UPLC-Q-TOF-MS/MS kombineret med netværksfarmakologi og molekylær docking for at udforske de farmakologiske stoffer og virkningsmekanismer af elliptisk bladblomstanker i antihepatitis
Halenia elliptica D. Don er en plante i Gentianaceae-familien, som tilhører Halenia-slægten. Den har en bitter og kold smag og bruges som lægeurt i hele planten. Den bruges ofte i det tibetanske medicinalsystem til behandling af lever- og galdeblæresygdomme. Klinisk brugt til at behandle sygdomme som hepatitis forårsaget af overdreven varme og varme. Selvom elliptisk bladblomstanker er blevet brugt i klinisk praksis, er dets effektivitet i behandlingen af hepatitis og eksperimentel leverskade blevet bekræftet. Der er dog ikke mange litteraturrapporter om dets antihepatitis-effekt, og dets virkningsmekanisme er stadig uklar. Derfor er der behov for yderligere forskning for at afklare dens virkningsmekanisme og skabe et teoretisk grundlag for udvikling og anvendelse af tibetansk medicin.

Netværksfarmakologi er en ny gren af farmakologien, som er baseret på de grundlæggende teorier om systembiologi og netværksbiologi. Gennem brug af relevante databaser og algoritmer til dyb minedrift, analyse og opsummering konstruerer den et netværk af lægemiddelmål og mekanismer, der virker på sygdomme. Det har karakter af integritet og systematik og er særligt velegnet til studiet af lægemiddelvirkningsmekanismer som kinesisk og tibetansk medicin, der har flere komponenter, flere mål og komplekse handlingsveje. Denne undersøgelse har til hensigt at bruge UPLC-Q-TOF-MS/MS-teknologi og netværksfarmakologiske forskningsmetoder til at udforske den potentielle virkningsmekanisme for det elliptiske bladblomstanker mod hepatitis og screene dets aktive ingredienser og mål for at give nye ideer og teoretisk grundlag for yderligere forskning i den farmakologiske mekanisme for det elliptiske bladblomstanker mod hepatitis.

Denne undersøgelse analyserede 40 kemiske komponenter i det elliptiske bladblomstanker ved hjælp af UPLC-Q-TOF-MS/MS-teknologi, hovedsageligt inklusive flavonoider, terpener, triterpener og alkaloider, der hovedsageligt består af kaempferol og dets glycosider. Blandt dem har J34, J39, J35, J24, J38 og andre forbindelser relativt høje gradværdier, og fire af de ti bedste forbindelser med hensyn til gradværdier er Koushanketone-komponenter, hvilket indikerer, at Koushanketone-komponenter kan være de vigtigste aktive ingredienser i det elliptiske bladblomstanker i antihepatitis. Zhang et al.s forskning viste også, at Huagan og dets Koushanketone-glykosider er de vigtigste antihepatitis-komponenter, som fremmer leverbeskyttelse ved at øge proteinsyntesen og glykogen- og ribonukleinsyresyntesen i leverceller. Wang et al. undersøgte de hæmmende virkninger og specifikke mekanismer for to typer ketogene monomerer på spredningen af HepG2 leverkræftceller og fandt, at begge ketogene forbindelser effektivt kan hæmme spredningen af HepG2 leverkræftceller, hvilket kan opnås ved at inducere autofagi. Zhang et al. undersøgte effekten af kaempfer1 på akut leverskade induceret af acetaminophen og fandt, at kaempfer1 beskytter leverceller ved at hæmme JNK-vejen for at initiere nekrosetilstand og mitokondriefunktion. Kaempfer1 kan også opregulere GSH i leverceller og derved opnå hepatobeskyttende effekter. Shakya et al. fandt, at kaempferol reducerer den oxidative stressrespons i muselevervæv forårsaget af alkohol og flerumættede fedtsyrer ved at hæmme ekspressionen af antioxidantenzymer som katalase, glutathionperoxidase og glutathion-S-transferase og derved give en vis beskyttende effekt mod leverskader. Der er kun få litteraturrapporter om de andre vigtige komponenter med høje værdier, og deres farmakologiske og virkningsmekanisme kræver yderligere eksperimentel verifikation.

I henhold til KEGG-vejberigelse og komponentmålvejsnetværksdiagram kan det ses, at PIK3CA, TNF, PIK3R1, MAPK8, LGALS3, MAPK1, MAPK14, STAT3, IL6, PTGS2 og andre mål såvel som TNF, Toll-lignende receptor, FoxO, HIF-1, VEGF, FcepsilonRI og andre signalveje, har højere gradværdier og flere komponenter forbundet med dem, hvilket kan være de vigtigste potentielle mål og veje til antihepatitis af det elliptiske bladblomstanker.

