1. DIO Skrining i karakterizacija tradicionalne kineske medicine zasnovane na DNK mikromrežama

Ryoichi Kiyama

Institut za biomedicinska istraživanja, Nacionalni institut za naprednu industrijsku nauku i tehnologiju (AIST), 1-1-1 Higashi, Tsukuba 305-8566, Ibaraki, Japan; kiyama.r@aist.go.jp; Tel.: plus 81-29-861-6189

Akademski urednik: Christophe A. Marquette

Primljeno: 16. decembra 2016.; Prihvaćeno: 23. januara 2017.; Objavljeno: 30. januara 2017

Sažetak: Primena DNK mikromrežnog testa (DMA) je ušla u novu eru zahvaljujući nedavnim inovacijama u omics tehnologijama. Ovaj pregled rezimira nedavne primjene profiliranja genske ekspresije zasnovane na DMA fokusirajući se na skrining i karakterizacijutradicionalne kineske medicine. Prvo, bilje, pečurke i dijetetske biljke analizirane od strane DMA zajedno sa njihovim efektivnim komponentama i njihovim biološkim/fiziološkim efektima su sumirane i diskutovane ispitivanjem njihove sveobuhvatne liste i liste reprezentativnih efikasnih hemikalija. Drugo, mehanizmi djelovanjatradicionalne kineske medicinesu sažeti ispitivanjem gena i puteva odgovornih za djelovanje, ćelijskih funkcija uključenih u djelovanje i aktivnosti koje otkriva DMA (tihi estrogeni). Treće, primjene DMA za tradicionalneKineska medicinarazmatraju se ispitivanjem prijavljenih primjera i novih protokola za njegovu upotrebu u kontroli kvaliteta. Očekuju se daljnje inovacije u procjeni korisnih efekata zasnovanoj na signalnim putevima i procjeni potencijalnih rizika tradicionalne kineske medicine, baš kao što su uočene u drugim blisko povezanim poljima, kao što su terapeutska, ekološka, ​​nutritivna i farmakološka polja.

Ključne riječi:DNK mikromrež;tradicionalne kineske medicine; signalni put; estrogen; hemikalije za hranu

Za više informacija kontaktirajte:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanchedeserticola ima mnogo efekata, kliknite ovde da saznate više

1. Uvod

Biljna medicina je važan dio tradicionalne medicinske prakseKineska medicina(TCM) i sastoji se od raznih biljnih vrsta [1,2]. Dok je efikasnostbiljni lijekponekad se smatra sumnjivim [3,4], to bi moglo biti dijelom zbog poteškoća u kontroli kvaliteta bilja i količine njihovih djelotvornih komponenti. Stoga su korištene različite metode da se potvrdi njihova djelotvornost i identifikuju djelotvorne komponente [5]. Moderne tehnologije, kao što su tečna hromatografija visokih performansi (HPLC) i kvantitativna reverzna transkripciona polimerazna lančana reakcija (qRT-PCR), kontinuirano se razvijaju i koriste da zamene konvencionalne tehnologije za sveobuhvatnu i isplativu kontrolu kvaliteta biljne medicine [ 6]. Iako su nedavni napredak u projektima ljudskog i drugih genoma i razvoj raznih tehnologija omike 一kao što su genomika i transkriptomika一 doprinijeli identifikaciji i korištenju djelotvornih komponenti i kontroli kvaliteta/autentifikaciji ljekovitog bilja [7-11 ], još uvijek tragamo za najboljom strategijom za maksimalno korištenjebiljni lijek. Ovaj pregled se fokusira na profilisanje genske ekspresije zasnovano na mikromrežu DNK, ključnu tehnologiju u transkriptomici, i pokazuje kako su istraživači koristili ovu tehnologiju za skrining i karakterizaciju TCM. Konkretno, unakrsno ispitivanje podataka o TCM-ima, i njihovim sastavnim biljem, gljivama i dijetetskim biljkama, postalo je veoma važno za procjenu stečenog znanja i procjenu prednosti/mana TCM-a i njegove efikasne primjene.

TCM uključuje prakse kao što su akupunktura, moksibuscija,Kineski biljni lijek, tui na, dijetalna terapija, tai chi i qi gong, koji je ukorijenjen u drevnoj filozofiji taoizma i više Microarrays 2017, 6,4; doi:10.3390/microarrays6010004 stariji od 2500 godina [12]. Originalni TCM je dalje razvijen i modificiran kako bi se prilagodio ljudima različitih nacionalnosti i genetskog porijekla (što dovodi do različitih vrsta zdravstvenih problema, prehrambenih i prehrambenih običaja/praksa, te načina razmišljanja i vjerovanja o medicini), na osnovu varijacija u vrstama bilja i njihovim sastojcima u zemljama kao što su Japan i Koreja, gdje su razvijeni Kampo i tradicionalna korejska medicina (TKM). Stoga biljno liječenje uključuje niz biljnih vrsta i načina njihove prerade. Nadalje,biljni lijekse često koristi sa drugim sastojcima kao što su pečurke i dijetetske biljke, tako da se ovde takođe raspravlja o njihovim ekstraktima i efikasnim hemikalijama.

