Mehanistička studija mongolskog biljnog recepta zasnovanog na Cistanche u liječenju akutne ozljede bubrega: pristup mrežnoj farmakologiji, molekularnom spajanju i in vivo validaciji

2. Rezultati

2.1 Mrežna farmakološka analiza

2.1.1 Provjera aktivnih komponenti i ciljeva mongolskog recepta zasnovanog na Cistanche i izgradnja mreže komponenta-cilj

Prema kriterijumima skrininga, prikupljeno je ukupno 75 aktivnih komponenti, uključujući 15 izPiper longum, 8 odAreca nut, 13 odAlpinia officinarum, 32 odCimet, 7 odNar, i 4 odAmomum villosum. među njima,NariAlpinia officinarumdijeli 3 komponente, iAmomum villosumiAlpinia officinarumdijeli 1 komponentu. Odgovarajući ciljevi uključivali su 97 forPiper longum, 23 forAreca nut, 188 forAlpinia officinarum, 440 forCimet, 181 forNar, i 78 forAmomum villosum. Nakon uklanjanja duplikata, dobiveno je ukupno 682 jedinstvene mete. Ove komponente i ciljevi su uvezeni u Cytoscape kako bi se stvorila vizualna mreža (slika 1), gdje veći čvorovi ukazuju na viši stepen centralnosti.

 

 

 

2.1.2 Prikupljanje AKI ciljeva

Ciljevi vezani za AKI prikupljeni su iz sljedećih baza podataka:

GeneCards: 11,304 mete

OMIM: 638 meta

TTD: 4 mete

DrugBank: 46 meta

PharmGKB: 91 meta

Nakon uklanjanja duplikata, identificirano je ukupno 11.792 jedinstvenih meta povezanih s AKI. Vennov dijagram je kreiran da vizualizuje preklapanje (slika 2).

2.1.3 Provjera ključnih komponenti i ciljeva i izgradnja PPI mreže

Iz mreže komponenti i cilja u odjeljku 2.1.1, identifikovano je 7 ključnih aktivnih komponenti mongolskog recepta zasnovanog na Cistancheu (vidi tabelu 2). Venov dijagram je pokazao 613 preklapajućih ciljeva između propisanih i AKI povezanih ciljeva (Slika 3). Oni su uneseni u STRING bazu podataka kako bi se izgradila PPI mreža, identificirajući 54 potencijalna cilja i 6 ključnih ciljeva (Slika 4).

Mongolski recept zasnovan na Cistancheu za poboljšanje zdravlja bubrega

Kontaktirajte sada

 

 

 

 

2.1.4 Analiza GO i KEGG obogaćivanja

Analiza obogaćivanja GO dala je 3.943 napomene, uključujući 3.454 biološka procesa (BP), 194 ćelijske komponente (CC) i 295 molekularnih funkcija (MF). Vizualizirano je 10 najboljih unosa po –log10(P-vrijednost).

BP: aktivnost transkripcionog faktora koji veže DNK, regulacija steroidnih hormona, diferencijacija mijeloidnih ćelija

CC: kompleks regulatora transkripcije, membranski splav, vezikule

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

KEGG analiza puteva identifikovala je 212 obogaćenih puteva, sa 20 najboljih vizualizovanih. Ovo je uključivalo:

PI3K/Akt signalni put

IL-17 signalni put

TNF signalni put

HIF-1 signalni put (slika 6)

Mreža puteva složene-ciljane-bolesti je konstruisana da ilustruje višeciljani, višeputni mehanizam mongolske medicine bazirane na Cistancheu u liječenju AKI (Slika 7).

2.1.5 Rezultati molekularnog spajanja

Osnovne komponentekvercetin, T-Muurolol, Heksadekanska kiselina, Alfa-kariofilen, Linoleic Acid, Cis-Cinamaldehid, iPhenethyl Acetatebili povezani sa glavnim ciljevimaAKT1 (PDB: 1unq), TNF (PDB: 5uui), IL6 (PDB: 1alu), TP53 (PDB: 3d06), IL1B (PDB: 5r8q), iEGFR (PDB: 8a27).

Energija vezivanja ispod 0 kJ/mol ukazuje na potencijalno vezivanje, dok < –7 kJ/mol ukazuje na snažno vezivanje. Sve energije pristajanja bile su ispod –7 kJ/mol, pokazujući snažne interakcije vezivanja. Vizualizirano je 6 najboljih 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 sa ciljevima, što ih čini vjerovatno ključnim komponentama u liječenju AKI baziranom na Cistancheu.

2.2 In vivo eksperimentalni rezultati

2.2.1 Opšte stanje, tjelesna težina i bubrežni indeks miševa

Miševi u grupi modela pokazali su smanjen unos hrane i izlučivanje mokraće, letargiju i povećan broj disanja i srca. Ovi simptomi su poboljšani u liječenim grupama. U poređenju sa kontrolnom, miševi modelne grupe imali su značajno smanjenu tjelesnu težinu (P < 0,01, F=6.979), dok su i niske i visoke doze grupe pokazale značajan oporavak težine (P < 0,01, Slika 11). Indeks bubrega je značajno povišen u grupi modela (P < 0,01, F=8.56) i smanjena ovisno o dozi nakon liječenja (P < 0,05, Slika 12).

