Mehanizam Bushen Yijing decoctiona u liječenju Alzheimerove i Parkinsonove bolesti na temelju mrežne farmakologije: pristup heteropatijskoj homoterapiji

Sažetak

Cilj: Istražiti mehanizam Bushen Yijing decoction (BSYJD) u heteropatijskoj homoterapiji Alzheimerove bolesti (AD) i Parkinsonove bolesti (PD) korištenjem mrežne farmakologije i molekularnog spajanja. Metode: Aktivne komponente BSYJD-a ispitane su putem baza podataka TCMSP, HERB i Swiss ADME. Odgovarajući ciljevi dobiveni su iz baza podataka PubChem i SwissTargetPrediction, a nazivi ciljeva ispravljeni su pomoću baze podataka UniProt. Ciljevi bolesti AD i PD preuzeti su iz baza podataka GeneCard, OMIM i TTD. Internetski alat Venny korišten je za identifikaciju preklapajućih ciljeva između lijeka i dviju bolesti. Ovi ciljevi koji se preklapaju uvezeni su u bazu podataka STRING, a ciljna mreža koja se preklapa bolest-lijek-komponenta i mreža protein-protein interakcije (PPI) konstruirane su korištenjem Cytoscape 3.10.3 za pregled ključnih ciljeva. Metascape baza podataka primijenjena je za analizu obogaćivanja Gene Ontology (GO) i analizu puta Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) zajedničkih preklapajućih ciljeva. Predviđanje molekularnog spajanja provedeno je pomoću AutoDockTools. Rezultati: Nakon pregleda identificirano je 76 aktivnih komponenti i 884 cilja BSYJD-a, sa 179 preklapajućih ciljeva povezanih s AD-om i PD-om. Na temelju ciljne mreže lijek-aktivna komponenta-bolest, pregledano je 10 osnovnih aktivnih komponenti, uključujući haringtonin, (2R,3R,3aS)-3a-alil-2-(1,3-benzodioksol-5-il)-5-metoksi-3-metil-2,3-dihidrobenzofuran-6-on, gomisin B, kadsurenon i (6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofuro[3,2-c]kromen-3-ol. Temeljni ciljevi u mreži PPI bili su AKT1, TNF, TP53 i EGFR. GO analiza je dala 2344 izraza bioloških procesa (BP), 141 izraza stanične komponente (CC) i 239 izraza molekularne funkcije (MF). KEGG analiza identificirala je 207 signalnih putova, koji uglavnom uključuju putove povezane s rakom, put AD, putove povezane s neurodegeneracijom, PI3K-Akt signalni put, put lipida i ateroskleroze, proteoglikane u putu raka i MAPK signalni put. Rezultati molekularnog spajanja pokazali su da gornjih 5 jezgrenih komponenti pokazuju dobar afinitet vezanja s 4 jezgrene mete. Zaključak: BSYJD ima homoterapijske učinke heteropatije na AD i PD, vjerojatno regulirajući MAPK i PI3K-Akt signalne putove putem svojih osnovnih komponenti (npr. haringtonin i gomisin B) djelujući na ključne mete (npr. AKT1, TNF i TP53), čime inhibiraju apoptozu neurona i ublažavaju neuroupalu i oksidaciju stres. Osim toga,Cistanche tubulosa, klasični biljni ekstrakt koji njeguje bubrege s dokazanim učincima protiv AD i tonificiranja bubrega, dijeli slične farmakološke mehanizme kao BSYJD (npr. antioksidacija, anti-neuronska apoptoza i imunološka regulacija), što dodatno podupire znanstvenu racionalnost biljnih ekstrakata u liječenju neurodegenerativnih bolesti.

Ključne riječi: Bushen Yijing dekokcija; Alzheimerova bolest; Parkinsonova bolest; Heteropatija Homoterapija; mrežna farmakologija; Molecular Docking;CistancheEkstrakt; Biljni ekstrakt

 

Intenziviranjem starenja stanovništva, neurodegenerativne bolesti postupno postaju globalni izazov, među kojima su Alzheimerova bolest (AD) i Parkinsonova bolest (PD) najčešći oblici. AD karakterizira progresivno kognitivno oštećenje i oštećenje ponašanja [1], dok se PD uglavnom očituje motoričkim simptomima kao što su tremor, rigidnost, bradikinezija ili akinezija i posturalna nestabilnost, kao i nemotoričkim simptomima uključujući emocionalne poremećaje i kognitivno oštećenje [2]. Patogeneza AD nije u potpunosti razjašnjena; uvriježeno gledište drži da njegove temeljne patološke značajke uključuju izvanstanične senilne plakove formirane taloženjem -amiloida (A) i neurofibrilarnim čvorovima uzrokovanim hiperfosforiliranim Tau proteinom [3]. Patogeneza PD uglavnom je povezana s degeneracijom dopaminergičkih neurona i abnormalnom agregacijom -sinukleina (-syn) [4]. Zajednički patološki mehanizmi dviju bolesti uglavnom uključuju apoptozu neurona, mikroglijalnu regulaciju, ekspresiju miRNA, disfunkciju mitohondrija i disfunkciju glimfatičkog sustava [5-7].

U tradicionalnoj kineskoj medicini (TCM), AD pripada kategoriji "demencija", s lokusom bolesti koji uglavnom uključuje bubrege i mozak. Njegova temeljna patogeneza je obrazac nedostatka u podrijetlu i viška u površnosti, a nedostatak bubrežne esencije temeljni je uzrok njezina nastanka. Demencija je uzrokovana zamućenjem sluzi i zastojem krvi na temelju nedostatka bubrega [8]. PD spada u kategoriju "sindroma drhtanja" u TKM-u, s lokusom bolesti uglavnom u bubrezima, jetri i mozgu, a njegova osnovna patogeneza također je nedostatak u podrijetlu i pretjerana površnost: nedostatak esencije bubrega kao temeljni uzrok i vjetar u jetri koji se miješa iznutra kao površinski simptom, sa stazom uzrokovanom nedostatkom koja u konačnici dovodi do bolesti [9]. Dakle, AD i PB imaju istu osnovnu patogenezu, s nedostatkom bubrega kao temeljnim etiološkim čimbenikom oba. Na temelju toga može se zaključiti da se metoda tonizirajuće esencije bubrega može koristiti za liječenje AD i PB.

