Mekaaninen tutkimus Cistanche-pohjaisesta Mongolian yrttireseptistä akuutin munuaisvaurion hoidossa: Verkkofarmakologia, molekyylitelakka ja in vivo -validointimenetelmä

2. Tulokset

2.1 Verkkofarmakologinen analyysi

2.1.1 Cistanche-pohjaisen Mongolian lääkemääräyksen aktiivisten komponenttien ja kohteiden seulonta ja komponenttikohdeverkon rakentaminen

Seulontakriteerien mukaan aktiivisia komponentteja kerättiin yhteensä 75, joista 15 oli peräisinPiper longum, 8 alkaenAreca mutteri, 13 alkaenAlpinia officinarum, 32 alkaenKaneli, 7 alkaenGranaattiomenaja 4 alkaenAmomum villosum. Heidän joukossaanGranaattiomenajaAlpinia officinarumjaettu 3 komponenttia jaAmomum villosumjaAlpinia officinarumjaettu 1 komponentti. Vastaavat tavoitteet sisälsivät 97 forPiper longum, 23 vartenAreca mutteri, 188 hintaanAlpinia officinarum, 440 hintaanKaneli, 181 hintaanGranaattiomena, ja 78 hintaanAmomum villosum. Kaksoiskappaleiden poistamisen jälkeen saatiin yhteensä 682 ainutlaatuista kohdetta. Nämä komponentit ja kohteet tuotiin Cytoscapeen visuaalisen verkon luomiseksi (kuva 1), jossa suuremmat solmut osoittavat korkeamman tason keskeisyyttä.

 

 

 

2.1.2 AKI-kohteiden kokoelma

AKI:hen liittyvät kohteet kerättiin seuraavista tietokannoista:

GeneCards: 11 304 kohdetta

OMIM: 638 maalia

TTD: 4 maalia

DrugBank: 46 kohdetta

PharmGKB: 91 kohdetta

Kaksoiskappaleiden poistamisen jälkeen tunnistettiin yhteensä 11 792 ainutlaatuista AKI:hen liittyvää kohdetta. Päällekkäisyyden visualisoimiseksi luotiin Venn-kaavio (kuva 2).

2.1.3 Ydinkomponenttien ja -kohteiden seulonta ja PPI-verkon rakentaminen

Osion 2.1.1 komponenttikohdeverkostosta tunnistettiin 7 Cistanche-pohjaisen Mongolian reseptin aktiivista ydinkomponenttia (katso taulukko 2). Venn-kaavio osoitti 613 päällekkäistä kohdetta lääkemääräyksen ja AKI:hen liittyvien kohteiden välillä (kuva 3). Nämä syötettiin STRING-tietokantaan PPI-verkon rakentamiseksi, jossa tunnistettiin 54 mahdollista kohdetta ja 6 ydinkohdetta (kuva 4).

Cistanche-pohjainen mongolilainen resepti munuaisten terveyden parantamiseen

Ota yhteyttä nyt

 

 

 

 

2.1.4 GO- ja KEGG-rikastusanalyysi

GO-rikastusanalyysi tuotti 3 943 merkintää, mukaan lukien 3 454 biologista prosessia (BP), 194 solukomponenttia (CC) ja 295 molekyylitoimintoa (MF). Top 10 -log10 (P-arvo) -merkintää visualisoitiin.

BP: DNA:ta sitovan transkriptiotekijän aktiivisuus, steroidihormonisäätely, myeloidisolujen erilaistuminen

CC: transkription säätelijäkompleksi, kalvolauta, vesikkelit

MF: transkriptiotekijän sitoutuminen, fosfataasin sitoutuminen, sytokiinien sitoutuminen (kuva 5)

KEGG pathway analysis identified 212 enriched pathways, with the top 20 visualized. Näitä olivat mm.

PI3K/Akt-signalointireitti

IL-17 signalointireitti

TNF-signalointireitti

HIF-1 signalointireitti (kuva 6)

Yhdiste-kohde-tauti-reittiverkosto rakennettiin havainnollistamaan Cistanche-pohjaisen mongolilaisen lääketieteen monikohde-, monireittimekanismia AKI:n hoidossa (kuva 7).

2.1.5 Molekyylitelakkatulokset

Ydinkomponentitkvertsetiini, T-Muurolol, Heksadekaanihappo, Alfa-kariofyleeni, Linolihappo, Cis-Cinnamaldehyde, jaFenetyyliasetaattioli kiinnitetty ydinkohteisiinAKT1 (ATE: 1 unq), TNF (PDB: 5uui), IL6 (PDB: 1alu), TP53 (PDB: 3d06), IL1B (ATE: 5r8q), jaEGFR (PDB: 8a27).

