Mechanisms of Coreopsis tinctoria Nutt in the treatment of diabetic nephropathy based on network pharmacyology analysis of its active ingredients / Mecanismos de Coreopsis tinctoria Nutt. En el tratamiento de la nefropatía diabética basado en el análisis farmacológico de red de sus principios activos

ABSTRACT

SUMMARY: Coreopsis tinctoria Nutt. (C. tinctoria Nutt.) can protect diabetic kidneys, but the mechanisms are unclear. This work is to investigate the potential mechanisms of C. tinctoria Nutt. in the treatment of diabetic nephropathy based on network pharmacology analysis of its active ingredients. Twelve small molecular compounds of C. tinctoria Nutt. and targets related to diabetic nephropathy were docked by Discovery Studio 3.0. DAVID database was used for GO enrichment and KEGG pathway analysis. Cytoscape 3.6.1 was used to construct active ingredient-target network. Cell viability was detected with MTT. Glucose consumption was analyzed with glucose oxidase method. Protein expression was measured with Western blot and immunofluorescence. Electron microscopy observed autophagosomes. The core active ingredients of C. tinctoria Nutt. included heriguard, flavanomarein, maritimein, and marein. Twenty-one core targets of the 43 potential targets were PYGM, TLR2, RAF1, PRKAA2, GPR119, INS, CSF2, TNF, IAPP, AKR1B1, GSK3B, SYK, NFKB2, ESR2, CDK2, FGFR1, HTRA1, AMY2A, CAMK4, GCK, and ABL2. These 21 core targets were significantly enriched in 50 signaling pathways. Thirty- four signaling pathways were closely related to diabetic nephropathy, of which the top pathways were PI3K/AKT, insulin, and mTOR, and insulin resistance. The enriched GO terms included biological processes of protein phosphorylation, and the positive regulation of PI3K signaling and cytokine secretion; cellular components of cytosol, extracellular region, and extracellular space; and molecular function of protein kinase activity, ATP binding, and non-membrane spanning protein tyrosine kinase activity. In vitro experiments found that marein increased the expression of phosphorylated AKT/AKT in human renal glomerular endothelial cells of an insulin resistance model induced by high glucose, as well as increased and decreased, respectively, the levels of the microtubule-associated proteins, LC3 and P62. C. tinctoria Nutt. has many active ingredients, with main ingredients of heriguard, flavanomarein, maritimein, and marein, and may exert anti-diabetic nephropathy effect through various signaling pathways and targets.

RESUMEN

RESUMEN Coreopsis tinctoria Nutt. (C. tinctoria Nutt.) puede proteger riñones diabéticos, sin embargo los mecanismos son desconocidos. Este trabajo se realizó para investigar los potenciales mecanismos de C. tinctoria Nutt. en el tratamiento de la nefropatía diabética basado en el análisis de farmacología en red de sus principios activos. Doce compuestos moleculares pequeños de C. tinctoria Nutt. y los objetivos relacionados con la nefropatía diabética fueron acoplados por Discovery Studio 3.0. La base de datos DAVID se utilizó para el enriquecimiento GO y el análisis de la vía KEGG. Se usó Cytoscape 3.6.1 para construir una red de ingrediente-objetivo activa. La viabili- dad celular se detectó mediante MTT. El consumo de glucosa se analizó con el método de glucosa oxidasa. La expresión proteica fue determinada mediante Western blot e inmunofluorescencia. En la microscopía electrónica se observó autofagosomas. Los principales ingredientes activos de C. tinctoria Nutt. incluyeron heriguard, flavanomarein, maritimin y marein. Veintiún de los 43 objetivos potenciales fueron PYGM, TLR2, RAF1, PRKAA2, GPR119, INS, CSF2, TNF, IAPP, AKR1B1, GSK3B, SYK, NFKB2, ESR2, CDK2, FGFR1, HTRA1, AMY2A, CAMK4, GCK y ABL2. Estos 21 objetivos principales se enriquecieron significativamente en 50 vías de señalización. Treinta y cuatro vías de señalización estuvieron estrechamente relacionadas con la nefropatía diabética, de las cuales las principales vías fueron PI3K/ AKT, insulina y mTOR, y resistencia a la insulina. Los términos GO enriquecidos incluyeron procesos biológicos de fosforilación proteica, la regulación positiva de la señalización de PI3K y la secreción de citoquinas; componentes celulares del citosol, región extracelular y espacio extracelular; y la función molecular de la actividad de la proteína quinasa, la unión de ATP y la actividad de la proteína tirosina quinasa que no se extiende por la membrana. Los experimentos in vitro encontraron que la mareína aumentaba la expresión de AKT/AKT fosforilada en células endoteliales glomerulares renales humanas en un modelo de resistencia a la insulina inducida por niveles elevados de glucosa, así como aumentaron y disminuyeron respectivamente, los niveles de las proteínas asociadas a los microtúbulos, LC3 y P62. C. tinctoria Nutt. tiene muchos principios activos, con ingredientes principales de heriguard, flavanomarein, maritimain y marein, y puede ejercer un efecto de nefropatía antidiabética a través de distintass vías de señalización y objetivos.