Bushen Yijing decoction empirijski je recept za AD koji je sažeo direktor Yu Guran iz Jiangsu provincijske bolnice TCM-a, a temelji se na teoriji "toniziranja esencije za oštećenje bubrega" zabilježenoj uNan Jing (Klasik teških pitanja)[10], u kombinaciji s velikim brojem kliničkih opažanja i eksperimentalnih studija. Recept se sastoji odRehmanniae Radix, Rehmanniae Radix Praeparata, Cuscutae sjeme, Cornus Officinalis Fructus, Ginseng Radix et Rhizoma, Atractylodis Macrocephalae Rhizoma, Astragali Radix, iPiperis Kadsurae Caulis. Među njima,Rehmanniae RadixiRehmanniae Radix Praeparatasluže kao monarhske biljke, ulaze u meridijan bubrega kako bi nahranile yin i tonizirale esenciju i srž s visokim dozama. Ministarsko bilje uključujeCuscutae sjemeiCornus Officinalis Fructus(tonizira jetru i bubrege) iGinseng Radix et Rhizoma, Atractylodis Macrocephalae Rhizoma, Astragali Radix(osnažujući qi i jačajući slezenu za toniziranje urođene osnove njegujući stečenu osnovu).Piperis Kadsurae Caulisdjeluje kao pomoćna i vodička biljka, isporučujući učinke drugih biljaka u mozak i cijelo tijelo kako bi spriječio stagnaciju uzrokovanu toničnim učinkom monarch i minister herbs [11].

U preliminarnim studijama naše istraživačke skupine, kliničke studije su pokazale da BSYJD može smanjiti rezultate skale za procjenu Alzheimerove bolesti-kognitivnu podskalu (ADAS-cog) i TCM sindroma, povećati rezultate testa zamjene znamenki i poboljšati kognitivnu funkciju kod bolesnika s AD [11]. Stanični pokusi potvrdili su da ljekoviti serum BSYJD-a ne samo da može inhibirati oksidativni stres u živčanim stanicama izazvan D-galaktozom kako bi se smanjila njezina neurotoksičnost [12], već i zaštititi krvno-moždanu barijeru od oštećenja uzrokovanih A 1-42 [13]. Osim toga, klinička primjena otkrila je da BSYJD također ima dobar terapeutski učinak na PD. Stoga je naša istraživačka skupina osmislila eksperiment s nematodama koji je to potvrdioRehmanniae Radix Praeparata(monarch herb BSYJD) može produžiti vrijeme preživljavanja Caenorhabditis elegans PD modela pod oksidativnim i toplinskim stresom te poboljšati motoričku sposobnost nematoda [14]. Ovi nalazi pokazuju da BSYJD ima određenu kliničku i eksperimentalnu osnovu za heteropatijsku homoterapiju AD i PD. Stoga je ova studija usvojila mrežnu farmakologiju i molekularno spajanje kako bi potvrdila njegov mehanizam, s ciljem pružanja nove perspektive za konotaciju i mehanizam TCM teorije o "heteropatijskoj homoterapiji", a u međuvremenu ponudila podršku podacima za novu kliničku primjenu BSYJD-a.

Posebno,Cistanche tubulosa, dragocjena TCM biljka poznata kao "pustinjski ginseng", naširoko je proučavana zbog svojih hranjivih i neuroprotektivnih učinaka na bubrege. Moderne farmakološke studije su to potvrdileCistancheEkstrakt je bogat aktivnim sastojcima kao što su ehinakozid, akteozid i totalni glikozidi fenetilnog alkohola (https://www.xjcistanche.com/cistanche-extract-product/cistanche-extract-anti-alzhermer-s.html), koji može inhibirati apoptozu neurona, smanjiti peroksidaciju lipida u moždanom tkivu, pojačati aktivnost enzima za hvatanje slobodnih radikala i poboljšati sposobnost učenja i pamćenja modela AD-ovi su mehanizmi vrlo konzistentni s anti-AD učincima BSYJD-a. Osim toga,Cistancheekstrakt može inhibirati apoptozu bubrežnih stanica, potaknuti proliferaciju bubrežnih stanica i proširiti bubrežne krvne žile (https://www.xjcistanche.com/cistanche-extract-product/cistanche-for-nourishing-kidney.html), što je u skladu s temeljnom teorijom TCM-a o "toniziranju bubrega za liječenje moždanih bolesti" koju je prihvatio BSYJD, dodatno naglašavajući sinergistički potencijal biljnih ekstrakata koji njeguju bubrege, a koje predstavljaCistancheu liječenju neurodegenerativnih bolesti kao što su AD i PD.

 

 

 

 

 

 

IMA LI CISTANCHE UTJECAJA NA ALZEHEIMEROVU BOLEST

Služba podrške Wecistanche-Za više detalja o suradnji
E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com

 

 

1 Materijali i metode

1.1 Provjera aktivnih komponenti i predviđanje potencijalnih meta lijeka

Kemijske komponente BSYJD-a pronađene su uzimanjemRehmanniae Radix, Rehmanniae Radix Praeparata, Cuscutae sjeme, Cornus Officinalis Fructus, Ginseng Radix et Rhizoma, Atractylodis Macrocephalae Rhizoma, Astragali Radix, iPiperis Kadsurae Cauliskao pojmove za pretraživanje u bazi podataka i platformi za analizu sustava tradicionalne kineske medicine (TCMSP, https://www.tcmsp-e.com/load_intro.php) i bazi podataka Omics o biljnoj medicini (HERB, http://herb.ac.cn/). Kriteriji probira postavljeni su kao oralna bioraspoloživost (OB) veća ili jednaka 30%, sličnost lijeku (DL) veća ili jednaka 0,18 i propusnost krvno-moždane barijere (BBB) ​​veća ili jednaka -0,3. U međuvremenu, švicarska ADME baza podataka (http://www.swissadme.ch/) korištena je za dodatni probir s kriterijima: visoka gastrointestinalna apsorpcija, DL koji zadovoljava najmanje dva "Da" i BBB koji zadovoljava "Da". Gore navedeni rezultati dohvaćanja spojeni su i uklonjeni su duplikati kako bi se dobile aktivne komponente recepta. Brojevi osmijeha ovih aktivnih komponenti preuzeti su iz baze podataka PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/), a relevantni ciljevi dobiveni su putem SwissTargetPrediction (http://www.swisstargetprediction.ch/). Baza podataka UniProt (https://www.uniprot.org/) korištena je za podudaranje imena ljudskih ciljnih gena.