DNK mikronizovi su vrsta biotehnološkog uređaja koji se koristi za otkrivanje promjena u genomskoj DNK i mRNA i za praćenje gena i njihovih ekspresija povezanih s različitim funkcijama; stoga su se naširoko koristili u osnovnim istraživanjima i industrijskom istraživanju/razvoju (pregledali Kiyama & Zhu [13]). DNK mikromrežni test (DMA) je korišten za skrining i karakterizaciju korisnih materijala među mješavinama hemikalija i ekstrakata prirodnih resursa uključujući biljke. DMA ima prednosti i nedostatke u odnosu na druge tehnologije. Korišćen je kao dijagnostički uređaj, kao što je za genotipizaciju gena koji metaboliziraju lijekove i predviđanje metastatskog rizika od raka dojke, što se može pripisati njegovoj jedinstvenoj karakteristici pružanja dovoljno složenosti da se razlikuju varijacije potrebne za dijagnozu i potrebna pouzdanost. za precizno predviđanje genotipova/profila ekspresije gena.

Acteosideincistancheimaju dobre efekte nabubreg

2. Biljna medicina, efikasne hemikalije i njihovi efekti

2.1. Bilje, gljive i dijetetske biljke analizirane DNK mikromrežnim testovima

Određeni broj biljaka, gljiva i dijetalnih biljaka, uključujući i one koje se koriste kao TCM u Kini, Koreji (TKM) i Japanu (Kampo), analizirao je DMA (Tabela 1).

DMA je analizirao ekstrakte bilja, uključujući sljedeće: ekstrakte cjeline ili dijelova poput cvijeta i lišća, korijena alkaneta, američkog ginsenga, bodljikave lubanje, plažnog viteksa, korijena betha, crnog kohoša, grma raka, kineske smokve , boneset, dong Quai, poljska preslica, veliki celandin, kava, leigongteng, moutan, mama, orhideja, ružičasti lapacho, ljubičasti šišar, salai, gospina trava, kurkuma i divlji jam. U međuvremenu, ekstrakti korijena, radiksa ili rizoma napravljeni su od kineske zlatne niti, kineskog božura,cistanche, danshen, zlatni konac, Huang-qi, kudzu i sheng-di-Huang; ekstrakti sjemenki su bili iz lotosa, ili ekstrakti obogaćeni esencijalnim uljem bili su iz lovice i kurkume.

Ekstrakti iz gljiva su također analizirani nakon vađenja cijelog ili plodnog tijela, kao što su ekstrakti iz buna-shimeji, gljive gusjenice, obične gljive, himematsutake, hiratake, lingzhi, kvrgave zagrade, maitakea i ćurećeg repa; nakon ekstrakcije micelija, kao što je onaj iz gljivice gusjenice, himematsutake, lingzhi, grudvasti bracket, maitake, shiitake i ćureći rep; ili nakon ekstrakcije polisaharida iz lingžija ili triterpena iz hiratakea, hoelena i lingžija.

Ekstrakti su napravljeni od mješavina TCM, kao što su: Danggui Buxue Tang, Guanxin br. 2 dekocija, Huang-Lian-Jie-Du dekocija, ISF-1, Kangxianling, PC-SPES, dekocija Pulsatillae, Qingfei Xiaoyan Wan, Qinggan Huoxuefang, S/B lijek, Si-Wu-Tang, VI-28, Xiaoqinglong dekocija, Xuefu Zhuyu dekocija i Zeng Sheng Ping (TCM); Chunggan, SH21B i Youkongdan (TKM); ili Boiogito, Bofutsushosan, Orengedokuto, Hochu-ekki-to, Inchin-ko-to, Juzen-taiho-to, Kososan, Saireito, Toki-shakuyaku-san i Toki-to (Kampo).

Ekstrakti su napravljeni od drugih dijetalnih biljaka (uključujući povrće, voće i žitarice), kao što su borovnica, gorka tikva, heljda, rogač, kineski mahagonij, Chungkookjang (fermentirana soja), đumbir, gromwell, kothala himbutu, jabuka Marie Menard i estragon ili više uobičajenih prehrambenih materijala kao što su jabuka, crna malina, borovnica, brokula, citrusi, karanfilić, beli luk, ginko, grožđe, grejp, zeleni čaj, kivi, liči, nektarina, palma, maslina, breskva, hurmaš, pistaći, soja i kukuruz šećerac.

