小球内皮细胞（HRGECs）的影响。研究发现青蒿素与DKD之间存在64个共同靶点，其中机器学习算法确定FLT1为关键靶点。单细胞分析显示DKD内皮细胞中FLT1的表达水平较高。更重要的是，青蒿素能够稳定地与FLT1结合。高糖环境会降低HRGECs中FLT1的表达和细胞活力。此外，高糖引起的细胞活力下降、TUNEL阳性细胞比例增加、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平升高以及脂质ROS的产生增加等现象可通过FLT1过表达或青蒿素处理得到逆转；而当FLT1被敲低时，青蒿素的这些保护作用显著减弱。青蒿素通过恢复FLT1的表达来减轻高糖对HRGECs的损伤，为DKD的治疗提供了潜在的靶点。