 

1.2 Probir ciljeva bolesti

Uz "Alzheimerovu bolest" i "Parkinsonovu bolest" kao pojmove za pretraživanje, ciljevi bolesti su preuzeti iz baza podataka GeneCard (https://www.genecards.org/), OMIM (https://www.omim.org/), odnosno TTD (https://db.idrblab.net/ttd/). Ciljevi dobiveni iz tri baze podataka spojeni su i uklonjeni su duplikati kako bi se dobili ciljevi bolesti AD i PD.

 

Cistanche Supplement Prodaja u Kini

 

 

1.3 Stjecanje ciljeva koji se preklapaju između lijekova i bolesti

Potencijalne terapijske mete aktivnih komponenti BSYJD-a i zajedničke mete dviju bolesti presječene su korištenjem mrežnog alata Venny (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny) kako bi se dobile mete BSYJD-a za liječenje i AD-a i PD-a.

 

1.4 Izgradnja mreže "Drug-Active Component-Overlapping Target" mreže

S učinkovitim komponentama BSYJD-a i preklapajućim ciljevima lijek-bolesti kao čvorovima, te odnosima između svakog čvora kao rubovima, mreža "preklapajući cilj lijek-aktivna komponenta-preklapanje" izgrađena je pomoću Cytoscapea 3.10.3. Ključne komponente pregledane su prema vrijednosti stupnja čvorova u mreži.

 

1.5 Izgradnja mreže protein-protein interakcije (PPI).

Ciljevi aktivnih komponenti BSYJD-a i ciljevi preklapanja bolesti uvezeni su u bazu podataka STRING (https://cn.string-db.org/), s vrstama postavljenim kaoHomo sapiensi rezultat interakcije protein-protein veći ili jednak 0,4 za dobivanje ključnih ciljnih informacija, koje su zatim vizualizirane pomoću Cytoscape 3.10.3.

 

1.6 GO funkcionalna i KEGG analiza puta obogaćivanja ključnih ciljeva

Baza podataka Metascape (https://metascape.org/) korištena je za obogaćivanje Gene Ontology (GO) i analizu puta Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) zajedničkih preklapajućih ciljeva dviju bolesti. Analiza obogaćivanja GO uključila je biološki proces (BP), staničnu komponentu (CC) i molekularnu funkciju (MF). Na kraju, rezultati su vizualizirani korištenjem Microbioinformatics Platform za crtanje trostrukog stupčastog dijagrama i mjehurićastog dijagrama obogaćene analize.

 

1.7 Molekularno spajanje

2D strukture osnovnih komponenti lijeka dobivene su iz baze podataka PubChem (http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/), a njihove 3D strukture konstruirane su pomoću softvera Chem Office i spremljene kao mol2 datoteke. Zatim je RCSB PDB baza podataka (http://www.rcsb.org/) korištena za pregled kristalnih struktura proteinskih meta s visokom rezolucijom kao receptora za molekularno spajanje. Softver PyMOL primijenjen je za izvođenje operacija poput dehidracije i defosforilacije na proteinima, koji su zatim spremljeni kao PDB datoteke. Nakon toga, softver AutoDock Vina 1.5.6 korišten je za molekularno spajanje kako bi se istražile interakcije protein-ligand. Autodock je korišten za obradu struktura proteina i malih molekula, uključujući hidrogenaciju i dehidraciju proteina, te hidrogenaciju i određivanje torzije za ligande malih molekula. Zatim su određene koordinate pristanišne kutije. Usporedbom rezultata docking rezultata konačno je dobivena optimalna konformacija molekularne simulacije. Softver Discovery Studio 2019 korišten je za vizualnu analizu za generiranje 2D i 3D dijagrama interakcija između ispitivanih spojeva i ključnih ostataka.

 

2 rezultata

2.1 Aktivne komponente i odgovarajuće mete lijeka

Ukupno 76 aktivnih komponenti (9 duplikata) BSYJD-a dobiveno je iz TCMSP i HERB, uključujući 4 izRehmanniae Radix, 2 odRehmanniae Radix Praeparata, 8 odCuscutae sjeme, 14 odCornus Officinalis Fructus, 14 odGinseng Radix et Rhizoma, 4 odAtractylodis Macrocephalae Rhizoma, 10 odAstragali Radix, i 20 odPiperis Kadsurae Caulis. Prvih 10 aktivnih komponenti poredanih prema propusnosti BBB prikazano je u tablici 1. Nakon predviđanja i deduplikacije putem SwissTargetPrediction, identificirana su 884 cilja BSYJD-a od 76 aktivnih komponenti.

 

2.2 Ciljevi bolesti i ciljevi koji se preklapaju između lijekova i bolesti

Ukupno 15 505 ciljeva povezanih s AD-om i 10 325 ciljeva povezanih s PD-om dobiveno je iz baze podataka GeneCards. Nakon tri kruga probira na temelju medijana relevantnosti, identificirano je 1938 AD ciljeva i 1291 PD ciljeva. Osim toga, 45 i 100 AD ciljeva, 85 i 98 PD ciljeva dobiveno je od OMIM-a, odnosno TTD-a. Ciljevi bolesti iz tri baze podataka su spojeni i deduplicirani, što je konačno dalo 1998 AD ciljeva i 1394 PD ciljeva. Ciljevi tradicionalne kineske medicine (TCM), ciljevi AD i PD ciljevi uvezeni su u platformu Venny i identificirano je 179 uobičajenih ciljeva (Slika 1).