2.2. Efikasne hemikalije okarakterisane DNK mikromrežnim testovima

Nakon karakterizacije ekstrakata bilja, gljiva ili dijetetskih biljaka, efektivne hemikalije su obogaćene ili, u nekim slučajevima, pročišćene. Zatim ih je DMA analizirao kako bi se identificirale funkcije od interesa ili uključeni signalni putevi (Tabela 2).

Skraćenice za testove su test na životinjama (A), test ćelijske proliferacije (C), test proteina (kao što je Western blotting i imunoesej) (P), test reporter-gena (R) i test transkripcije (kao što je RT-PCR i DNK mikromrežni test) (T). JESU: element antioksidativnog odgovora; ERK: ekstracelularna signalno regulirana kinaza; HSP70: protein toplotnog šoka od 70 kilodaltona; IGF-1R: receptor faktora rasta 1 sličan insulinu; NF-kB: nuklearni faktor K-pojačivač lakog lanca aktiviranih B ćelija; PGG: 1,2,3,4,6-Penta-O-galoil-pD-glukoza; PI3K: fosfatidilinozitol-3-kinaza; PPAR: receptor aktiviran proliferatorom peroksizoma; PUFA: polinezasićene masne kiseline; ROCK: Rho-povezana protein kinaza; ROS: reaktivne vrste kiseonika; TKM: tradicionalna kineska medicina; TNFR1: receptor faktora tumorske nekroze 1

Čiste hemikalije analizirane pomoću DMA su sljedeće: aktein (triterpenski glikozid), akuleatin (kumarin), baikalin (flavonski glikozid), berberin (izohinolinski alkaloid), biohanin A, bosvelinska kiselina (triterpen), brefeldin A (a laktonski antibiotik), celastrol (kinin metid triterpen), helidonin (tercijarni alkaloid), kurkumin (diarilheptanoid), deoksiholna kiselina (steroidna kiselina), 3,3Z-diindolilmetan (derivat indola-3-karbinola), emodin (derivat antrakinona), ergosterol peroksid (derivat steroida), genistein (izoflavon), ginsenozidi Fl/Rbl/Re/Rgl/Rg3/Rhl (steroidni glikozidi/triterpenski saponini), glicirizin (pentaciklički triterpenoid), farnezilfenol/seskviterpenoid), (—)-hidroksilimunska kiselina (derivat limunske kiseline), p-hidroksiisovalerilšikonin (derivat naftohinona), jasminoidin (genipozid), ligustrazin (tetrapirazin), likopen (karoten), miricetin flavonol), obovatol (bifenol), paeoniflorin (monoterpen glikozid), paeonol (derivat acetofenona), 1,2,3,4,6-penta-O-galoil-pD-glukoza (PGG), plumbagin (derivat naftokinona), polisaharid-K (Krestin) (polisaharid vezan za proteine), kvercetin (flavonol), resveratrol (stilbenoid), šafran (karotenoid), salvijanolna kiselina B (tanšinol/kafeinska kiselina), sezamin/episezamin/sezamolin (lignani), sijalil trisulfid (an organsko sumporno jedinjenje), sparstolonin B (ksanton/izokumarin), sulforafan (izotiocijanat), tanšinon IIA (derivat fenantren-kinona), 2,4,3',5'-tetrametoksistilben (fenilpropanoid) i tripterpenoid (triptolid) epoksid).

S druge strane, mješavine hemikalija analiziranih DMA su dijetalna vlakna grožđa (hrapava hrana/dijetalna vlakna), fenoli uljane palme, mješavine fitosterola (mješavine steroidnih jedinjenja), biljni fosfolipidni/lipidni konjugati, polisaharidi i polinezasićene masne kiseline (PUFA). ).