Sitoutumisenergia alle 0 kJ/mol viittaa potentiaaliseen sitoutumiseen, kun taas < –7 kJ/mol viittaa vahvaan sitoutumiseen. Kaikki telakointienergiat olivat alle -7 kJ/mol, mikä osoitti voimakkaita sitoutumisvuorovaikutuksia. 6 parasta vuorovaikutusta visualisoitiin (kuva 9):

IL1B-T-Muurolol

TP53 – Cis-Cinnamaldehyde

TP53 - alfa-kariofyleeni

IL1B – alfa-kariofyleeni

TNF-T-Muurolol

TP53-T-Muurolol

T-Muurololilla ja Alpha-Caryophyllenellä oli voimakkaimmat vuorovaikutukset kohteiden kanssa, mikä teki niistä todennäköisesti avainkomponentteja Cistanche-pohjaisessa AKI-hoidossa.

2.2 In vivo -kokeiden tulokset

2.2.1 Hiirten yleinen kunto, ruumiinpaino ja munuaisindeksi

Malliryhmän hiirillä oli vähentynyt ruuan saanti ja virtsan eritys, letargia ja lisääntynyt hengitys- ja syke. Nämä oireet paranivat hoitoryhmissä. Verrokkiin verrattuna malliryhmän hiirillä oli merkittävästi alentunut ruumiinpaino (P < 0,01, F=6.979), kun taas sekä pieniä että suuria annoksia saaneet ryhmät osoittivat merkittävää painon palautumista (P < 0,01, kuva 11). Munuaisindeksi oli merkittävästi kohonnut malliryhmässä (P < 0,01, F=8.56) ja pienennettiin annoksesta riippuen hoidon jälkeen (P < 0,05, kuva 12).

2.2.2 Cistanche-pohjaisen reseptin vaikutus BUNiin, Scr:iin ja UA:han

Malliryhmän hiirillä oli merkittävästi kohonneet veren ureatypen (BUN), seerumin kreatiniinin (Scr) ja virtsahapon (UA) tasot kontrolliin verrattuna (P < 0,01). Molemmat hoitoryhmät vähensivät BUN:ia (P < 0,01, F=12.46), ja suuren annoksen ryhmä alensi merkittävästi Scr- ja UA-tasoja (P < 0,01, F=12.8 ja 13,77, vastaavasti). UA oli merkittävästi pienempi suuren annoksen ryhmässä kuin pienen annoksen ryhmässä (P < 0,05, kuva 13).

2.2.3 Histopatologiset muutokset munuaiskudoksessa (HE-värjäys)

HE-värjäys osoitti normaalia munuaisten morfologiaa kontrolliryhmässä. Malliryhmässä esiintyi putkimaisten epiteelisolujen irtoamista, kipsiä, glomerulusten turvotusta ja tulehduksellista infiltraatiota. Molemmat hoitoryhmät osoittivat heikentynyttä patologista vauriota (kuvio 14).

2.2.4 Vaikutus TNF-, IL-6 ja IL-1

Nämä tulehdukselliset sytokiinit ovat Cistanche-pohjaisen hoidon ydinkohteita. TNF-, IL-6 ja IL-1 tasot olivat merkittävästi kohonneet malliryhmässä (P < 0,01, kuva 15). Molemmat hoitoryhmät alensivat merkittävästi näitä tasoja, ja suuren annoksen ryhmä osoitti selvempiä vaikutuksia.

2.2.5 Vaikutus PI3K/Akt Pathway -proteiinin ilmentymiseen

Verrattuna kontrolliin PI3K- ja p-Akt/Akt-proteiinin ilmentymistasot laskivat merkittävästi malliryhmässä (P < 0,05). Hoito palautti nämä tasot merkittävästi annoksesta riippuvaisella tavalla (P < 0,01, kuva 16).

3. Keskustelu

AKI on edelleen suuri maailmanlaajuinen terveysongelma, ja vuosittain yli 2 miljoonaa kuolemantapausta. Sen monimutkainen etiologia, korkea ilmaantuvuus ja huono ennuste asettavat raskaan taakan potilaille ja terveydenhuoltojärjestelmille. Tällä hetkellä tehokkaita lääkkeitä ei ole saatavilla; hoito on suurelta osin tukevaa ja kallista.