 

Tablica 1 Djelomične aktivne komponente Bushen Yijing formule

 

MOL ID	Ime	BBB propusnost	Oralna bioraspoloživost (OB)/%	Sličnost drogi (DL)	Izvor Herb
MOL005481	2,6,10,14,18-pentametilikoza-2,6,10,14,18-pentaen	1.99	33.40	0.24	Cornus officinalis
MOL005944	Matrine	1.52	63.77	0.25	Cuscuta chinensis
MOL005557	Lanosta-8,24-dien-3-ol,3-acetat	1.31	44.30	0.82	Cornus officinalis
MOL000028	-Amyrin	1.28	39.51	0.76	Atractylodes macrocephala
MOL005356	Girinimbin	1.22	61.22	0.31	Panax ginseng
MOL000184	Stigmastenon	1.22	39.25	0.76	Cuscuta chinensis
MOL001494	Mandenol	1.14	42.00	0.19	Cornus officinalis
MOL001771	gama-sitosterol	1.14	36.91	0.75	Cornus officinalis
MOL000953	kolesterol (CLR)	1.13	37.87	0.68	Cuscuta chinensis
MOL001495	Etil linolenat	1.12	46.10	0.20	C

 

 

Slika 1 Vennov dijagram preklapajućih ciljeva za Bushen Yijing formulu u liječenju Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti

 

2.3 Dijagram ciljne mreže lijek-aktivna komponenta-bolest

Korištenjem Cytoscapea, 179 potencijalnih preklapajućih ciljeva i aktivnih komponenti TCM-a mapirano je u vizualnu mrežu koja se sastojala od 246 čvorova i 1139 rubova (Slika 2). Osnovne komponente BSYJD-a za homoterapiju heteropatije AD i PD pregledane su prema vrijednosti stupnja čvorova, a njihovi nazivi i farmakološki učinci prikazani su u tablici 2.

 

2.4 Izgradnja PPI mreže BSYJD aktivnih komponenti s AD i PD

179 preklapajućih ciljeva uvezeno je u platformu STRING 12.0 kako bi se dobili odnosi protein-protein u TSV formatu, a podaci su uvezeni u softver Cytoscape 3.10.3 za izgradnju PPI mreže koja se sastoji od 177 čvorova i 3514 rubova (Slika 3). Topološka analiza provedena je korištenjem "Analyze Network" za pregled osnovnih ciljeva, a ciljevi su rangirani s vrijednošću stupnja čvora kao glavnim indeksom. Topološki parametri prvih 10 ključnih ciljeva prikazani su u tablici 3, s ključnim ciljevima uključujući AKT1, TNF, TP53 i EGFR.

 

 

 

 

2.5 GO i KEGG analize BSYJD za liječenje AD i PD

Analiza korištenjem baze podataka Metascape dala je 2.344 termina BP, 141 termina CC i 239 termina MF. Prvih 10 unosa svakog dijela vizualizirano je silaznim redoslijedom P vrijednosti (Slika 4). GO BP uglavnom je uključivao stanični odgovor na spojeve koji sadrže dušik, pozitivnu regulaciju stanične migracije, pozitivnu regulaciju MAPK kaskade, pozitivnu regulaciju stanične pokretljivosti i pozitivnu regulaciju odgovora na vanjski podražaj. GO CC je uglavnom uključivao membransku splav, membransku mikrodomenu, akson, tijelo stanice i dendrit. GO MF je uglavnom uključivao aktivnost protein kinaze, aktivnost fosfotransferaze, aktivnost kinaze, aktivnost protein tirozin kinaze i aktivnost vezanja kinaze. KEGG analiza identificirala je 207 signalnih putova, a prvih 20 putova u silaznom redoslijedu vrijednosti P ucrtano je kao dijagram s mjehurićima (Slika 5), koji uglavnom uključuje putove povezane s rakom, AD put, putove povezane s neurodegeneracijom, PI3K-Akt signalni put, put lipida i ateroskleroze, proteoglikane u putu raka i MAPK signalni put.

 

Slika 2 "Lijekovi-aktivne komponente-potencijalne mete" mreža Bushen Yijing formule

 

Tablica 2. Temeljne komponente Bushen Yijing formule

 

Ne.	MOL ID	Naziv komponente	Farmakološki učinci
RS4	MOL005317	Deoksiharingtonin	Protiv leukemije, protiv tumora[15]
HFT1	MOL000308	(2R,3R,3aS)-3a-alil-2-(l,3-benzodioksol-5-il)-5-metoksi-3-metil-2,3-dihidrobenzofuran-6-on	–
RS8	MOL005357	Gomisin B	Antioksidativni stres, anti-apoptoza[16]
HFT9	MOL000322	Kadsurenon	Antitrombocitni aktivacijski faktor[17]
HQ5	MOL000380	(6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofurano[3,2-c]kromen-3-ol	–
HFT12	MOL000328	Piperkadsin B	Protuupalni[18]
HQ8	MOL000438	(3R)-3-(2-hidroksi-3,4-dimetoksifenil)kroman-7-ol	–
HFT15	MOL000334	Wallichinine	Antioksidativno oštećenje, poboljšanje razine kolinergičkog sustava, anti-apoptoza[19]
HFT13	MOL000330	Piperlaktam S	Protuupalni[18]
HFT2	MOL000310	Denudatin B	Antitrombocitni aktivacijski faktor[20]

Bilješka: "–" označava da farmakološki učinci ove komponente još nisu jasni.

2.6 Molekularno spajanje

Prema ciljnoj mreži aktivnih komponenti lijeka, prvih 5 ključnih komponenti pregledano je kao haringtonin, (2R,3R,3aS)-3a-alil-2-(1,3-benzodioksol-5-il)-5-metoksi-3-metil-2,3-dihidrobenzofuran-6-on, gomisin B, kadsurenon i (6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofuro[3,2-c]kromen-3-ol. Ovih 5 jezgri spojeva podvrgnuto je molekularnom spajanju s 4 jezgre ciljnih proteina pregledanih iz PPI mreže, a rezultati spajanja prikazani su na slici 6. Općenito, energija vezanja manja od -5 kcal·mol⁻¹ ukazuje na dobru aktivnost vezanja između receptora i liganda, a vrijednost manja od -7,0 kcal·mol⁻¹ ukazuje na jaku aktivnost vezanja; što je manja energija vezanja, to je veći afinitet i snaga vezanja. Kao što je prikazano na slici 6, TP53 je pokazao optimalnu aktivnost vezanja s (6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofuro[3,2-c]kromen-3-ol, a EGFR je pokazao najbolju aktivnost vezanja s haringtoninom, (2R,3R,3aS)-3a-alil-2-(1,3-benzodioksol-5-il)-5-metoksi-3-metil-2,3-dihidrobenzofuran-6-on i (6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofuro[3,2-c]kromen-3-ol. Stoga su vizualizirani rezultati spajanja ove 4 skupine molekula (Slika 7).