2.3. Biološki/fiziološki efekti identifikovani DNK mikromrežnim testovima

Biološki/fiziološki efekti i medicinska efikasnost su ispitani od strane DMA. Da bi se to postiglo, korišteni su različiti sistemi ispitivanja (Tablica 1), kao što su s različitim vrstama (ljudi; životinje, kao što su piletina, pas, zamorac, miš i štakor; ili mikrobi kao što su kvasac i bakterije) , tkiva (mozak, crijeva, bubrezi, jetra, pluća, mišići, periferna krv ili slezena) i ćelije (ćelije adenokarcinoma, alveolarne epitelne ćelije, ćelije karcinoma dojke, ćelije karcinoma debelog creva, ćelije raka debelog creva, dendritske ćelije, dermalni fibroblasti, endotel ćelije, fibroblasti gingive, ćelije skvamoznog karcinoma glave i vrata (HNSCC), ćelije hepatoma, endotelne ćelije ljudske pupčane vene (HUVEC), keratinociti, ćelije tumora sočiva, ćelije leukemije, makrofagi, neuroglijalne ćelije, oralne skvamozne ćelije, karcinomi , ćelije raka pankreasa, mononuklearne ćelije periferne krvi (PBMC), preadipoktije, ćelije raka prostate, mikrovaskularne endotelne ćelije creva štakora (RIMEC), ćelije retine ili fibroblasti kože); testovi koji ispituju status in vitro (koristeći kultivisane normalne ćelije ili ćelije raka, ili ćelije kvasca ili bakterije, kao što su A549, BxPc-3, Caco-2, colo 205, DU145, ECV304, H9c2, HaCaT, HepG2, HCT-116, H4IIE, HL-60, Hs27, HT-29, J774.1,LT97, MCF-7, MDA-MB-231, MG -63, MonoMac6, NG108-15, PC-3, RAW 264.7, THP-1, 3T3-L1, UM1, UMSCC1 i YPK{{33} }/4 ćelije) ili in vivo (koristeći tkiva ili ćelije životinja, ili zdravih ili bolesnih osoba); i DNK mikromrežne platforme i protokoli za analizu, kao što su oni od ABioscience, Affymetrix, Agilent Technologies, Applied Biosystems, Clontech, GE Healthcare, Illumina, Mitsubishi Rayon, SuperArray i Takara, ili prilagođeni (vidi Odjeljak 3).

Analizirani biološki/fiziološki efekti su sljedeći: ispitivane funkcije/efekti su modulacija angiogeneze, anti-adipogeneza, antiateroskleroza/anti-arterioskleroza, antibiotski učinak, anti-karcinogeneza/anti-metastaza, antidepresivni učinak, antidijabetički/anti- -efekat gojaznosti, anti-endotoksinsko dejstvo, antifibrozni efekat, anti-inflamacija/anti-remodeliranje, antimitotički efekat, apoptoza, kardioprotekcija, proliferacija/diferencijacija ćelija, hemoprevencija, citotoksičnost, prevencija oštećenja DNK, hepatotoksičnost, imuni odgovor, u odgovor, funkcija leukocita, neuromodulacija/neuroprotekcija, prevencija starenja kože, odgovor na stres i zacjeljivanje rana. Testovi su otkrili signalizaciju povezanu s receptorom, kao što su aril ugljikovodični receptor (AhR), inzulinski receptor, receptor aktiviran proliferatorom peroksizoma (PPAR) i receptor sličan Tollu (TLR) ili signalizacija vezana za hormon/faktor rasta, kao što je signalizacija estrogena, IFa/IFp signalizacija,

signalizacija faktora rasta sličnog insulinu 1 (IGF-1) i faktora tumorske nekroze-a (TNF-a)/faktora rasta tumora |31 (TGF-p1) ili signala vezanih za signal medijatora, kao što je kaspaza-3, kinaza regulirana ekstracelularnim signalom (ERK), protein kinaza aktivirana mitogenom (MAPK), nuklearni faktor K-pojačivač svjetlosnog lanca aktiviranih B stanica (NF-kB), p53 i Wnt, ili bolesti/poremećaji, kao što su Alchajmerova bolest, poremećaji cirkulacije, ginekološke bolesti, poremećaji metabolizma lipida, opstruktivna bolest pluća i Parkinsonova bolest.

U međuvremenu, funkcije/efekti identifikovani analizom čistih hemikalija (sažeti u tabeli 2) su sledeće: anti-karcinogeneza (aktin, berberin, biohanin A, celastrol, helidonin, genistein, ginsenozid Rg3, antioksidantna dijetalna vlakna grožđa, grifolin, likopen, paeoniflorin, PGG, biljni fosfolipidni/lipidni konjugat, plumbagin, polisaharid-K (Krestin), polisaharidi, PUFA, kvercetin i salvijanolna kiselina B); protiv ateroskleroze (mješavina brefeldina A i fitosterola); protiv upale (ergosterol peroksid, glicirizin i fenol/paeoniflorin/albiflorin); imunološki odgovor (celastrol, obovate i triptolid);

antidijabetički/anti-gojazni odgovor ((—)-hidroksilimunska kiselina i ginsenozid Re); antiinfektivno (berberin); apoptoza (kurkumin, emodin, p-hidroksi izovaleril šikonin, tanšinon IIA i 2,4,3Z,5Z-tetra metoksi stilben); antioksidativni odgovor (kurkumin); adipogeneza/angiogeneza (akuleat i sparstolonin B); kardio-, neuro- ili vazoprotekcija (ligustrazin, fenoli uljane palme, resveratrol i šafran); ćelijska proliferacija (PUFAs); hemoprevencija (bosvelinska kiselina, miricetin i sulforafan); signalizacija estrogena (3,3'-diindolilmetan, ginsenozidi F1/Rb1/Rg1/Rh1 i glicirizin); ishemijski moždani udar (baikalin/deoksiholna kiselina/jasminoidin); hipoksija (fenol); produženje životnog veka (kurkumin i dialil trisulfid); metabolizam lipida (sezamin/episesamin/sesamolin); i Rho/ROCK (Rho-associated protein kinase) signalizacija (tanšinon IIA).