PI3K-signalvejen er en vigtig signaltransduktionsvej, der kontrollerer celleproliferation, apoptose og metabolisme i celler, og PIK3CA og PIK3R1 har høje mutationsrater i levercancer, hjernecancer, brystcancer, mavecancer og tyktarmskræft. Griffith et al. skabte tumor-genotype-spektret for PIK3CA og PIK3R1, der påvirker mutation, ved at studere udtrykket af PIK3CA- og PIK3R1-gener i human brystkræft, hvilket åbnede en ny vej for genterapi af kræft. Xiao et al. fandt, at forbehandling med hypotermi kan hæmme frigivelse og apoptose af inflammatoriske cytokiner gennem PI3K/AKT/FOXO3a-vejen og har en beskyttende effekt på iskæmi-reperfusionsleverskade. Jiang et al. fandt, at epigallocatechingallat kan forbedre leverskader og patologisk morfologi hos rotter med galdeobstruktion betydeligt. Dens virkningsmekanisme kan opnås ved at regulere PI3K/Akt-signalvejen, fremme fosforyleringen af PI3K og AKT og hæmme levercelleapoptose. Både PIK3CA og PIK3R1 tilhører PI3K-signalvejen. PI3K/Akt-signalvejen kan fremme leverfibrose ved at aktivere hepatiske stellatceller og fibroblaster. Ketonkomponenten i det elliptiske bladblomstanker kan formidle PI3K-signalvejen og hæmme levercelleapoptose for at opnå antihepatitis-effekter.

MAPK'er er en type signalprotein, der aktiverer og regulerer en række cellulære aktiviteter. Aktiveret mitogenaktiveret proteinkinase (MAPK) deltager i reguleringen af celleproliferation, differentiering, transformation og apoptose ved at phosphorylerer nukleare transkriptionsfaktorer, cytoskeletale proteiner og enzymer og er tæt forbundet med forekomsten af forskellige sygdomme som inflammation og tumorer. Roman et al. fandt, at i RAW264.7-makrofager aktiverer sPGN-intensitet MAPK1/ERK2-stien, aktiverer moderat MAPK8/JNK-stien og aktiverer mildt P38-stien. Blandt dem medierer ERK-stien hovedsageligt den inflammatoriske respons, og aktiveringen af P38-stien under inflammatoriske forhold har flere egenskaber. MAPK8-genet er stærkt udtrykt i tumorvæv i mange dele af menneskekroppen, såsom leverkræft, gastrisk kræft og kræft i bugspytkirtlen. Den kræftfremkaldende mekanisme er, at MAPK8-vejen først aktiveres af eksterne stimuli og overføres til kernen for at øge aktiviteten af transkriptionsfaktorer, hvilket yderligere fremmer spredning og differentiering af kræftceller.

TNF, som er et vigtigt cytokin, kan inducere forskellige signalveje i celler, herunder proliferation, apoptose, inflammation, immunitet osv. Wang et al. fandt, at niveauet af TNF hos patienter med kronisk hepatitis C er betydeligt højere end hos normale raske personer. Tilg et al. fandt, at niveauet af de inflammatoriske faktorer TNF α og IL-6 i serum hos patienter med kronisk hepatitis B kan afspejle graden af levercelleskade. Som vigtige inflammatoriske faktorer spiller TNF - α og IL-6 en vigtig rolle i forekomsten og udviklingen af hepatitis B og er positivt relateret til sygdommens sværhedsgrad. Derfor mener den nuværende forskning, at traditionel kinesisk medicin kan beskytte leveren ved at reducere niveauerne af TNF - α og IL-6 i serum.

Sammenfattende, baseret på bestemmelse og analyse af de kemiske komponenter i det elliptiske bladblomstanker, brugte denne undersøgelse netværksfarmakologiske analysemetoder til at analysere 33 potentielle antihepatitismål for 40 kemiske komponenter i det elliptiske bladblomstanker. Det blev fundet, at det elliptiske bladblomstanker kan udøve sin antihepatitis-effekt gennem biologiske processer såsom leukocytmigration, positiv regulering af nitrogenmonoxidbiosyntese, blodpladeaktivering, positiv regulering af ekstracellulær regulatorisk protease ERK1 og ERK2-kaskade, regulering af phosphatidylinositol 3-kinase-signaltransduktion samt vigtige signalveje såsom TNF, PI3K, Toll-lignende receptor, FoxO, HIF-1, VEGF, Fcepslon RI osv. De molekylære dockingresultater bekræftede, at de forudsagte kemiske hovedkomponenter og nøglemål har god bindingsaktivitet, hvilket indikerer, at forudsigelsen i denne undersøgelse er nøjagtig og pålidelig. Denne undersøgelse har dog også visse begrænsninger, såsom ufuldstændige databaser, så der er behov for yderligere validering af relaterede målveje.