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

Miševi modelne grupe imali su značajno povišene nivoe azota uree u krvi (BUN), serumskog kreatinina (Scr) i mokraćne kiseline (UA) u poređenju sa kontrolom (P < 0,01). Obje grupe tretmana smanjile su BUN (P < 0,01, F=12.46), a grupa sa visokim dozama značajno je smanjila nivoe Scr i UA (P < 0,01, F=12.8 i 13,77, odnosno). UA je bila značajno niža u grupi sa visokim dozama nego u grupi sa niskim dozama (P < 0,05, Slika 13).

2.2.3 Histopatološke promjene u bubrežnom tkivu (HE bojenje)

HE bojenje je pokazalo normalnu morfologiju bubrega u kontrolnoj grupi. Grupa modela pokazala je odvajanje tubularnih epitelnih ćelija, gipse, oticanje glomerula i inflamatornu infiltraciju. Obje terapijske grupe pokazale su oslabljena patološka oštećenja (Slika 14).

2.2.4 Utjecaj na TNF-, IL-6 i IL-1

Ovi inflamatorni citokini su ključne mete tretmana baziranog na Cistancheu. Nivoi TNF-, IL-6 i IL-1 su značajno povišeni u grupi modela (P < 0,01, Slika 15). Obje terapijske grupe su značajno smanjile ove nivoe, pri čemu je grupa sa visokim dozama pokazala izraženije efekte.

2.2.5 Utjecaj na ekspresiju proteina puta PI3K/Akt

U poređenju sa kontrolom, nivoi ekspresije PI3K i p-Akt/Akt proteina su značajno smanjeni u grupi modela (P < 0,05). Tretman je značajno vratio ove razine na način ovisan o dozi (P < 0,01, Slika 16).

3. Diskusija

AKI ostaje glavni globalni zdravstveni problem, sa preko 2 miliona smrtnih slučajeva godišnje. Njegova složena etiologija, visoka incidencija i loša prognoza stavljaju težak teret na pacijente i zdravstvene sisteme. Trenutno nema dostupnih efikasnih lijekova; liječenje je uglavnom potporno i skupo.

Prema tradicionalnoj mongolskoj medicini, bubrezima upravljajuBadaganprincipu i pripada elementu "vode", koji reguliše telesne tečnosti. Višak Badagana dovodi do unutrašnje vlage i disfunkcije bubrega. TheMongolska formula bazirana na Cistancheu, sastavljen odCistanche, Nar, Cimet, Piper longum, Alpinia officinarum, iAmomum villosum, dizajniran je da zagrije bubrege i uspostavi ravnotežu između tri korijena (Badagan, Heyi i Shira).

Svaka biljka ima određene funkcije:

Cistanche: tonizira jang bubrega, poboljšava cirkulaciju krvi

Piper longum: raspršuje hladnoću, jača konstituciju

Alpinia officinarum: zagrijava stomak, ublažava bol

Cimet: zagrijava jang bubrega, podiže energiju

Nar: gasi žeđ, ublažava bol

Amomum villosum: jača i zagrijava slezinu
Zajedno izbacuju bubrežnu hladnoću i vraćaju ravnotežu, te tako liječe bubrežne poremećaje.

Ova studija je koristilamrežna farmakologijasistematski istražiti aktivne spojeve i mehanizme mongolske medicine bazirane na Cistancheu. Identifikovane osnovne komponente-kvercetin, T-Muurolol, Heksadekanska kiselina, Alfa-kariofilen, Linoleic Acid, Cis-Cinamaldehid, iPhenethyl Acetate-su podržani literaturom:

kvercetinsmanjuje apoptozu i upalu u AKI

T-Muurolol, od eteričnih ulja, ima protuupalna svojstva

Heksadekanska kiselinainhibira proliferaciju ćelija

Alfa-kariofilenima protuupalno, antimikrobno i antikancerogeno djelovanje

Linoleic Acidmodulira upalu posredovanu makrofagom

Cis-Cinamaldehidpokazuje antioksidativno i antibakterijsko djelovanje

Phenethyl Acetatereguliše nervni sistem putem aromaterapije

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

GO i KEGG obogaćivanje sugeriralo je složene biološke procese i ključne puteve, posebnoPI3K/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 vezivanje između ključnih spojeva i ciljeva, podržavajući njihovu relevantnost u liječenju AKI.

Eksperimenti in vivopotvrdio nalaze mrežne farmakologije:

Poboljšana tjelesna težina i indeks bubrega

Smanjeni BUN, Scr i UA

Ublažena histopatološka oštećenja

Smanjeni nivoi TNF-, IL-6, IL-1

Povećana PI3K i p-Akt/Akt ekspresija

mehanički,PI3Kpretvara PIP2 u PIP3, koji se aktiviraAkt, potiskujući otpuštanje inflamatornih citokina. Smanjenje upale pospješuje popravak tubularnog epitela i obnavlja funkciju bubrega.

 

Zaključak

Ovo istraživanje otkriva toMongolska medicina bazirana na Cistancheu liječi AKIkroz više aktivnih spojeva, ciljeva i puteva – posebno prekoPI3K/Akt signalni put, koji modulira upalu i štiti funkciju bubrega. Dok su nalazi mrežne farmakologije potvrđeni na životinjskim modelima, budućnostin vitro i velike kliničke studijepotrebni su za podršku kliničkoj upotrebi i razvoju tradicionalne mongolske medicine za AKI.