ozljede bubrega i bolesti sacistanche

3. Mehanizmi djelovanja tradicionalne kineske medicine

DNK mikronizovi za analizu genske ekspresije mogu se kategorisati u dva tipa, globalni i fokusirani DNK mikronizovi, na osnovu njihove primene [13,182]. Globalni DNK mikronizovi sadrže hiljade do stotine hiljada sondi koje predstavljaju neke ili sve cDNK, oznake ekspresiranih sekvenci (EST) i različite tipove ekspresijskih markera, kao što su oni za procjenu broja kopija mRNA unutar ćelija. U međuvremenu, fokusirani DNK mikronizovi sadrže nekoliko desetina do hiljada sondi dizajniranih za specifične svrhe, kao što je proučavanje specifičnosti tipa tkiva/ćelije, funkcionalne specifičnosti i profiliranja ekspresije. Fokusirani DNK mikronizovi su ponekad prikladniji za proučavanje mehanizama djelovanja kada je djelovanje poznato, kao na primjer u slučaju uporedne procjene rizika hemikalija i predviđanja rizika od metastaza raka.

Geni koji se koriste u prilagođenim ili fokusiranim DNK mikromrežama za osnovna istraživanja i razvoj primjene TCM-a su sljedeći: setovi gena humane apoptoze [38], 96 gena povezanih s rakom [24], 225 gena povezanih s hemotaksijom/procesiranjem antigena/ ćelijska signalizacija/apoptoza/imuno-srodne funkcije [28], geni povezani s imunološkom mišijom [31] i 100 gena povezanih sa srčanim bolestima, apoptozom, ćelijskim ciklusom/proliferacijom, citokinom/inflamatornim i antioksidacijskim [43], za studiju od bilja; geni koji se odnose na faktore rasta/receptore, komponente ekstracelularnog matriksa, proteaze/inhibitore i onkogene/supresore tumora [65], gene povezane sa ćelijskim ciklusom [62,63], 172 humana gena koji reaguju na estrogen [53] i humani adenokarcinom pankreasa geni [64], za proučavanje gljiva; setovi od 3000 gena izvedenih iz prostate [78] i 1536 gena mozga [72], za proučavanje TCM/TKM/Kampa; skupovi od 172 humana gena koji reaguju na estrogen [127], gena koji se odnose na metabolizam ljudskih lijekova [116], 209 gena koji reaguju na upalu/imuni odgovor [109], 2304 gena eksprimiranih u Caco-2 stanicama [115], 204 gena povezana na imunološki odgovor [121] i gene povezane s humanom apoptozom [130], za proučavanje biljaka u ishrani.

3.1. Geni i putevi odgovorni za akciju

Signalni putevi analizirani pomoću DMA su sljedeći (vidi Kiyama & Zhu [13]; Kiyama et al. [183]): MAPK (kao što je G protein-coupled receptor (GPCR)/MAPK, MAPK/c-Jun N-terminal kinaza (JNK), i NF-kB/MAPK/ERK) i drugi (kao što su angiogeneza, ErbB/receptor humanog epidermalnog faktora rasta (HER), nuklearni receptor i ubikvitin/proteasom) signalni putevi ili putevi apoptoze (kao što su oni za receptor smrti, infektivni odgovor i p53-zavisnu apoptozu), puteve autofagije (kao što su oni za fosfatidilinozitol-3-kinazu (PI3K)/Akt/mTOR signalizaciju i odgovor na stres od gladovanja), ćelijski ciklus/DNK putevi oštećenja (kao što su signalni putevi kontrolne tačke G1/S i G2/M DNK), putevi ćelijskog metabolizma (kao što su AMP-aktivirana protein kinaza (AMPK) i signalni putevi inzulinskog receptora), putevi hromatina/epigenetske regulacije (kao što su oni za metilaciju DNK, heterohromatin i modifikaciju histona), regulaciju citoskeleta i adhezione puteve (kao što je se odnose na aktin, adherensni spoj i dinamiku mikrotubula), puteve razvoja i diferencijacije (kao što su signalni putevi hedgehog, Notch, TGF-p i Wnt/p-catenin), imunološki i inflamacijski putevi (kao što su oni za B-ćelije signalizacija receptora, signalizacija receptora citokina, upalni odgovor, reumatoidni artritis, aktivacija T-ćelija i imunološki odgovor izazvan TLR), putevi neuronauke (kao što su signalni putevi povezani s Alchajmerovom bolešću i Parkinsonovom bolešću) i putevi kontrole translacije (kao što je eIF2 , eIF4/P70S6K i mTOR signalni putevi).

