二肽激肽酶4抑制剂对帕金森病模型细胞形态和增殖的干预作用及其机制

作者：伊木然江·苏布哈提; 艾尼瓦尔·吾买尔; 木塔力甫·艾买提^*

来源：山东医药, 2023, 63(29): 1-6.

• 二肽激肽酶4抑制剂
• 网络药理学
• 神经细胞
• 帕金森病

目的 基于体外实验及网络药理学，初步探讨二肽激肽酶4(DPP-4)抑制剂对鱼藤酮（ROT）诱导神经细胞帕金森病（PD）的干预作用及其相关机制。方法 神经细胞株PC-12分为对照组、模型组、模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组，除对照组外各组均使用ROT建立PD体外模型，模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组在使用ROT建模的同时在培养基中分别加入DPP-4抑制剂西格列汀、利格列汀、维格列汀。倒置显微镜观察各组细胞形态学变化，CCK-8法观察各组细胞增殖能力。从Swiss Target Prediction、SEA等数据库分别获取DPP-4抑制剂西格列汀、利格列汀、维格列汀、沙格列汀及阿格列汀的药物靶点，通过DisGeNet、OMIM及GeneCards等数据库获取PD相关的疾病靶点，利用韦恩图将药物与疾病靶点取交集得到DPP-4抑制剂作用于PD的相关靶点。通过String数据库构建蛋白—蛋白相互作用（PPI）网络，选取基因满足度（Degree）值>平均值的基因作为DPP-4抑制剂对PD产生作用的关键靶点，将DPP-4抑制剂作用于PD的关键靶点基因输入到DAVID数据库进行GO基因功能和KEGG作用通路分析。将DPP-4抑制剂治疗PD的关键靶点以及KEGG信号通路导入到Cytoscape 3.7. 2软件构建药物—疾病—靶点—通路网络，筛选与PD相关信号通路关系最为密切的靶点作为DPP-4抑制剂治疗PD的核心靶点，采用CBDock 2对接平台进行核心靶点的分子对接验证。结果 对照组细胞形态完整，增长状态良好，细胞呈多角形，细胞之间类似突触样连接，且突触较长；模型组细胞密度减少，细胞皱缩，细胞与细胞间的突触样连接断裂，且观察到较多圆形的损伤细胞；模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组较模型组细胞形态得到改善，恢复到正常状态下的细长、多角形态。模型组细胞存活率低于对照组、模型+西格列汀组、模型+利格列汀组、模型+维格列汀组（P均<0.05）。共收集西格列汀药物靶点486个、利格列汀药物靶点665个、维格列汀药物靶点524个、沙格列汀药物靶点507个、阿格列汀药物靶点408个，PD疾病相关靶点1 121个；将DPP-4抑制剂靶点与PD疾病相关靶点取交集共得到DPP-4抑制剂作用于PD的36个相关靶点。PPI网络显示，DPP-4抑制剂作用于PD相关靶点中Degree值>平均值的关键靶点共有16个，分别为ALB、IGF1、STAT3、CASP3、EGFR、ESR1、MAPK14、PPARG、MAPK1、HMOX1、NOS3、REN、MMP3、IL2、AR、IGF1R。GO分析结果显示，DPP-4抑制剂作用于PD的关键靶点共同涉及的生物过程主要包括信号转导、细胞迁移的正向调控和细胞凋亡的负向调控等，细胞组分主要包括细胞质、细胞质膜、细胞核等，分子功能主要包括酶结合、蛋白质结合、蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性等。KEGG通路富集分析共得到20条信号通路，与PD较为相关的信号通路为PI3K-AKT信号通路、FoxO信号通路、MAPK信号通路。药物—疾病—靶点—通路网络图显示，在PI3K-AKT、FoxO及MAPK信号通路中均有富集的靶点为IGF1、EGFR、IGF1R及MAPK1。分子对接结果显示，5种DPP-4抑制剂均与PD相关核心靶点蛋白有较好的结合，其结合能均小于-5.0 kcal/mol。结论 DPP-4抑制剂对PD体外模型细胞具有积极地干预作用，其可能通过IGF1、EGFR、IGF1R及MAPK1等核心靶点作用于PI3K-AKT、FoxO、MAPK等信号通路来发挥作用。

• 单位
  新疆医科大学; 中心实验室