Perinteisen mongolilaisen lääketieteen mukaan munuaisia ​​hallitseeBadaganperiaate ja kuuluu "vesi"-elementtiin, joka säätelee kehon nesteitä. Liiallinen Badagan johtaa sisäiseen kosteuteen ja munuaisten vajaatoimintaan. TheCistanche-pohjainen mongolilainen kaava, koostuuCistanche, Granaattiomena, Kaneli, Piper longum, Alpinia officinarum, jaAmomum villosum, on suunniteltu lämmittämään munuaisia ​​ja palauttamaan tasapaino kolmen juuren (Badagan, Heyi ja Shira) välillä.

Jokaisella yrtillä on tiettyjä tehtäviä:

Cistanche: virkistää munuaisten yangia, parantaa verenkiertoa

Piper longum: karkottaa kylmää, vahvistaa rakennetta

Alpinia officinarum: lämmittää vatsaa, lievittää kipua

Kaneli: lämmittää munuaisten yangia, lisää energiaa

Granaattiomena: sammuttaa janon, lievittää kipua

Amomum villosum: supistuttaa ja lämmittää pernaa
Yhdessä ne poistavat munuaisten kylmyyttä ja palauttavat tasapainon, mikä hoitaa munuaissairauksia.

Tässä tutkimuksessa käytettiinverkostofarmakologiatutkia systemaattisesti Cistanche-pohjaisen mongolilaisen lääketieteen aktiivisia yhdisteitä ja mekanismeja. Tunnistetut ydinkomponentitkvertsetiini, T-Muurolol, Heksadekaanihappo, Alfa-kariofyleeni, Linolihappo, Cis-Cinnamaldehyde, jaFenetyyliasetaatti- ovat kirjallisuuden tukemia:

kvertsetiinivähentää apoptoosia ja tulehdusta AKI:ssa

T-Muurolol, eteerisistä öljyistä, on anti-inflammatorisia ominaisuuksia

Heksadekaanihappoestää solujen lisääntymistä

Alfa-kariofyleenisillä on anti-inflammatorisia, antimikrobisia ja syöpää estäviä vaikutuksia

Linolihappomoduloi makrofagivälitteistä tulehdusta

Cis-Cinnamaldehydeosoittaa antioksidanttista ja antibakteerista aktiivisuutta

Fenetyyliasetaattisäätelee hermostoa aromaterapialla

PPI-verkkoanalyysi paljasti tärkeimmät tavoitteet:AKT1, TNF, IL6, TP53, IL1B, EGFR. Nämä osallistuvat tulehdukseen, solujen eloonjäämiseen, apoptoosiin ja immuunisäätelyyn.

GO- ja KEGG-rikastus ehdotti monimutkaisia ​​biologisia prosesseja ja avainreittejä erityisestiPI3K/Akt, IL-17, TNF, jaHIF-1. PI3K/Akt-reitti oli eniten rikastunut ja sillä on kriittinen rooli aineenvaihdunnassa, kasvussa ja tulehduksessa. Tämän reitin moduloiminen voi lieventää AKI:tä vähentämällä apoptoosia ja tulehdusta.

Molekyylitelakka vahvisti vahvan sitoutumisen ydinyhdisteiden ja kohteiden välillä, mikä tukee niiden merkitystä AKI-hoidossa.

In vivo -kokeetvalidoi verkoston farmakologiset löydökset:

Parempi ruumiinpaino ja munuaisindeksi

Alennettu BUN, Scr ja UA

Helpottaa histopatologisia vaurioita

Vähentyneet TNF-, IL-6, IL-1 tasot

Lisääntynyt PI3K- ja p-Akt/Akt-ilmentyminen

Mekaanisesti,PI3Kmuuntaa PIP2:n PIP3:ksi, joka aktivoituuAkt, joka estää tulehduksellisen sytokiinin vapautumisen. Tulehduksen vähentäminen edistää tubulusepiteelin paranemista ja palauttaa munuaisten toimintaa.

 

Johtopäätös

Tämä tutkimus paljastaa senCistanche-pohjainen mongolilainen lääketiede hoitaa AKI:tauseiden aktiivisten yhdisteiden, kohteiden ja reittien kautta - erityisestiPI3K/Akt-signalointireitti, joka säätelee tulehdusta ja suojaa munuaisten toimintaa. Vaikka verkon farmakologiset löydökset validoitiin eläinmalleissa, tulevaisuudessain vitro ja laajamittaiset kliiniset tutkimuksettarvitaan tukemaan AKI:n perinteisen mongolilaisen lääketieteen kliinistä käyttöä ja kehittämistä.