诸多证据揭示,传统中药展现出治疗T2DM及其并发症的潜力。中药以其多样化的干预手段和生物活性成分的协同效应,展现出显著优势,从而在临床应用中提升了多方面的治疗效果。交泰丸(JTW)在预防和治疗T2DM相关并发症方面具有显著疗效。然而,其分子机制及有效化合物尚未完全明了。
近日,一篇名为“Network pharmacology analysis revealed the mechanism and active compounds of jiao tai wan in the treatment of type 2 diabetes mellitus via SRC/PI3K/AKT signaling”的文章探究了JTW治疗T2DM的作用机制。

图1 论文首页
JTW给药可改善T2DM的代谢控制
首先,研究构建了T2DM模型,并对血液指标进行了评估。结果显示,JTW治疗引起了大鼠体重及肝脏系数的变化(图2A-B)。值得注意的是,通过HOMA-IR指数的量化分析,JTW导致了空腹血糖水平、空腹胰岛素水平及胰岛素抵抗的降低(图2C-E),而HOMA-ISI水平显著升高(图2F)。与模型组相比,JTW组的OGTT(AUC)和ITT(AUC)水平显著降低(图2G-J)。通过评估ALT和AST活性,提示肝细胞损伤。给予JTW显著降低了AST和ALT活性(图2K-l)。SOD和MDA被用来揭示肝脏中的氧化应激水平。JTW显著降低了MDA水平,提高了SOD水平(图2M-N)。肝组织HE染色显示,与模型组相比,JTW给药改善了肝脏形态,炎症和坏死减少(图2O)。
SRC作为一种酪氨酸蛋白激酶,能够通过调节AKT的磷酸化来激活PI3K/AKT信号通路。pi3-激酶是SRC的优先底物。PI3K/AKT信号通路是一种典型的胰岛素信号通路,它促进葡萄糖代谢,抑制肝糖异生,这一调控在糖脂代谢相关过程的管理中发挥着关键作用。
因此,JTW可能通过SRC介导的PI3K/AKT信号通路调节肝脏代谢。在研究中,模型组的p-SRC/SRC明显高于对照组。相反,在经JTW处理的小鼠的肝脏中,这一比例显著降低(图2P-Q)。同时,JTW处理后,p-AKT/AKT水平随着PI3K和p-PI3K水平的升高而显著升高(图2P,2R-T)。


图2 JTW对T2DM模型大鼠的影响
JTW通过SRC/PI3K/AKT信号通路保护葡萄糖胺诱导的HEPG2细胞胰岛素抵抗
经过观察,相较于对照组,5%及10%的浓度对细胞活力并无显著影响。基于此,研究决定采用这些浓度进行深入的葡萄糖消耗实验,并最终确定10%的血清浓度将用于后续的检测。CCK-8实验结果显示,在20mmol/L葡萄糖胺的诱导下,经JTW或MET处理后,HepG2细胞的活力未见明显下降(图3A)。为进一步阐释JTW的抗胰岛素抵抗作用,研究利用葡萄糖氧化酶法评估了葡萄糖消耗量。葡萄糖消耗试验结果显示,与正常组相比,20mM葡萄糖胺诱导的模型组细胞的葡萄糖消耗率显著降低(p<0.01)。然而,JTW治疗后,此情况得到了改善(图3B)。此外,JTW的补充显著提升了SOD水平,同时降低了MDA水平(图3C-D)。
为探究JTW对葡萄糖代谢过程的影响机制,研究在葡萄糖胺诱导的HepG2细胞中检测了p-SRC、SRC、PI3K、AKT和p-AKT的蛋白表达。结果显示,JTW上调了葡萄糖胺诱导的HepG2细胞中PI3K、p-PI3K和p-AKT/AKT的蛋白表达水平,而下调了p-SRC/SRC的蛋白表达水平(图3J)。
为了进一步了解SRC的功能,研究通过转染SRC-siRNA,降低葡萄糖消耗,在HepG2细胞中成功敲除SRC(图3E-F)。同时,与si-SRC组相比,JTW+si-SRC组的葡萄糖消耗量增加(图3I)。且ROS和过氧化氢水平在20 mM葡萄糖胺处理后显著增加,而JTW预处理后显著降低(图3G-H)。然而,在敲除SRC后,这种保护作用显著降低(图3G-H)。在葡萄糖胺诱导的HepG2细胞和JTW处理下,PI3K、p-PI3K和pAKT/AKT蛋白水平下调(p<0.05)。相比之下,经过si-SRC处理后,其保护作用减弱(图3J-M)。结果表明,JTW可通过SRC/PI3K/AKT信号通路显著缓解葡萄糖胺诱导的HepG2细胞的胰岛素抵抗。


图3 JTW对IR-HepG2细胞的影响
JTW治疗T2DM的潜在治疗靶点
该研究通过对比JTW的药物靶基因与疾病靶基因,成功筛选出521个共有基因(图4B)。随后,访问字符串数据库,并从共有基因列表中挑选出“多个蛋白质”。在设置中选择“隐藏断开的节点”,并设定“最高置信度(0.9)”以生成蛋白质相互作用网络图,该图揭示了JTW治疗T2DM的关键靶点(图4C)。最终,确定了核心靶点Akt1。将含有蛋白质相互作用数据的CSV文件从字符串数据库导入至Cytoscape 3.8.2软件。利用Cytohubba插件构建了一个蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。这些关键靶点的确定有助于加强对不同类别T2DM的治疗效果。最终,在网络中对这些靶点进行了可视化展示,并列出了前10位基因,包括SRC、PIK3R1、GRB2、HSP90AA1、STAT3、MAPK3、MAPK1、PIK3CA、Akt1、CTNNB1(图4D-E)。

图4 JTW与T2DM相互作用网络核心基因的筛选
结论
总之,该研究通过对JTW作用机制的深入理解及其对T2DM治疗效果的阐释,为JTW的临床应用提供了坚实的理论与实验依据。