Undersøgelse af virkningsmekanismen for Curcuma zedoaria og Biejia-medicin i bekæmpelsen af leverfibrose baseret på netværksfarmakologi, molekylær docking og eksperimentel verifikation
Leverfibrose henviser til den kroniske betændelse og nekrose i leverceller forårsaget af den kontinuerlige virkning af forskellige patogene faktorer. Nogle ikke-parenkymale celler i leveren aktiveres, hvilket resulterer i diffus ekstracellulær matrixproliferation, fibrøs proliferation og ubalanceret fibernedbrydning i leveren, hvilket fører til fibrøs bindevævsproliferation i leveren og igangsætter processen med leverfibrose. I det senere stadium forekommer ombygning af leverlobule og dannelse af pseudolobule, og leverteksturen bliver hård, hvilket fører til leverdysfunktion, der kaldes cirrose; Leverfibrose er ikke en uafhængig sygdom, men en almindelig patologisk proces i mange kroniske leversygdomme. En undersøgelse viser, at over 50 millioner voksne på verdensplan lider af kronisk leversygdom; I Kina er omkring 300 millioner mennesker ramt af leversygdom og tegner sig for 11% af de globale dødsfald på grund af skrumpelever. Derfor er det af stor betydning for patienter med leversygdomme som leverfibrose at finde lægemidler til forebyggelse og behandling af leverfibrose. Ifølge forskning har traditionel kinesisk medicin og sammensatte præparater (såsom sammensatte Biejia Ruangan-tabletter/-kapsler, Fuzheng Huayu-tabletter/-kapsler, Dahuang Zhechong-piller osv.) gode terapeutiske virkninger i forebyggelse og behandling af leverfibrose og har fordelene ved flere komponenter og mål.
Leverfibrose hører til kategorierne "smertelindring", "leverobstruktion", "leverakkumulering" og "akkumulering" i traditionel kinesisk medicin. Curcumae Rhizoma (CR) og Trionycis Carapax (TC) er almindeligt anvendte lægemidler i den kliniske behandling af leverfibrose i traditionel kinesisk medicin. TC går ind i leveren, blødgør de hårde og spreder knuder, fjerner blodstasis og eliminerer symptomer. CR fremmer blodcirkulationen og fjerner blodstasis, blødgør det hårde og fremmer stagnation og eliminerer symptomer og knuder. De to bruges i kombination for at øge effekten af at fremme blodcirkulationen, fjerne blodstasis og blødgøre det hårde og sprede knuder. Moderne farmakologiske undersøgelser har vist, at CR kan udøve sin virkning mod leverfibrose gennem flere virkningsmekanismer. Desuden kan forskellige traditionelle kinesiske medicinpræparater, der består af TC, forbedre patienternes leverfunktion og lindre fibroseprocessen. Kliniske og eksperimentelle undersøgelser tyder på, at både CR og TC har klare virkninger mod leverfibrose, men den specifikke mekanisme for deres synergistiske virkning mod leverfibrose, når de kombineres som et lægemiddel, er ikke blevet belyst. Denne undersøgelse anvender forskellige forskningsmetoder såsom netværksfarmakologi, molekylær dockingteknologi og eksperimentel verifikation for at undersøge traditionelle lægemidlers rolle og mulige mekanismer i CRTC's antileverfibrose ud fra aspekterne komponenter, mål, biologiske funktioner, signalveje osv. i håb om at give et vist grundlag og en reference til moderne forskning i CRTC's antileverfibrose.

Undersøgelsen af de moderne egenskaber og mekanismer i traditionel kinesisk medicin har altid været et centralt fokus for moderne forskning i traditionel kinesisk medicin. Biejia og Curcuma zedoaria er almindeligt anvendte lægemidler i den kliniske behandling af leverfibrose i traditionel kinesisk medicin. I klinisk praksis bruges de to ofte i flæng, idet de fremmer blodcirkulationen, fjerner blodstasis, blødgør og spreder knuder og har en klar effekt mod leverfibrose. Men den specifikke mekanisme bag disse to lægemidlers synergistiske virkning mod leverfibrose har ikke været klar i lang tid.
