Forudsigelse og analyse af kvalitetsmarkører for flygtige komponenter i Atractylodes macrocephala baseret på GC-MS-fingeraftryk og netværksfarmakologi
Traditionel kinesisk medicin har ofte komplekse forhold såsom flere oprindelser og flere produktionssteder med betydelige forskelle i kvalitet. Det haster med at etablere et videnskabeligt og rimeligt kvalitetssikringssystem for traditionel kinesisk medicin. På nuværende tidspunkt er de fleste indikatorer for kvalitetskontrol af kinesiske lægemidler udvalgt på baggrund af de kemiske komponenter, de indeholder, men deres sammenhæng med lægemidlets effekt er utilstrækkelig. På den baggrund foreslog akademikeren Liu Changxiao konceptet med at bruge "kvalitetsmarkører for traditionel kinesisk medicin". Kvalitetsmarkører for kinesisk medicin er kemiske stoffer, der er tæt forbundet med den kinesiske medicins funktionelle egenskaber, og som afspejler udviklingsretningen for kvalitetskontrol af kinesisk medicin. Derfor er studiet af kvalitetsmarkører for traditionel kinesisk medicin et vigtigt middel til at forbedre kvalitetskontrollen af traditionel kinesisk medicin i Kina og levere sikre og effektive traditionelle kinesiske medicinprodukter til klinisk brug.

Atractylodes macrocephala er et almindeligt anvendt traditionelt kinesisk lægemiddel, som har den virkning, at det styrker milten, udtørrer fugt, fremmer diurese og stopper svedtendens. Det bruges i vid udstrækning i klinisk praksis inden for traditionel kinesisk medicin. Men der findes i øjeblikket ingen industrianerkendt kvalitetsmarkør for Atractylodes macrocephala, hvilket vil påvirke kvalitetsforbedringen og den videre udvikling og anvendelse. Nuværende forskning viser, at flygtige olier og polysaccharider er de vigtigste aktive ingredienser i Atractylodes macrocephala. På grund af deres unikke struktur er polysaccharider i øjeblikket vanskelige at bruge som kvalitetsmarkører eller kvalitetskontrolkomponenter. Forskning har vist, at den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala har farmakologiske virkninger såsom regulering af mave-tarmkanalen, reparation af maveslimhinden, hæmning af bakterier og beskyttelse af leveren, som ligner dem fra Atractylodes macrocephala. Kvalitativ og kvantitativ påvisning kan opnås ved hjælp af teknikker som GC-MS. Derfor er screening af kvalitetsmarkører for Atractylodes macrocephala ud fra dens flygtige olie en mulig og effektiv tilgang. Den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala påvirkes dog af faktorer som oprindelse, jordbund, klima og høst, hvilket resulterer i betydelige forskelle i den kemiske sammensætning. Derfor er det nødvendigt at etablere et GC-MS-fingeraftryk af Atractylodes macrocephalas flygtige olie for at identificere dens fælles kemiske egenskaber og foreløbigt bestemme kandidatkvalitetsmarkører. Netværksfarmakologi er kendetegnet ved systematik og holisme og er en ny forskningsmetode baseret på systembiologi og netværksbiologi. Den er blevet anvendt i vid udstrækning i det materielle grundlag og forudsigelse af multimålmekanismer for behandling af sygdomme med et enkelt lægemiddel og sammensatte lægemidler. Metoden med at kombinere fingeraftryksspektrum med netværksfarmakologi til at søge efter kvalitetsmarkører for traditionel kinesisk medicin er med succes blevet anvendt til at forudsige kvalitetsmarkørerne for traditionel kinesisk medicin som Fructus Aurantii, Forsythia suspensa, Hedyotis diffusa og Lonicera japonica. Der findes dog stadig ingen metode, der kombinerer GC-MS-fingeraftryksspektrum med netværksfarmakologi til at forudsige og analysere kvalitetsmarkørerne for flygtig olie i Atractylodes macrocephala. I denne undersøgelse blev GC-MS derfor brugt til at analysere komponenterne i den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala og etablere et fingeraftryksspektrum. Kombineret med netværksfarmakologiske metoder blev komponenterne, målene og vejene i den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala systematisk analyseret, og potentielle kvalitetsmarkører for den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala blev forudsagt. Målet er at tilvejebringe et videnskabeligt grundlag og en teoretisk reference for en omfattende kontrol og evaluering af kvaliteten af Atractylodes macrocephala-tabletter.