Budući da su geni i putevi odgovorni za djelovanje TCM-a povezani s različitim funkcijama stanica, gotovo je nemoguće razumjeti mehanizme djelovanja samo proučavanjem mješavine kemikalija. Postoje slučajevi u kojima su efikasne hemikalije (kao što su one prikazane u tabeli 2) analizirane kako bi se razumeli specifični mehanizmi, kao što su Bax signalizacija/apoptoza (2,4,3',5'-tetrametoksistilben), ERK signalizacija/anti- ateroskleroza (brefeldin A), ERK signalizacija/anti-karcinogeneza (grifolin), signalizacija estrogena (ginsenozidi F1/Rb1/Rg1/Rh1 i glicirizin), signalizacija estrogena/karcinogeneza (3,3'-diindolilmetan), HSP70 (toplina od 70 kilodaltona šok protein) signalizacija/anti-karcinogeneza (paeoniflorin), NF-kB signalizacija/anti-karcinogeneza (quercetin), NF-kB signalizacija/anti-inflamacija (ergosterol peroksid), NF-kB signalizacija/apoptoza (tanšinon IIA), NF- kB signalizacija/hipoksija (paeonol), Nrf2-antioksidativni element odgovora (ARE) signalizacija/kemoprevencija (miricetin), PI3K-Akt signalizacija/kemoprevencija (sulforafan), PPAR-y signalizacija/adipogeneza (akuleatin), reaktivne vrste kiseonika (ROS) signalizacija/apoptoza (p-hidroksiisovalerilšikonin), Rho/ROCK signalizacija/ćelijska migracija (tanšinon e IIA), skn-1 signalizacija/produženje životnog vijeka (dialil trisulfid), i receptor faktora tumorske nekroze 1 (TNFR1)-IGF-1R signalizacija/apoptoza (emodin). Ovi signalni putevi su sažeti na slici 1.

3.2. Ćelijske funkcije uključene u akciju

Glavne ćelijske funkcije analizirane pomoću DMA za TCM uključuju adipogenezu, antiaterosklerozu, anti-karcinogenezu, anti-inflamaciju, apoptozu, karcinogenezu, hemoprevenciju, hipoksiju i produženje životnog vijeka (Tablica 2; Slika 1).

Adipogeneza je proces stanične diferencijacije u kojem se preadipociti pretvaraju u diferencirane ćelije adipocita i uključuje karakteristike kao što su morfološka promjena, zaustavljanje rasta, ekspresija lipogenih gena i proizvodnju hormona i faktora rasta (kao što su leptin i TNF-a). Među komponentama koje se nalaze u ekstraktu Toddalia Asiatica, utvrđeno je da akuleat promovira diferencijaciju mišjih 3T3-L1 preadipocita u adipocite [132]. DMA je otkrio učešće ciljnih gena PPAR-y u procesu aktivacije akuleatinom, koji nije ligand PPAR-y, što ukazuje na prisustvo dodatnih signalnih mehanizama.

Ateroskleroza je kronična upalna reakcija bijelih krvnih zrnaca u arterijskim krvnim žilama, koju potiču lipoproteini niske gustine (LDL), nosioci kolesterola i triglicerida, a rezultira stvaranjem aterosklerotskih plakova koji su bogati makrofagima i pjenastim stanicama. . Estrogena aktivnost je otkrivena profilisanjem ekspresije gena zasnovanom na DMA u ekstraktu Agaricus blazei, što se može pripisati brefeldinu A [138]. Ekstrakt nema aktivnost proliferacije ćelija zavisnu od receptora estrogena, dok pokazuje aktivaciju signalizacije estrogena (kao što je aktivacija ERK, Akt i P70S6K) i blagotvorno dejstvo za pacijente sa visokim nivoom oksidisanih LDL (videti odeljak 3.3).

