Mehaničko istraživanje mongolskog biljnog recepta na bazi cistanhe u liječenju akutne ozljede bubrega: mrežna farmakologija, molekularno spajanje i in vivo pristup validaciji

2. Rezultati

2.1 Mrežna farmakološka analiza

2.1.1 Probir aktivnih komponenti i ciljeva mongolske recepture temeljene na Cistanche i konstrukcija mreže komponenta-cilj

Prema kriterijima probira prikupljeno je ukupno 75 aktivnih komponenti, uključujući 15 izPiper longum, 8 odAreca orah, 13 odAlpinia officinarum, 32 odCimet, 7 odNar, i 4 odAmomum villosum. Među njima,NariAlpinia officinarumdijelio 3 komponente, iAmomum villosumiAlpinia officinarumdijeli 1 komponentu. Odgovarajući ciljevi uključivali su 97 forPiper longum, 23 forAreca orah, 188 forAlpinia officinarum, 440 forCimet, 181 forNar, i 78 forAmomum villosum. Nakon uklanjanja duplikata dobivene su ukupno 682 jedinstvene mete. Ove komponente i ciljevi uvezeni su u Cytoscape kako bi se generirala vizualna mreža (Slika 1), gdje veći čvorovi označavaju viši stupanj centralnosti.

 

 

 

2.1.2 Skupljanje AKI meta

Ciljevi vezani uz AKI prikupljeni su iz sljedećih baza podataka:

GeneCards: 11,304 meta

OMIM: 638 meta

TTD: 4 mete

Banka lijekova: 46 meta

PharmGKB: 91 meta

Nakon uklanjanja duplikata identificirana su ukupno 11.792 jedinstvena cilja povezana s AKI. Izrađen je Vennov dijagram za vizualizaciju preklapanja (Slika 2).

2.1.3 Provjera temeljnih komponenti i ciljeva i izgradnja PPI mreže

Iz ciljne mreže komponenti u odjeljku 2.1.1 identificirano je 7 ključnih aktivnih komponenti mongolskog recepta na bazi Cistanche (vidi tablicu 2). Vennov dijagram pokazao je 613 ciljeva koji se preklapaju između propisanih i ciljeva povezanih s AKI (Slika 3). Oni su uneseni u bazu podataka STRING kako bi se izgradila PPI mreža, identificirajući 54 potencijalna cilja i 6 ključnih ciljeva (Slika 4).

Mongolski recept na bazi cistanhe za poboljšanje zdravlja bubrega

Kontaktirajte odmah

 

 

 

 

2.1.4 GO i KEGG analiza obogaćivanja

Analiza obogaćivanja GO dala je 3943 bilješke, uključujući 3454 biološka procesa (BP), 194 stanične komponente (CC) i 295 molekularnih funkcija (MF). Vizualizirano je prvih 10 unosa prema –log10(P-vrijednost).

BP: aktivnost faktora transkripcije vezanja DNA, regulacija steroidnih hormona, diferencijacija mijeloidnih stanica

CC: kompleks regulatora transkripcije, membranska splav, vezikule

MF: vezanje faktora transkripcije, vezanje fosfataze, vezanje citokina (Slika 5)

Analiza KEGG puta identificirala je 212 obogaćenih putova, s vizualiziranim prvih 20. To uključuje:

PI3K/Akt signalni put

IL-17 signalni put

TNF signalni put

HIF-1 signalni put (Slika 6)

Mreža putova složenih meta bolesti konstruirana je kako bi se ilustrirao višeciljani mehanizam mongolskog lijeka koji se temelji na Cistancheu u liječenju AKI (Slika 7).

2.1.5 Rezultati molekularnog spajanja

Osnovne komponentekvercetin, T-Muurolol, Heksadekanska kiselina, Alfa-kariofilen, Linoleinska kiselina, Cis-cinamaldehid, ifenetil acetatbili spojeni s glavnim ciljevimaAKT1 (PDB: 1unq), TNF (PDB: 5uui), IL6 (PDB: 1alu), TP53 (PDB: 3d06), IL1B (PDB: 5r8q), iEGFR (PDB: 8a27).

Energija vezanja ispod 0 kJ/mol ukazuje na potencijalno vezanje, dok < –7 kJ/mol sugerira snažno vezanje. Sve energije spajanja bile su ispod –7 kJ/mol, pokazujući jake interakcije vezanja. Vizualizirano je prvih 6 interakcija (Slika 9):

IL1B–T-muurolol

TP53–Cis-cinamaldehid

TP53–Alfa-kariofilen

IL1B–Alfa-kariofilen

TNF–T-muurolol

TP53–T-muurolol

T-Muurolol i Alpha-Caryophyllene imali su najjače interakcije s metama, što ih čini vjerojatno ključnim komponentama u liječenju AKI-a temeljenom na Cistancheu.

2.2 Eksperimentalni rezultati in vivo

2.2.1 Opće stanje, tjelesna težina i bubrežni indeks miševa

Miševi u modelnoj skupini pokazali su smanjeni unos hrane i izlučivanje urina, letargiju i ubrzani broj otkucaja disanja i srca. Ovi simptomi su se poboljšali u terapijskim skupinama. U usporedbi s kontrolom, miševi modelne skupine imali su značajno smanjenu tjelesnu težinu (P < 0,01, F=6.979), dok su i skupine s niskom i visokom dozom pokazale značajan oporavak težine (P <0,01, slika 11). Indeks bubrega bio je značajno povišen u skupini modela (P < 0,01, F=8.56) i smanjio ovisno o dozi nakon liječenja (P < 0,05, slika 12).