 

Tablica 3 Topološka analiza PPI mreže za uobičajene ciljeve Bushen Yijing formule u liječenju Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti (top 10)

 

Naziv cilja	Između središnjice	Blizina Središnje mjesto	Stupanj čvora
AKT1	0.054	0.789	130
TNF	0.042	0.752	119
TP53	0.041	0.736	114
EGFR	0.036	0.733	112
CASP3	0.026	0.727	111
BCL2	0.022	0.724	111
SRC	0.043	0.707	105
NFKB1	0.013	0.682	97
ESR1	0.029	0.688	97
MAPK3	0.020	0.682	95

 

Slika 3 PPI mreža potencijalnih ciljeva za Bushen Yijing formulu u liječenju Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti

3 Rasprava

Heteropatska homoterapija odnosi se na primjenu iste terapijske metode za različite bolesti ako predstavljaju isti TCM obrazac (tj. istu patogenezu) tijekom procesa bolesti. Iako AD i PD imaju različite kliničke manifestacije, njihova zajednička temeljna patogeneza "deficijencije esencije bubrega i insuficijencije koštane srži" u TKM teoriji daje teoretsku osnovu za homoterapiju heteropatije. Bushen Yijing decoction, kao što ime sugerira, formuliran je za tonificiranje bubrega i jačanje slezene, te ispunjavanje esencije i toniziranje koštane srži, ciljajući na uobičajene patogene čimbenike AD i PD na razini patogeneze. Ova je studija otkrila zajedničke ciljeve, zajedničke signalne putove i sinergističku akcijsku mrežu temeljenu na mrežnoj farmakološkoj analizi, pružajući sustavne dokaze za "liječenje dviju bolesti jednim receptom".

 

Slika 4 Trostruki stupčasti dijagram analize obogaćivanja Gene Ontology (GO) za Bushen Yijing formulu u liječenju Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti

 

Slika 5 Mjehurićni dijagram analize obogaćenja puta KEGG za Bushen Yijing formulu u liječenju Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti

 

Slika 6 Energije vezanja iz molekularnog spajanja između temeljnih komponenti Bushen Yijing formule i temeljnih ciljeva bolesti kod Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti

 

 

Kako bi se istražila potencijalna materijalna osnova BSYJD-a za heteropatijsku homoterapiju AD i PD, ova studija pregledala je 76 aktivnih komponenti lijeka putem oralne bioraspoloživosti, sličnosti lijeku i propusnosti BBB-a. Među njima, prvih 10 komponenti s najvećom BBB propusnošću značajno su obogaćene TCM biljkama koje toniziraju bubrege kao što jeCornus Officinalis FructusiCuscutae sjeme, što ukazuje na potencijal biljaka koje toniziraju bubrege u liječenju bolesti mozga, što je u skladu s tradicionalnom teorijom TCM-a o "korespondenciji bubreg-mozak". Slično BSYJD-u,Cistanche tubulosaekstrakt, klasični biljni pripravak za tonificiranje bubrega, može prijeći krvno-moždanu barijeru i izvršiti izravne neuroprotektivne učinke na tkivo mozga, što dodatno potvrđuje znanstvenost teorije TCM-a o "tonificiranju bubrega za hranjenje mozga" u liječenju neurodegenerativnih bolesti.

Crtanjem Vennovog dijagrama, ova je studija otkrila da BSYJD dijeli 285, odnosno 187 zajedničkih ciljeva s AD i PD. Osim toga, postojala su 1153 zajednička cilja između ciljeva bolesti AD i PD, što je činilo visok udio (34,4%) ukupnih ciljeva, što sugerira značajnu sličnost u patološkim mehanizmima dviju neurodegenerativnih bolesti. Što je još važnije, 179 ciljeva (6,3%) BSYJD-a bilo je povezano s obje bolesti, pružajući izravne ciljne dokaze za homoterapijski učinak BSYJD-a na heteropatiju na AD i PD. Na temelju toga, konstruirana je mreža BSYJD "aktivna komponenta lijeka - ciljna bolest" i pregledano je 10 ključnih komponenti, čiji su učinci uglavnom povezani s antioksidativnim stresom, protuupalnim i antitumorskim učincima. Među njima, haringtonin ima antileukemijske i antitumorske učinke [15]; gomisin B može se oduprijeti oksidativnom stresu i staničnoj apoptozi te poboljšati kognitivnu funkciju APP/PS1 transgenih AD modela miševa reguliranjem klirensa A i neuronske apoptoze [16]; kadsurenon, spoj lignana, može antagonizirati čimbenik aktivacije trombocita, a studije su pokazale da ima značajan zaštitni učinak na PC12 staničnu štetu izazvanu A 25-35, te ima određenu referentnu vrijednost u liječenju neurodegenerativnih bolesti [17]; piperkadsurin B i piperkadsurin S, oba lignanski spojevi, imaju protuupalne učinke [18]; nantenin se može oduprijeti oksidativnom oštećenju, poboljšati razinu kolinergičkog sustava i inhibirati apoptozu stanica, a studije su otkrile da može poboljšati sposobnost učenja i pamćenja AD miševa [19]; denudatin B, izomer kadsurenona, također ima učinak antagoniziranja faktora aktivacije trombocita [20]. Molekularne funkcije (2R,3R,3aS)-3a-alil-2-(1,3-benzodioksol-5-il)-5-metoksi-3-metil-2,3-dihidrobenzofuran-6-ona, (6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofuro[3,2-c]kromen-3-ol i (3R)-3-(2-hidroksi-3,4-dimetoksifenil)kroman-7-ol rijetko su proučavani, a njihova uloga u liječenju neurodegenerativnih bolesti ostaje nejasna. Mreža "lijek-aktivna komponenta-cilja bolest" BSYJD-a sastoji se od 246 čvorova i 1139 rubova, što ukazuje na to da njegov heteropatijski homoterapijski učinak ne proizlazi iz jednog ciljnog djelovanja, već iz sinergističke regulacije zajedničke mreže signala povezane s bolešću pomoću više komponenti, što odražava karakteristike sustavnog i holističkog djelovanja recepata TCM-a. Ovaj višekomponentni i višeciljani način djelovanja također je u skladu s farmakološkim karakteristikamaCistancheekstrakt, koji sinergističkim djelovanjem ehinakozida, akteozida i drugih aktivnih komponenti ima učinak protiv AD i tonizirajuće djelovanje na bubrege.