Slika 1. Sažetak djelovanja i njihovih mehanizama hemikalija koje se odnose na tradicionalnu kinesku medicinu. Mogućnosti djelovanja kemikalija koje su izvorno identificirane ili izolirane iz ljekovitog bilja, gljiva i dijetalnih biljaka (akuleatin, brefeldin A, ergosterol peroksid, grifolin, p-hidroksi izovaleril šikonin, paeonol, kvercetin i tanšinon IIA) unutar cytosola (plavo područje) ili nukleus (žuto područje) su sumirani. APP: Amiloidni prekursor protein; CCL2: hemokin (CC motiv) ligand 2; ERK: kinaza regulirana ekstracelularnim signalom; p-HIV S: p-hidroksi izovaleril šikonin; MAPK: protein kinaza aktivirana mitogenom; PPAR-丫: receptor y aktiviran proliferatorom peroksizoma; PXR: pregnan X receptor; Rb: protein retinoblastoma; TNFR: receptor faktora tumorske nekroze; i TRAP1: protein 1 povezan s receptorom faktora tumorske nekroze.

Karcinogeneza, alternativno nazvana onkogeneza ili tumorigeneza, je proces kojim se normalne ćelije transformišu u ćelije raka koje karakteriše nekontrolisana deoba ćelija; uključuje progresiju promjena na ćelijskom, genetskom i epigenetskom nivou. Nekoliko hemikalija koje pokazuju antikancerogene efekte izolovano je ili identifikovano iz prirodnih proizvoda, kao što su 3,3Z-diindolilmetan iz povrća krstaša [145], grifolin iz Albatrellus confluence [153], paeoniflorin iz Paeonia lactiflora [161] i dijetalni kvercetin iz različitih biljke [161] i dalje analizirane pomoću DMA. 3,3Z-diindolilmetan je estrogen i pokazuje profile ekspresije gena koji favorizuju promociju tumora [145]. Grifolin djeluje negativno na ćelijski ciklus i rast stanica kroz inhibiciju ERK i Rb puteva, smanjujući ekspresiju ciklina D1, ciklina E i CDK4 (gena za ciklin zavisnu kinazu) i povećava ekspresiju CKI (CDK inhibitora). gen) [153]. Paeoniflorin pojačava ekspresiju HSP70, koji pomaže u zaštiti ćelija od stresa, i modulira ekspresiju CDC2, FOSL1 i EGR1, regulatora rasta i proliferacije ćelija [161]. Kvercetin, s druge strane, inducira p53-nezavisnu apoptozu pojačavajući ekspresiju gena receptora smrti ili TNFR signalnih gena, kao što su geni za kaspazu-10, DFF45, FAS, IKBa, IL1R (Interleukin -1 receptor), TNFR1 i TRAILER [171].

Upala je zaštitni odgovor na ozljedu stanica i uključuje lokalni vaskularni sistem, imuni sistem i različite ćelije unutar povrijeđenog tkiva. Ergosterol peroksid koji proizvodi Sarcodon aparat suzbija upalni odgovor u makrofagima inhibiranjem sekrecije TNF-a i smanjenjem ekspresije interleukina1 a/p (IL-1 a/p) putem puteva kao što su C/EBPp, ERK, JNK, MAPK i NF-kB [147].

Apoptoza je proces programirane ćelijske smrti koja se može javiti u višećelijskim organizmima kao odgovor na različite stresove, kao što su toplota, hipoksija, povećana unutarćelijska koncentracija kalcija, nedostatak nutrijenata, vezivanje receptora-liganda, zračenje i virusna infekcija. Nekoliko hemikalija je povezano sa promocijom apoptoze i stoga se koriste kao efikasne komponente u biljnoj medicini. Emodin ekstrahovan iz rizoma Rheum palmatum pokazao je toksičnost za testise, uključujući indukciju apoptoze, najvjerovatnije putem puteva kao što su IGF-1, TGF/Wnt i TNFR1 signalizacija [146]. p-Hydroxyisovalerylshikonin ekstrahovan iz Lithospermum erythrorhizon inhibitor je protein-tirozin kinaza i inducira apoptozu supresijom TRAP1, proteina povezanog s TNF-om i člana HSP-a, kao i proizvodnje ROS [155]. Tanshinone IIA pronađen u korijenu Salvia miltiorrhiza inducira apoptozu posredovanu peroksizomskim proliferatorom (PXR)/NF-KB/CCL2-u ćelijama leukemije [180]. 2,4,3',5'-Tetrametoksistilben ekstrahovan iz voća, bobica i grožđa je derivat resveratrola i snažan induktor apoptoze povećanjem ekspresije tubulina, odgovora na stres i pro-apoptotičkih gena [178].

Hemoprevencija se odnosi na davanje lijekova, kao što su lijekovi i vitamini, u svrhu prevencije bolesti ili infekcije, a razvijene su različite kemikalije posebno za kemoprevenciju raka. Miricetin [158] i sulforafan [177] izolovani iz dijetalnih biljaka pokazuju hemopreventivnu aktivnost protiv raka kroz aktiviranje Nrf2-posredovanog antioksidativnog odgovora ili PI3K/Akt signalnih puteva, respektivno.