2.2.2 Učinak recepta na bazi Cistanche na BUN, Scr i UA

Miševi modelne skupine imali su značajno povišene razine dušika ureje u krvi (BUN), serumskog kreatinina (Scr) i mokraćne kiseline (UA) u usporedbi s kontrolom (P <0,01). Obje terapijske skupine smanjile su BUN (P < 0,01, F=12.46), a skupina s visokim dozama značajno je smanjila razine Scr i UA (P < 0,01, F=12.8 i 13,77, odnosno). UA je bio značajno niži u skupini s visokom dozom nego u skupini s niskom dozom (P < 0,05, slika 13).

2.2.3 Histopatološke promjene u tkivu bubrega (HE bojenje)

Bojanje HE pokazalo je normalnu morfologiju bubrega u kontrolnoj skupini. Skupina modela pokazala je odvajanje tubularnih epitelnih stanica, odljeve, oticanje glomerula i upalnu infiltraciju. Obje liječene skupine pokazale su oslabljeno patološko oštećenje (Slika 14).

2.2.4 Učinak na TNF- , IL-6 i IL-1

Ovi upalni citokini temeljni su ciljevi liječenja temeljenog na Cistanche. Razine TNF-, IL-6 i IL-1 bile su značajno povišene u skupini modela (P <0,01, slika 15). Obje liječene skupine značajno su smanjile te razine, pri čemu je skupina s visokom dozom pokazala izraženije učinke.

2.2.5 Učinak na ekspresiju proteina puta PI3K/Akt

U usporedbi s kontrolom, razine ekspresije proteina PI3K i p-Akt/Akt bile su značajno smanjene u skupini modela (P < 0,05). Liječenje je značajno obnovilo te razine na način ovisan o dozi (P <0,01, slika 16).

3. Rasprava

AKI ostaje veliki globalni zdravstveni problem, s više od 2 milijuna smrtnih slučajeva godišnje. Njegova složena etiologija, visoka incidencija i loša prognoza teško opterećuju pacijente i zdravstvene sustave. Trenutno nema dostupnih učinkovitih lijekova; liječenje je uglavnom potporno i skupo.

Prema tradicionalnoj mongolskoj medicini, bubrezima upravljajuBadaganprincipu i pripada elementu "vode", regulirajući tjelesne tekućine. Višak Badagana dovodi do unutarnje vlage i disfunkcije bubrega. TheMongolska formula na bazi Cistanche, sastavljen odCistanche, Nar, Cimet, Piper longum, Alpinia officinarum, iAmomum villosum, osmišljen je da zagrije bubreg i uspostavi ravnotežu između tri korijena (Badagan, Heyi i Shira).

Svaka biljka ima određene funkcije:

Cistanche: tonizira yang bubrega, poboljšava cirkulaciju krvi

Piper longum: tjera prehladu, jača konstituciju

Alpinia officinarum: zagrijava želudac, ublažava bolove

Cimet: zagrijava yang bubrega, podiže energiju

Nar: gasi žeđ, ublažava bol

Amomum villosum: steže i grije slezenu
Zajedno tjeraju bubrežnu prehladu i uspostavljaju ravnotežu te tako liječe bubrežne poremećaje.

Ova studija koristimrežna farmakologijasustavno istraživati ​​aktivne spojeve i mehanizme mongolske medicine temeljene na Cistanche. Identificirane ključne komponente-kvercetin, T-Muurolol, Heksadekanska kiselina, Alfa-kariofilen, Linoleinska kiselina, Cis-cinamaldehid, ifenetil acetat- potkrijepljeni su literaturom:

kvercetinsmanjuje apoptozu i upalu kod AKI

T-Muurolol, od eteričnih ulja, ima protuupalna svojstva

Heksadekanska kiselinainhibira proliferaciju stanica

Alfa-kariofilendjeluje protuupalno, antimikrobno i antikancerogeno

Linoleinska kiselinamodulira upalu posredovanu makrofagima

Cis-cinamaldehidpokazuje antioksidativno i antibakterijsko djelovanje

fenetil acetatregulira živčani sustav putem aromaterapije

Analiza PPI mreže otkrila je glavne ciljeve:AKT1, TNF, IL6, TP53, IL1B, EGFR. Oni su uključeni u upalu, preživljavanje stanica, apoptozu i imunološku regulaciju.

Obogaćivanje GO i KEGG-om sugeriralo je posebno složene biološke procese i ključne putovePI3K/Akt, IL-17, TNF, iHIF-1. PI3K/Akt put je najviše obogaćen i igra ključnu ulogu u metabolizmu, rastu i upali. Moduliranje ovog puta može ublažiti AKI smanjenjem apoptoze i upale.

Molekularno spajanje potvrdilo je snažno vezanje između osnovnih spojeva i ciljeva, podupirući njihovu važnost u liječenju AKI.

Pokusi in vivopotvrdio mrežne farmakološke nalaze:

Poboljšana tjelesna težina i indeks bubrega

Smanjeni BUN, Scr i UA

Ublažena histopatološka oštećenja

Snižene razine TNF-a, IL-6, IL-1

Pojačana ekspresija PI3K i p-Akt/Akt

Mehanički,PI3Kpretvara PIP2 u PIP3, koji se aktiviraAkt, suzbijanje upalnog oslobađanja citokina. Smanjenje upale potiče popravak epitela tubula i obnavlja funkciju bubrega.

 

Zaključak

Ova studija to otkrivaMongolski lijek na bazi cistanhe liječi AKIkroz višestruke aktivne spojeve, mete i putove - osobito putemPI3K/Akt signalni put, koji modulira upalu i štiti funkciju bubrega. Iako su nalazi mrežne farmakologije potvrđeni na životinjskim modelima, budućnostin vitro i kliničke studije velikih razmjerapotrebni su za podršku kliničkoj uporabi i razvoju tradicionalne mongolske medicine za AKI.