 

Denne undersøgelse etablerede fingeraftryksspektre af flygtige oliekomponenter i 11 partier af Atractylodes macrocephala fra forskellige oprindelser ved hjælp af GC-MS-metoden og identificerede 10 fælles toppe. Det samlede indhold af fælles komponenter udgjorde over 85% af det samlede indhold af flygtige olier. Resultaterne af PCA-analysen af fælles komponenter viste, at der var en betydelig forskel mellem den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala produceret i Zhejiang og Anhui, og fordelingen af Atractylodes macrocephala produceret i Zhejiang var mere koncentreret; Klyngeanalyse viser, at når klassificeringsafstanden er 15, kan fire partier af Zhejiang Atractylodes macrocephala grupperes sammen, hvilket indikerer, at sammenlignet med Anhui Atractylodes macrocephala er den flygtige oliekemiske sammensætning af Zhejiang Atractylodes macrocephala mere ens og stabil. På grund af den enkelte batch af Atractylodes macrocephala i produktionsområderne Sichuan, Yunnan og Jiangxi kan dens samlede fordeling og forskelle fra Zhejiang og Anhui Atractylodes macrocephala dog ikke bestemmes midlertidigt.

Derudover tager denne undersøgelse udgangspunkt i de almindelige komponenter i flygtig olie i 11 partier af Atractylodes macrocephala-afkogsstykker og kombinerer netværksfarmakologiske analysemetoder til at konstruere et "komponent-målvej"-handlingsnetværk af Atractylodes macrocephala-flygtig olie, der forudsiger de vigtigste handlingsveje og mål for Atractylodes macrocephala-flygtig olie. Resultaterne af netværksfarmakologien viste, at palmitinsyre, β-eucalyptol, γ-elemen, elemen og Atractylodes macrocephala-keton kan være potentielle kvalitetsmarkører for den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala. Den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala har funktioner som regulering af mave-tarmkanalen, reparation af maveslimhinden, hæmning af bakterier og beskyttelse af leveren. Moderne forskning har vist, at komponenter som palmitinsyre, β - eukalyptol, γ - elemen, elemen og Atractylodes macrocephala har farmakologiske virkninger som antibakterielle, beroligende, smertestillende, regulerende gastrointestinal motilitet, blodtrykssænkende, leverbeskyttende, antiinflammatoriske, antivirale og antiinfektive egenskaber. De ligner den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala, så disse komponenter kan være det vigtigste materielle grundlag for de farmakologiske virkninger af Atractylodes macrocephala flygtig olie og er tæt forbundet med de funktionelle egenskaber i traditionel kinesisk medicin. Resultaterne af konstruktionen af "component target pathway"-netværket viste, at MAPK1, PTGS2, RXRA, CYP19A1, PPARA, NOS3, TNF, CYP2C19 og metaboliske veje, kemisk carcinogenese-receptoraktivering, PPAR-signalvej, serotonerg synapse og østrogensignalvej kan være vigtige mål og signalveje for virkningen af Atractylodes macrocephala flygtig olie.

Sammenfattende viste vores forskning, at de flygtige oliekomponenter i Atractylodes macrocephala-skiver fra forskellige oprindelser omfatter Atractylodes macrocephala-keton, (-) - isopenten, γ - elemen, β - eucalyptol, palmitinsyre-trans-valerenylacetat, Elephantol og 4-cyclohexylacetophenon er de vigtigste forbindelser, men deres indhold varierer. GC-MS-fingeraftryk kombineret med netværksfarmakologi identificerede palmitinsyre, β - eucalyptol, γ - elemen, elemen og Atractylodes macrocephala som potentielle kvalitetsmarkører for den flygtige olie fra Atractylodes macrocephala. Denne undersøgelse forbedrede kvalitetskontrolsystemet for Atractylodes macrocephala yderligere og skabte et teoretisk grundlag for kvalitetskontrollen af Atractylodes macrocephala og gav også en teoretisk reference til undersøgelsen af kvalitetsmarkører for andre lignende traditionelle kinesiske medicinske materialer.