Analiza PPI mreže pokazala je da su AKT1, TNF, TP53, EGFR itd. ključni ciljevi BSYJD-a za liječenje AD i PD, sa svojim ulogama kako slijedi: AKT1 je uključen u patološke mehanizme AD i PD uglavnom reguliranjem oksidativnog stresa i apoptoze neurona [21-22]. TNF potiče pojavu neurodegenerativnih bolesti kao što su AD i PD inducirajući interakciju između oksidativnog stresa i upalnih odgovora [23]. TP53 je uključen u regulaciju autofagije i igra važnu ulogu u neurodegenerativnim bolestima kao što su AD i PD razgradnjom pogrešno savijenih proteina, eliminacijom oštećenih organela i regulacijom stanične apoptoze i upale [24]. EGFR ima specifične neurotrofne funkcije i uključen je u razvoj i održavanje živčanog sustava; smanjenje EFGR signalizacije može dovesti do progresije dopaminergičke degeneracije u bolesnika s PD-om. Osim toga, EFGR je također prisutan u cerebralnom korteksu i hipokampalnim plakovima pacijenata s AD-om i ima dvosmjerni regulatorni učinak s A42 oligomerima [25]. Slično BSYJD-u,Cistancheekstrakt također može regulirati ekspresiju upalnih čimbenika kao što je TNF i inhibirati apoptozu neurona reguliranjem signalnog puta AKT1, što dodatno potvrđuje dosljednost mehanizama djelovanja između BSYJD i biljnih ekstrakata koji toniziraju bubrege u liječenju AD i PD.

GO analiza u ovoj studiji pokazala je da su ciljevi BSYJD-a značajno obogaćeni procesima kao što su regulacija migracije stanica, MAPK kaskada i LPS odgovor. Ovi funkcionalni moduli zajedno upućuju na zajedničku patološku osnovu AD i PD – neuroinflamatornu kaskadnu reakciju: (1) Lipopolisaharid (LPS) prelazi krvno-moždanu barijeru da aktivira Toll-like receptor 4 (TLR4), pokrećući migraciju mikroglije na mjesto lezije [26-27]; (2) Migrirana mikroglija oslobađa upalne čimbenike kao što su TNF- i IL-6 kroz MAPK put [28]; (3) Trajna stimulacija upalnim mikrookruženjem dovodi do pretjerane aktivacije mikroglije, što rezultira smanjenjem fagocitoze abnormalnih proteina (npr. A, tau i -syn) pomoću mikroglije [29-30], što zauzvrat izaziva deformaciju i smrt neurona. Ovo otkriće sugerira da BSYJD može blokirati osovinu upala-neuroozljeda inhibiranjem abnormalne aktivacije glijalnih stanica i prijenosa MAPK signala, čime se postiže heteropatija homoterapija neurodegenerativnih bolesti. Preliminarne studije naše istraživačke skupine [31] pokazale su da skupina s visokom dozom BSYJD može specifično smanjiti razinu fosforilacije ključnih proteina u putu p38 MAPK, s relativno malim učinkom na puteve ERK i JNK, što sugerira da zaštitni učinak ovog recepta na PC12 stanice može ovisiti o inhibiciji signalnog puta p38 MAPK.Cistancheekstrakt također ima anti-neuroupalne učinke inhibicijom aktivacije MAPK puta i oslobađanja upalnih čimbenika, što je u skladu s protuupalnim mehanizmom BSYJD-a, dodatno podržavajući sinergistički učinak biljnih ekstrakata koji toniziraju bubrege u liječenju neurodegenerativnih bolesti.

Rezultati obogaćivanja puta KEGG dodatno su potvrdili da ključni mehanizmi BSYJD-a uključuju put AD, puteve višestrukih bolesti povezane s neurodegeneracijom, put MAPK, put PI3K-Akt i put apoptoze. Fiziološke funkcije signalnog puta PI3K-Akt uglavnom uključuju regulaciju preživljavanja stanica i apoptozu, metaboličku regulaciju, sinaptičku plastičnost, antioksidaciju i protuupalno djelovanje, a to je uobičajeni put za neuronsku smrt kod AD i PD. Inaktivacija ovog puta dovest će do povećane apoptoze neurona, sinaptičkog gubitka i pojačane neuroupale, pogoršavajući patološke promjene neurodegenerativnih bolesti [32-33]. Preliminarne eksperimentalne studije naše istraživačke grupe [34] također su potvrdile da BSYJD značajno poboljšava aktivnost puta PI3K-Akt, čime se ispoljavaju antioksidativni i antiapoptotski učinci.CistancheEkstrakt također može aktivirati signalni put PI3K-Akt, inhibirati apoptozu neurona i zaštititi ultrastrukturu hipokampusa, što je vrlo konzistentno s putem djelovanja BSYJD-a, što ukazuje da je aktivacija puta PI3K-Akt uobičajeni mehanizam za biljne pripravke koji toniziraju bubrege u liječenju AD i PD.

