Differentiel analyse af metabolitter i xylem og phloem hos hønseblodsvin
Hønseblodranke er en tørret vinstamme fra bælgplanten Spatholobus suberectus Dunn, som fremmer blodcirkulationen, giver næring til blodet, regulerer menstruationen, lindrer smerter og afslapper muskler og blodårer. Den har været optaget i tidligere udgaver af den kinesiske farmakopé. Lægeurten Chicken Blood Vine består hovedsageligt af xylem og phloem, hvor xylemet er rødbrunt eller brunt i farven og har mange vaskulære porer; phloemet har harpikslignende sekreter, der er rødbrune til sortbrune i farven, arrangeret skiftevis med xylemet i flere koncentriske elliptiske ringe eller excentriske halvcirkelformede ringe. Kyllingeblodvin indeholder hovedsageligt kemiske komponenter som flavonoider, terpener, steroler, anthraquinoner og organiske syrer, som har forskellige farmakologiske aktiviteter som antitumor, antiviral, antioxidant og antianæmi. I de senere år har der været få rapporter om kvalitetsforskningen af hønseblodsvin både nationalt og internationalt, og de fleste af dem har fokuseret på kvantitative undersøgelser af de aktive ingredienser. Undersøgelsen af forskellene i metabolitter i forskellige vævsdele af kyllingeblodvin er stadig tom.
Dette eksperiment er baseret på forskningsideer og -metoder inden for plantemetabolomik og netværksfarmakologi. Den ultrahurtige væskekromatografi-tandem-kvadrupol-time-of-flight-massespektrometri-teknologi (UFLC Triple TOF-MS/MS) blev brugt i kombination med multivariat statistisk analyse til at screene og identificere signifikante differentierede metabolitter i xylem og phloem af Scutellaria baicalensis og til at udforske deres tilsvarende potentielle mål og veje. Et netværk af "komponentmålveje" blev konstrueret for yderligere at afklare det funktionelle stofgrundlag og de vigtigste reguleringsmål for Scutellaria baicalensis og give nye ideer til at udforske kvalitetsdannelsesmekanismen for medicinske materialer fra Scutellaria baicalensis.

 

Metabolitterne fra den samme plante varierer i forskellige miljøer, dele, oprindelser eller forarbejdningsmetoder. Disse metabolitter har forskellige strukturer og store mængder, som kan hjælpe planter med at tilpasse sig miljøændringer. De sekundære metabolitter i plantebaseret traditionel kinesisk medicin er ofte aktive ingredienser, der er relateret til lægemidlers effektivitet, og de tjener som det materielle grundlag for at studere farmakodynamikken i traditionel kinesisk medicin. Netværksfarmakologi er baseret på forståelsen af interaktionsnetværket "component target pathway disease", analyse og observation af lægemidlers indgriben og indvirkning på komplekse sygdomsnetværk og brug af visualiseret dataintegration i stor skala til intuitivt og tydeligt at observere interaktionerne mellem noder i netværket, hvilket giver en ny platform til at studere komplekse mål for lægemiddelsygdomsmekanismer.
Dette eksperiment er baseret på UFLC Triple TOF-MS/MS-teknologi til at analysere forskellene i kemisk sammensætning mellem xylem og phloem i kyllingeblodsvin og til at udforske deres tilsvarende potentielle mål og veje gennem netværksfarmakologi og konstruere et "komponentmålvej"-netværk. Prøverne af xylem og phloem blev effektivt adskilt i PCA-modellen. Gennem yderligere OPLS-DA-analyse og t-test blev differentierede forbindelser screenet og identificeret, og i alt 13 differentierede komponenter blev identificeret. Kombineret med netværksfarmakologianalyse, yderligere screening og udforskning af dets tilsvarende potentielle mål og veje. Baseret på gradværdien blev det konstateret, at forbindelsen Visvoxel kan være en vigtig aktiv ingrediens i kyllingeblodvin; De roller, der spilles af de fire mål PIK3R1, PIK3CA, MAP2K1 og PIK3CB, kan være afgørende; De forskellige markører i kyllingeblodvin spiller hovedsageligt vigtige roller i proteoglykaners rolle i kræft, kræftveje og PI3KAkt-signalveje.
Hønseblodsranke blev første gang optaget i "Compendium of Materia Medica", hvor der står, at "Hønseblodsranke fremmer blodcirkulationen og lindrer sener ... Den har den funktion at fjerne blodstasis og generere nyt blod til forskellige sygdomme. På nuværende tidspunkt er det gradvist blevet bevist, at hønseblodranke hæmmer kræft gennem forskellige mekanismer. Sun et al. undersøgte effekten af det kolonnekromatografiske ekstrakt af Spatholobus spatholobi på brystkræftcellelinjen MCF7 og dens mulige mekanisme. Resultaterne viste, at Spatholobus suberectus-ekstrakt ikke kun reducerede overlevelsesraten for MCF7-celler, men også hæmmede aktiviteten af nuklear pER og inducerede apoptose af brystkræftceller ved at hæmme MAPK PI3K/AKT-signalvejen. Tumormetastase er den førende dødsårsag for kræftpatienter, og undersøgelser har vist, at tumorer kan fremkalde blodpladeaggregering for at beskytte overlevelsen af tumorceller og immunflugt. Nogle eksperimenter har bekræftet, at Spatholobus suberectus-ekstrakt effektivt kan hæmme blodpladeaggregeringen induceret af tumorceller og kan reducere metastasehastigheden for brystkræftceller 4T1 betydeligt. Dens farmakodynamiske mekanisme kan være relateret til hæmning af ekspressionen af P-selectin, glycoprotein VI og andre mRNA-niveauer. Chen Dandan et al. brugte metoden med at indsprøjte tumorceller under armhulen til at undersøge den hæmmende effekt af vandekstraktet af Scutellaria baicalensis på S180-tumorer. Resultaterne viste, at vandekstraktet af Scutellaria baicalensis kunne hæmme væksten af S180-tumorceller betydeligt, hvilket indikerer dets gode antitumoraktivitet. Gennem netværksfarmakologianalyse i den tidlige fase blev det konstateret, at de veje, der var stærkt korreleret med nøglekomponenter i Scutellaria baicalensis, hovedsageligt var proteoglykaner, der virker på kræft, kræftveje, PI3K Akt-signalveje osv. Kombineret med relevant litteratur i de senere år er dette resultat stort set i overensstemmelse med de farmakologiske virkninger af Scutellaria baicalensis, der hidtil er blevet undersøgt.
Sammenfattende udnyttede denne undersøgelse plantemetabolomikken til at screene og karakterisere forskellige forbindelser i xylem og phloem hos Scutellaria baicalensis. Kombineret med netværksfarmakologianalyse blev der etableret en materialebaseret målvejsforening for Scutellaria baicalensis. Forskningsresultaterne kan give et videnskabeligt grundlag for at afsløre virkningerne af forskellige vævsdele på syntese og ophobning af metabolitter i Scutellaria baicalensis, give visse grundlæggende oplysninger til yderligere afklaring af det funktionelle stofgrundlag og de vigtigste reguleringsmål for Scutellaria baicalensis og give nye retninger til udforskning af kvalitetsdannelsesmekanismen for Scutellaria baicalensis medicinske materialer. På grund af begrænsningerne i netværksfarmakologimetoden og kompleksiteten af komponenterne i traditionel kinesisk medicin er der dog stadig behov for yderligere verificering gennem grundlæggende og klinisk forskning i fremtiden.