Forskning i mekanismen for flygtig olie fra ingefær til behandling af hovedvindssygdom baseret på netværksfarmakologi og molekylær docking-teknologi
Udtrykket 'Toufeng' blev første gang registreret i 'Shennong Bencao Jing', hvor der står 'hvid og frisk, bitter i smagen og kold'. Den bruges hovedsageligt til behandling af Toufeng'. Ifølge "Guidelines for the Treatment of Headaches" er der "to typer hovedpine i medicinske bøger. Modvind er én sygdom, men der skelnes mellem nye og gamle symptomer. De, der er overfladiske og tæt på, kaldes hovedpine, og smerten er pludselig og let at opløse hurtigt. De, der er dybe og langt væk, er hovedpine, og sygdommen stopper ikke ofte, og efter bedring har den en tendens til at vende tilbage." Moderne medicin mener, at hovedpine er en sygdom, der hovedsageligt er kendetegnet ved kronisk paroxysmal hovedpine, svarende til primær hovedpine som migræne, spændingshovedpine og klyngehovedpine i vestlig medicin. I intervallet mellem udbruddene opfører patienten sig som en almindelig person. Når hovedpinen stimuleres af en udløsende faktor, bliver den alvorlig, og hvert anfald har samme karakter. Sygdomsforløbet er langt, og det er let at få tilbagefald. Den globale forekomst af migræne alene er 8,4%~28%, og livstidsforekomsten er ca. 14,0%. Omkring 18,2% af kvinderne og 6,5% af mændene lider af migræne. Migrænes handicapjusterede leveår (DALY) steg globalt med 49,5% fra 1990 til 2015, hvilket gør det til det næststørste DALY efter slagtilfælde. Vestlig medicinsk behandling bruger hovedsageligt ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler, triptaner, opioider og ergotpræparater, men de har betydelige bivirkninger og er tilbøjelige til at komme igen. Traditionel oral kinesisk medicin tager lang tid at indtage og kan ikke umiddelbart lindre symptomerne. Akupunktur og moxibustion kan uddybe meridianerne og forbedre funktionen af patienternes vaskulære endotelceller, men det kan kun reducere smerteintensiteten, reducere antallet af anfald og forkorte varigheden. Det skal kombineres med medicin for at opnå bedre resultater.

Ingefær er det friske rhizom af Zingiber officinale Rosc., en flerårig urteagtig plante i ingefærfamilien. Krydret smag, lidt varm i naturen. Den har den virkning, at den lindrer ydre kulde, varmer op i midten og stopper kvalme. Traditionel kinesisk medicin har længe registreret brugen af ingefær til behandling af hovedvindssygdomme. I "Famous Physician Case" står der: "En lille mængde naturlig ingefærsaft hældes i næsen, og smerten stopper med det samme" for at behandle stædige hovedvindssmerter. Moderne forskning har vist, at flygtig olie fra ingefær har smertestillende, stimulerende og beroligende virkninger, antioxidant og beskyttende virkninger mod iskæmisk hjerneskade og har en tovejs regulerende virkning af stimulerende og hæmmende virkninger på centralnervesystemet. Flygtig olie fra ingefær har stærk opløselighed og lav polaritet, mens næseslimhinden er en lipidmembran. Stoffer med lav polaritet og stærk lipidopløselighed er lette at passere. Denne undersøgelse har til hensigt at gøre flygtig ingefærolie til en nasal lægemiddelafgivelsesformulering, som effektivt kan levere lægemidler til hjerneområder gennem "næsehjerne"-vejen og udvise betydelige hjernemålretningseffekter. Netværksfarmakologiske metoder vil blive anvendt til at analysere forholdet mellem flygtig ingefærolie, hovedvindssygdom og mål og konstruere et netværksforhold på flere niveauer mellem "sammensat målvejssygdom" for at udforske virkningsmekanismen for flygtig ingefærolie til behandling af hovedvindssygdom, hvilket giver et vist grundlag for senere formuleringsforskning.

Traditionel kinesisk medicin mener, at hovedvindssygdom er forårsaget af både interne og eksterne faktorer, og det er vanskeligt at opsummere den med en enkelt patogenese i klinisk praksis. Den er forårsaget af en kombination af vind, blodstasis, kulde, slim og mangel. I "Treatise on the Origins of Various Diseases" står der, at "dem med vind på hovedet og i ansigtet er svage i kroppen, og yangens meridianer bæres af vinden. Vindpatogen er den vigtigste patogene faktor, der er tæt knyttet til udbrud og tilbagefald af hovedvindssygdom. Wu et al. samlede gamle medicinske afhandlinger og litteratur om behandling af hovedpine fra Qin- og Han-dynastierne til det sene Qing-dynasti i 1911. Den højeste brugsfrekvens blev fundet i brugen af topiske og skarpe lægemidler, hvor ingefær var den femte mest anvendte blandt alle lægemidler.