Osim toga, vrijedno je napomenuti da glavni spojevi BSYJD-a imaju antitumorske učinke, a obogaćeni osnovni putevi uključuju neke puteve raka. Iako se rak i neurodegenerativne bolesti uvelike razlikuju u patologiji i kliničkim manifestacijama, veliki broj dokaza pokazao je da postoji složena biološka veza između raka i neurodegeneracije, s oksidativnim stresom, oštećenjem DNA i abnormalnom aktivacijom staničnog ciklusa koji igraju ključnu ulogu u obje vrste bolesti [35]. Studije [36-37] su pokazale da se u ranoj fazi AD može dogoditi oštećenje DNK i ponovni ulazak u stanični ciklus u neuronima mozga, što dovodi do stvaranja aneuploidnih neurona. Budući da takvi neuroni ne mogu dovršiti mitozu za proliferaciju novih neurona, ovo abnormalno ponovno pokretanje staničnog ciklusa u konačnici pokreće apoptozu neurona. Na temelju toga, Yamada et al. [37] predložio je teoriju "petlje ponovnog pokretanja agregacije i abnormalnog staničnog ciklusa": čimbenici kao što su starija dob i genetska osjetljivost induciraju abnormalno produljenje mitoze neurona i ponovnog pokretanja staničnog ciklusa, što dovodi do povećanja A i hiperfosforiliranog Tau proteina, što pogoršava abnormalnu mitozu neurona, tvoreći začarani krug uzajamne aktivacije između A i staničnog ciklusa neurona poremećaji. Stoga je razumno da rak dijeli signalne putove koji se preklapaju s AD i PD, a BSYJD može regulirati stanični ciklus putem signalnih putova raka kako bi se postigao terapeutski učinak na neurodegenerativne bolesti.

Rezultati molekularnog spajanja pokazali su da je energija vezanja između osnovnih komponenti BSYJD-a i glavnih ciljeva bolesti bila manja od -5 kcal·mol⁻¹, što ukazuje na dobru aktivnost vezanja, što je dodatno potvrdilo mogućnost BSYJD-a u liječenju AD i PD na molekularnoj razini. U kombinaciji s rezultatima farmakoloških istraživanjaCistancheekstrakta, može se vidjeti da biljni ekstrakti koji toniziraju bubrege predstavljeni BSYJD iCistanchetubulosa dijele slične materijalne osnove i mehanizme djelovanja u liječenju AD i PD, što daje novu ideju za razvoj višekomponentnih i višeciljnih biljnih pripravaka za neurodegenerativne bolesti.

Ukratko, ova je studija otkrila da glavne aktivne komponente BSYJD-a za heteropatiju homoterapije AD i PD uključuju haringtonin, (2R,3R,3aS)-3a-alil-2-(1,3-benzodioksol-5-il)-5-metoksi-3-metil-2,3-dihidrobenzofuran-6-on, gomisin B, kadsurenon i (6aR,11aR)-9,10-dimetoksi-6a,11a-dihidro-6H-benzofuro[3,2-c]kromen-3-ol. Ove komponente mogu sudjelovati u regulaciji višestrukih signalnih putova kao što su putovi MAPK i PI3K-Akt kroz više ciljeva uključujući AKT1, TNF, TP53 i EGFR, vršeći učinke kao što su inhibicija apoptoze neurona, ublažavanje neuroupale i otpor oksidativnom stresu, čime se zajednički suprotstavljaju temeljnim patološkim mehanizmima AD i PD i postižu heteropatija homoterapija dviju bolesti. Osim toga,Cistanche tubulosaekstrakt, biljni ekstrakt koji njeguje bubrege s dokazanim anti-AD i neuroprotektivnim učincima, ima vrlo dosljedan mehanizam djelovanja s BSYJD-om, što dodatno obogaćuje konotaciju TCM teorije o "heteropatijskoj homoterapiji" i pruža novu znanstvenu osnovu za kliničku primjenu biljnih ekstrakata u liječenju neurodegenerativnih bolesti kao što su AD i PD.

 

Reference

[1] HESTON MB, TEAGUE JP, CODY KA, et al. Čimbenici povezani s dobi u trenutku nastanka patologije tau i vrijeme od pojave tau do demencije u Alzheimerovoj bolesti[J]. Alzheimerov dement, 2025, 21(8): e70551.

[2] BALESTRINO R, SCHAPIRA AH V. Parkinsonova bolest [J]. Eur J Neurol, 2020, 27(1): 27-42.

[3] ZHANG X, YANG S, HAN S, et al. Diferencijalna metilacija circRNA m6A u mišjem modelu APP/PS1 Alzheimerove bolesti [J]. Mol Med Rep, 2023, 27(2): 55.

[4] DELIZ JR, TANNER CM, GONZALEZ LP. Epidemiologija Parkinsonove bolesti: ažuriranje [J]. Curr Neurol Neurosci Rep, 2024, 24(6): 163-179.

[5] SHEN Y, ZHANG Q, ZHAO JQ, et al. Napredak istraživanja o uobičajenim patološkim mehanizmima Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti[J]. Chin J Integr Tradit West Med, 2018, 36(2): 319-322. (na kineskom)

[6] MONZIO CG, DI FA, CORTI S, et al. Uloga mitohondrija u neurodegenerativnim bolestima: pouke iz Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti [J]. Mol Neurobiol, 2020, 57(7): 2959-2980.

[7] BUCCELLATO FR, D'ANCA M, SERPENTE M, et al. Uloga glimfatičkog sustava u patogenezi Alzheimerove i Parkinsonove bolesti [J]. Biomedicines, 2022, 10(9): 2261.

[8] NIE ZL, ZHOU X L. Analiza TCM etiologije i patogeneze Alzheimerove bolesti [J]. Lishizhen Med Mater Med Res, 2020, 31(6): 1443-1444. (na kineskom)

[9] YAN CH, ZHANG JL, GUO L, et al. Rasprava o teoriji TCM patogeneze Parkinsonove bolesti[J]. Chin J Basic Med TCM, 2011, 17(9): 940-941, 943. (na kineskom)

[10] HE YQ, YU G R. Liječenje demencije teorijom "tonizirajuće esencije" uNan Jing[J]. Shaanxi J Tradit Chin Med, 2012, 33(6): 746-747. (na kineskom)

[11] ZHAO D P. Studija o zaštitnom učinkuRehmanniae Radixna krvno-moždanu barijeru APP/PS1 miševa i kliničku primjenu TCM recepta sRehmanniae Radixkao monarch biljka u liječenju Alzheimerove bolesti[D]. Nanjing: Sveučilište kineske medicine Nanjing, 2022. (na kineskom)

[12] SHI GJ, HE YQ, YU G R. Studija o učinku ljekovitog seruma Bushen Yijing dekokcije na D-galaktozom izazvano oštećenje primarnih kultiviranih neurona [J]. Jiangsu J Tradit Chin Med, 2015., 47(2): 80-82. (na kineskom)