Hipoksija je stanje u kojem je stanica lišena adekvatne opskrbe kisikom i pokazalo se da stimulira različite biološke i fiziološke odgovore. Paeonol izolovan iz Paeonia suffruticosa inducira ekspresiju gena izazvanih hipoksijom, uključujući i ciljne gene faktora 1 induciranog hipoksijom (HIF-1), kroz supresiju NF-kB signalnog puta i inhibiranje aktivnosti amiloidnog prekursora proteina (APP) [ 162].

Produženje života proučavano je u smislu usporavanja ili preokretanja procesa starenja kako bi se produžio i maksimalni i prosječni životni vijek, te efekti proizvoda protiv starenja, prehrane, fizičke kondicije, njege kože, hormonskih nadomjestaka, vitamina, suplemenata. , a bilje je ispitano. Dialil trisulfid izolovan iz bijelog luka povećava dugovječnost nematoda kroz aktivaciju gena transkripcionog faktora dugovječnosti kože-1 i proizvoda njegovih ciljnih gena [144].

Stanja kao što su kronične (artritis, astma, rak, dijabetes i virusne bolesti) i neurodegenerativne (Parkinsonova i Alchajmerova bolest) bolesti liječene su TCM-om [1],

od kojih su neki ispitani od strane DMA i istraženi testovima na životinjama i/ili kliničkim studijama kako bi se na kraju postigla klinička primjena. Osim o gore navedenim funkcijama ćelija, istraživane su i bolesti sa velikim uticajem. Na primjer, antidepresivni, antidijabetički, anti-gojazni, neuromodulacijski i neuroprotektivni efekti, te tretmani neuroloških, Parkinsonovih i Alchajmerovih bolesti povezanih s TMC i/ili sastavnim biljem/gljivama/dijetalnim biljkama proučavani su pomoću DMA (Tabela 1. ), ili njihove efikasne komponente, kao što su ginsenozidi (za dijabetes), (—)-hidroksilimunska kiselina (za gojaznost), obovate (za neuroinflamaciju) i salvijanolna kiselina B (za neuroprotekciju), proučavane su pomoću DMA (Tabela 2 ).

3.3. Aktivnosti otkrivene DNK mikromrežnim testovima (tihi estrogeni)

Aktivnosti koje pronalazi DMA često se detektuju kao ćelijski signali u specifičnim putevima, kao što su angiogeneza, ErbB/HER, MAPK, nuklearni receptor i signalni putevi ubikvitina/proteasoma, i/ili u ćelijskim funkcijama, kao što su apoptoza, autofagija, ćelijski ciklus/ Oštećenje DNK/formiranje citoskeleta, ćelijski metabolizam, regulacija hromatina/epigeneze, razvoj/diferencijacija, imunološki/inflamacijski odgovor, neurološke bolesti i kontrola translacije [183]. Dok se većina ovih puteva ćelijske signalizacije i ćelijskih funkcija može otkriti drugim tehnologijama, možda postoje neke aktivnosti koje se mogu otkriti isključivo pomoću DMA. Jedna takva aktivnost je grupa estrogena, tihih estrogena, koji pokazuju profile ekspresije estrogenih gena bez pozitivnih efekata na proliferaciju ćelija [13].

Estrogen je ženski hormon koji je odgovoran za različite biološke i fiziološke aktivnosti, uključujući receptorom posredovanu stimulaciju proliferacije ćelija u tkivima kao što su dojke i jajnici. Utvrđeno je da nekoliko kemikalija i mješavina kemikalija, kao što su brefeldin A [138], ekstrakti sladića [150] i proizvodi razgradnje ulja [184], pokazuju profile ekspresije gena slične onima za estrogen, iako nisu stimulirali proliferaciju MCF-7 ćelije raka dojke pozitivnih na estrogenski receptor. Iako bi se signalni put za ćelijsku proliferaciju teoretski mogao odvojiti od onih za druge ćelijske funkcije, ovo razdvajanje nije bilo moguće jer većina stanica ispitanih na estrogensku aktivnost sadrži estrogenske receptore i korištene tehnologije nisu bile prikladne za takvu svrhu. Nedavni nalazi o složenijim signalnim putevima/mrežama, kao što su autokrine/parakrine/homeostatske mreže i preslušavanje/zaobilaženje ćelijskih signala, uključuju puteve koji ne uključuju nužno ćelijsku proliferaciju ili ćelije koje sadrže estrogenske receptore [185,186]. Stoga se estrogenska aktivnost može otkriti čak i za tihe estrogene jer DMA može odvojiti različite signalne puteve, a sličnost hemikalija može se analizirati na nivoima ekspresije gena i ćelijske signalizacije.

Cistanchedeserticola ima mnogo efekata