胰高血糖素样肽1受体激动剂治疗阿尔茨海默病的潜在靶点预测及验证

背景：阿尔茨海默病的机制探究过程中揭示了生物信息学对共同靶点筛选的重要作用，能够利用其筛选结果为基础，探究药物对该疾病的治疗效果。目的：采用生物信息学与分子生物学等方法预测胰高血糖素样肽1受体激动剂利拉鲁肽治疗阿尔茨海默病的作用靶点。方法：利用DisGeNET数据库及SEA数据库获取阿尔茨海默病和利拉鲁肽作用的共同基因；利用DAVID在线数据库对共同靶点进行GO/KEGG富集分析；使用STRING数据库构建蛋白互作网络；使用CCK-8判断利拉鲁肽的最佳使用剂量；使用免疫荧光和免疫印迹技术对关键蛋白的表达情况进行分析。采用小鼠海马神经元HT22细胞系进行体外实验，细胞被随机分为3组：HT22组、HT22+Aβ组和HT22+Aβ+Lir组。HT22组不做特殊处理，HT22+Aβ组使用Aβ1-42干预HT22细胞系24 h构建Aβ损伤细胞模型，HT22+Aβ+Lir组在HT22+Aβ组的基础上添加利拉鲁肽12 h。结果与结论：(1)从DisGeNET数据库筛选出阿尔茨海默病相关联的基因，共得到3 333个关联基因。再从SEA数据库中，得到利拉鲁肽的潜在作用靶点147个。最后使用R包筛选出阿尔茨海默病与利拉鲁肽共同靶点64个。(2)用DAVID数据库进行共同靶点的GO/KEGG分析，结果提示共同靶点主要富集在：神经活性配体-受体相互作用、肾素-血管紧张素系统、膀胱癌、内肽酶活性、肽受体活性、G蛋白偶联肽受体活性和转运囊泡等生物进程。(3)将已经得到的64个共同靶点蛋白导入至SRTING在线数据库进行蛋白互作网络构建，得到排名前3位的基因为基质金属蛋白酶2,9和白细胞介素1β。(4)采用CCK-8试剂盒检测了培养细胞的活性，确定利拉鲁肽拮抗Aβ1-42的最佳浓度为100 nmol/L。(5)在免疫印迹实验与免疫荧光实验中，较HT22组相比，在HT22+Aβ组内基质金属蛋白酶2,9和白细胞介素1β表达量明显上升(P <0.05);HT22+Aβ+Lir组较HT22+Aβ组相比基质金属蛋白酶2,9和白细胞介素1β的表达量显著下降(P <0.05)。(6)结合上述生物信息学数据及在GEO数据库的差异基因二次验证结果提示，基质金属蛋白酶2,9和白细胞介素1β均可作为利拉鲁肽治疗阿尔茨海默病的潜在作用靶点。