[13] WANG D D. Učinak ljekovitog seruma "Bushen Yijing Decoction" na krvno-moždanu barijeru i procjena učinkovitosti recepta u liječenju blagog kognitivnog oštećenja [D]. Nanjing: Sveučilište kineske medicine Nanjing, 2016. (na kineskom)

[14] WU H T. Studija o učinkuRehmanniae Radix Praeparatana Caenorhabditis elegans PD modelu koji se temelji na patogenezi "nedostatka yina jetre i bubrega"[D]. Nanjing: Sveučilište kineske medicine Nanjing, 2024. (na kineskom)

[15] ECKELBARGER JD, WILMOT JT, EPPERSON MT, et al. Sinteza antiproliferativnih Cephalotaxus estera i njihova procjena protiv nekoliko humanih hematopoetskih i solidnih tumorskih staničnih linija: otkrivanje različite osjetljivosti na višestruku rezistenciju [J]. Chemistry, 2008, 14(14): 4293-4306.[16] LIU J, ZUO X, HUANG M, i sur. Višenamjenski gomisin B poboljšava kognitivnu funkciju kod APP/PS1 transgenih miševa reguliranjem klirensa A i neuronske apoptoze[J]. Biomed Pharmacother, 2023, 166: 115423.[17] XU RW, FAN YX, ZHU Y, et al. Kemijski sastojci i neuroprotektivno djelovanjePiperis Kadsurae Caulis[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2023, 54(24): 7959-7966. (na kineskom)[18] LIN LC, SHEN CC, SHEN YC, et al. Protuupalni neolignani iz Piper kadsure [J]. J Nat Prod, 2006, 69(5): 842-844.[19] LYU M. Studija o anti-Alzheimerovoj bolesti i antitumorskim učincima i mehanizmimaNandina Domestica[D]. Hangzhou: Sveučilište kineske medicine Zhejiang, 2016. (na kineskom)[20] TENG CM, YU SM, CHEN CC, et al. Inhibicija razgradnje fosfoinozitida izazvane trombinom i kolagenom u trombocitima kunića antagonistom PAF-a - denudatinom B, izomerom kadsurenona [J]. Thromb Res, 1990, 59(1): 121-130.

[21] AHMAD F, NIDADAVOLU P, DURGADOSS L, et al. Kritični cisteini u Akt1 reguliraju njegovu aktivnost i proteasomsku razgradnju: implikacije za neurodegenerativne bolesti [J]. Free Radic Biol Med, 2014, 74: 118-128.

[22] NAKAGAMI Y. Inhibitori toksičnosti izazvane beta-amiloidom moduliranjem Akt signalnog puta [J]. Drug News Perspect, 2004, 17(10): 655-660.

[23] FISCHER R, MAIER O. Međuodnos oksidativnog stresa i upale u neurodegenerativnim bolestima: uloga TNF[J]. Oxid Med Cell Longev, 2015, 2015: 610813.

[24] LI YY, QIN ZH, SHENG R. Višestruke uloge autofagije u neuralnim funkcijama i bolestima [J]. Neurosci Bull, 2024, 40(3): 363-382.

[25] ROMANO R, BUCCI C. Uloga EGFR u živčanom sustavu [J]. Ćelije, 2020., 9(8): 1887.[26] LU YC, YEH WC, OHASHI PS. LPS/TLR4 put transdukcije signala[J]. Cytokine, 2008, 42(2): 145-151.[27] FU R, SHEN Q, XU P i sur. Fagocitoza mikroglije u bolestima središnjeg živčanog sustava[J]. Mol Neurobiol, 2014., 49(3): 1422-1434.[28] KUO HC, CHEN SL, CHIU SC, et al. Tolerizirana mikroglija štiti neurone od proizvodnje TNF-a izazvane endotoksinom preko intracelularnog p38 MAPK signalnog puta ovisnog o LBP-u [J]. Upala, 2023., 46(5): 2011.-2021..[29] CAI Y, LIU J, WANG B, et al. Mikroglija u neuroinflamatornoj patogenezi Alzheimerove bolesti i srodni terapeutski ciljevi [J]. Front Immunol, 2022, 13: 856376.[30] LV QK, TAO KX, WANG XB, et al. Uloga -sinukleina u mikrogliji: autofagija i fagocitoza uravnotežuju neuroinflamaciju u Parkinsonovoj bolesti [J]. Inflamm Res, 2023, 72(3): 443-462.

[31] WEN Y. Kliničko promatranje Bushen Yijing decoctiona u liječenju Alzheimerove bolesti i njegov učinak na MAPK put stanica PC12 induciran D-galaktozom [D]. Nanjing: Sveučilište kineske medicine Nanjing, 2016. (na kineskom)

[32] LONG HZ, CHENG Y, ZHOU ZW, et al. PI3K/AKT signalni put: cilj prirodnih proizvoda u prevenciji i liječenju Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti [J]. Front Pharmacol, 2021, 12: 648636.[33] FU WY, LUO JP, LIU C H. Napredak istraživanja o mehanizmu signalnog puta PI3K/AKT u uobičajenim neurodegenerativnim bolestima [J]. Lett Biotechnol, 2017, 28(6): 853-859. (na kineskom) [34] HU Y, HAO R, LI D, et al. Eksperimentalna verifikacija liječenja Bu-Shen-Yi-Jing-Fanga u Alzheimerovoj bolesti analizom mogućeg signalnog puta mrežne farmakologije [J]. BMC Complement Med Ther, 2024, 24(1): 222.[35] SALEMI M, MOGAVERO MP, LANZA G, et al. Primjeri obrnutog komorbiditeta između raka i neurodegenerativnih bolesti: moguća uloga nekodirajuće RNA[J]. Ćelije, 2022., 11(12): 1930.[36] RAO CV, ASCH AS, CARR DJ, et al. "Amiloid-beta akumulacijski ciklus" kao cilj prevencije i/ili terapije Alzheimerove bolesti [J]. Aging Cell, 2020., 19(3): e13109.[37] CHEN SD, YANG JL, LIN YC, et al. Nove uloge inhibitora diferencijacije-1 u Alzheimerovoj bolesti: ponovni ulazak u stanični ciklus i dalje [J]. Ćelije, 2020., 9(7): 1746.