Denne artikel bruger moderne netværksfarmakologi til først at screene krydsningsmålene for CRTC og leverfibrose og derefter oprette et PPI-netværk til at screene kernemål som IL-6, AKT1, STAT3, PPARG osv. Blandt dem er IL-6 det vigtigste mål med den højeste grad af rangering. IL-6 er medlem af den proinflammatoriske cytokinfamilie og kan påvirke forskellige immun- og fysiologiske processer, såsom akutfaseproteinproduktion (såsom C-reaktivt protein, ferritin osv.), inflammation, antigenspecifik immunrespons, hæmatopoiesis, celleapoptose, differentiering og cellemetabolisme. Derudover har undersøgelser vist, at aktivering af STAT3-signalering i leverceller normalt forbedrer leverbetændelse og regulerer processen med leverfibrose ved at forhindre levercelleskade og hæmme STAT1-signalering; STAT3 kan også regulere overgangen fra fibroblaster til myofibroblaster og transkriptionen af matrixmetalloproteinaser og deres homologe inhibitoriske proteiner og derved forbedre leverfibrose på det ekstracellulære matrixnedbrydningsniveau. Analysen viser, at IL-6 og STAT3 har stor betydning for CRTC i bekæmpelsen af leverfibrose. ‍
Yderligere analyse af netværksmodellen ved hjælp af topologisk analyse afslørede, at de farmakologiske virkninger af CRTC's multikomponent-multi-target danner et komplekst netværk. Fem vigtige funktionelle komponenter blev identificeret, nemlig 9,12-octadecadiensyre, hederagenin, 8-octadecadiensyre, 9-octadecadiensyre og 11-octadecadiensyre. De vigtigste biologiske processer, der er involveret i dets virkning mod leverfibrose, omfatter hormonrespons, positiv regulering af fosfatmetabolismen og positiv regulering af fosfatmetabolismen. De cellulære komponenter involverer receptorkomplekser, membranflåder, membranmikroregioner osv. De molekylære funktioner involverer hovedsageligt transkriptionsfaktorbinding, kinasebinding, kinaseaktivitet osv.; De centrale signalveje inkluderer EGFR-tyrosinkinaseinhibitorresistens, PI3K Akt-signalvej osv. Vi fandt, at i KEGG-vejberigelsesanalyse var P-værdien af EGFR-tyrosinkinaseinhibitorresistens relativt lille, og der var flere gener beriget i denne vej. Kernemålene IL-6, AKT1, STAT3 osv. var alle beriget i EGFR-tyrosinkinaseinhibitorresistensvejen. EGFR-tyrosinkinasehæmmerens resistensvej er af stor betydning for CRTC's effekt mod leverfibrose, og det signalnetværk, der dannes af dets interaktion med JAK-STAT, PI3K Akt og andre veje, kan ikke ignoreres i dets virkningsmekanisme. Flere undersøgelser har vist, at IL-6/EGFR/STAT-signalaksen er involveret i forskellige vigtige biologiske processer som cellevækst, proliferation, differentiering, apoptose og immunregulering. IL-6, som er en vigtig inflammatorisk mediator i kroppens immunrespons, kan fremme aktiveringen af JAK/STAT-signalering. Når det binder sig til receptorer, kan det fremme aktiveringen af JAK1 og fosforyleringen og transkriptionen af STAT3. De fleste undersøgelser har vist, at STAT3 ofte aktiveres i næsten alle fibrotiske systemer; I leveren er STAT3-signalering et vigtigt antiinflammatorisk signal, der styrer leverbetændelse, og aktivering af det kan spille antiinflammatoriske og immunregulerende roller i processen med leverfibrose. Desuden har brugen af STAT3-hæmmere i prækliniske dyremodeller vist god anti-fibrotisk aktivitet, hvilket indikerer, at STAT3 er det sande mål for behandling af fibrotiske sygdomme hos patienter. EGFR er kendt for at være en vigtig regulerende faktor for levercelleproliferation i den indledende fase af leverregenerering; blandt alle væv udtrykkes EGFR højest i voksne leverceller, hvilket indikerer dens vigtige rolle i opretholdelsen af leverfunktionen. For det første er EGF en kendt opløselig mediator, der er involveret i HSC-aktivering, og EGFR kan formidle HSC-aktivering og fremme en pro-fibrotisk fænotype. Den nøjagtige mekanisme kan involvere produktion af reaktive iltarter i levervæv. For det andet fandt Fuchs et al. i deres undersøgelse, at EGFR-hæmmere kan hæmme udtrykket af flere kendte pro-fibrotiske gener i flere leverfibrosemodeller, hvilket er det første bevis på, at hæmning af EGFR kan vende leverfibrose. Endelig kan EGFR binde sig til sine specifikke ligander for at danne dimerer, udløse fosforylering af forskellige effektorproteiner og aktivere flere klassiske downstream-signalveje, såsom signaltransducer og transkriptionsaktivator (STAT) -veje; EGFR, som en vigtig deltager i alle faser af leverrespons på skade, kan inducere klassisk STAT3 Tyr705-fosforylering og derved kontrollere cytokinproliferation og differentiering og hæmme dannelse af fibrose. Derfor vil forudsigelse af de centrale mål og veje gennem netværksfarmakologi og yderligere verificering af den regulerende effekt af den forudsagte IL-6/EGFR/STAT3-signalakse på leverfibrose gennem eksperimenter hjælpe os med at forstå mekanismen for CRTC's antileverfibroseeffekt.
I dyreforsøg viste HE-farvningsresultater forbedring i patologisk morfologi såsom inflammation og infiltration efter administration, hvilket indikerer, at CRTC kan lindre leverfibrose forårsaget af svineserum. Yderligere ELISA-resultater viste, at niveauerne af IL-6, EGFR og STAT3 i serum hos rotterne i modelgruppen var signifikant forøget, og alle blev signifikant nedreguleret efter indgift, hvilket viser et dosisafhængigt forhold. Denne undersøgelse tyder på, at virkningsmekanismen for CRTC til behandling af leverfibrose kan være relateret til IL-6/EGFR/STAT3-signalaksen, hvilket giver et vist grundlag for at afsløre den moderne mekanisme for traditionel CRTC-behandling af leverfibrose og også giver nyttige referencer til den molekylære mekanismeforskning inden for netværksfarmakologi og molekylær docking-teknologi for traditionelle lægemidler.