Denne undersøgelse brugte netværksfarmakologi til at screene de vigtigste aktive ingredienser og mål i flygtig ingefærolie og krydsede dem med målene for hovedvindssygdom. Der blev etableret et informationsnetværk for krydsningsmål for kemisk sammensætning af flygtig olie af ingefær for at undersøge behandlingen af hovedvindssygdom med flygtig olie af ingefær. Forskning har vist, at de vigtigste aktive stoffer i ingefærs flygtige olie til behandling af hovedvindssygdom er ethylacetat, syntetisk dextroborneol, α - terpineol, eudesma-4,6-dien, appelsinblomst tertiær alkohol, citral, carbene og β - eucalyptol. 62 vigtige mål, der kan spille en vigtig rolle i behandlingen af hovedvindssygdom med flygtig olie fra ingefær, herunder APP, OPRM1, ADRA2A, ADRA2C, HTR1A, DRD2, DRD4, DRD3, ADRA2B, OPRK1, blev screenet gennem PPI-netværksanalyse samt 642 proteininteraktionsforhold mellem mål for hovedvindssygdom.

For yderligere at udforske den potentielle mekanisme for flygtig ingefærolie i behandlingen af hovedvindssygdom blev der udført GO- og KEGG-berigelsesanalyser ved hjælp af krydsningsmålene for aktive ingredienser i flygtig ingefærolie og hovedvindssygdom. I alt 1361 berigelseselementer blev opnået fra G0-berigelsesanalyse, herunder G-proteinkoblede receptorsignalveje kombineret med cykliske nukleotid second messengers i biologiske processer, regulering af vaskulær diameter og vaskulære processer i kredsløbssystemet; Den postsynaptiske membran, synaptiske membran og komponenter i den postsynaptiske membran i cellulære komponenter; Aktiviteten af G-proteinkoblede aminreceptorer, neurotransmitterreceptorer, G-proteinkoblede neurotransmitterreceptorer og 5-hydroxytryptaminreceptorer i molekylære funktioner. KEGG-berigelsesanalyse identificerede 77 berigelseselementer, herunder den neuroaktive ligandreceptorinteraktionsvej, Ca2+-signalvej og serotoninholdig synaptisk vej. Forekomsten af hovedvindssygdom er relateret til forskellige neurotransmittere og receptorer. Det er en paroxysmal neurologisk sygdom, der kan udøve smertestillende effekter ved at regulere den neuroaktive ligandreceptorinteraktionsvej. Litteraturundersøgelser har vist, at migræne er tæt knyttet til Ca2 + -signalvejen, og hæmmende synapser spiller en nøglerolle i reguleringen af smertesignaltransduktion og moduleringskredsløb i migræneproduktion. P/Q-type Ca2+-kanaler er typisk afgørende for præsynaptisk Ca2+-indgang og neurotransmitterfrigivelse i mange centrale synapser og kan hæmme eller excitere neurotransmission. Synapser, der indeholder serotonin, også kendt som 5-HT-nervebanen, er forbundet med kontrol af spiseadfærd, regulering af kropstemperatur og søvn. Migrænepatienter oplever et fald i 5-HT-receptorernes bindingshastighed og en stigning i 5-HT-niveauerne i hjernen. Mange lægemidler mod migræne interagerer med 5-HT og dets receptorer for at udøve terapeutiske virkninger. Resultaterne af berigelsesanalysen viste, at flygtig olie fra ingefær kan udøve smertestillende terapeutiske virkninger ved at regulere vigtige målproteiner, deltage i neuroaktive ligandreceptorinteraktioner, Ca2+-signalveje og serotoninholdige synaptiske veje.

For yderligere at illustrere bindingsaktiviteten mellem proteinet og dets tilsvarende ligandforbindelser blev der på baggrund af litteraturrapporter udvalgt tre kernemål OPRM1, ADRA2A og DRD2 fra målene med høje PPI-netværksværdier i behandlingen af hovedvindssygdom med flygtig ingefærolie. Tre positive lægemidler relateret til proteinet, morfin, bromomonidin og apomorfin, blev identificeret i Drugbank, og liganden var den tilsvarende forbindelse i proteinet. Ved hjælp af Discovery Studio 4.0 blev der udført molekylær docking på proteinet, liganden og det positive lægemiddel. Resultaterne viste, at proteinets bindingsaktivitetsfraktion til liganden var højere end den til det positive lægemiddel, hvilket indikerer en højere bindingsaktivitet mellem proteinet og liganden. Blandt kernemålene er OPRM1-genet det kodende gen for μ-opioidreceptorer, som spiller en vigtig regulerende rolle i kroppens smertefølsomhed og endogene analgesifunktioner, især i reguleringen af nervesystemet for at producere analgetiske effekter. ADRA2A hører til G-proteinkoblede receptorer og findes i noradrenerge neuroner, der stimulerer og hæmmer postsynaptiske signalveje i centralnervesystemet. Aktivering af ADRA2A-receptorer giver selektiv cerebral vasokonstriktion. DRD2 findes hovedsageligt i hjernen og er det vigtigste mål for dopaminerge neuroner i substantia nigra striatum. Under migræneanfald er der et fald og udsving i den endogene dopaminfrigivelse. Polymorfismen i DRD2-genet er signifikant forbundet med risikoen for migræne hos kinesiske Han-kvinder. Migrænepatienter har højere DRD2-niveauer i plasma, og kvindelige migrænepatienter har signifikant højere DRD2-niveauer end mandlige migrænepatienter.

Denne undersøgelse anvendte netværksfarmakologi til at bekræfte effekten af flygtig ingefærolie i behandlingen af hovedvindssygdom, forudsagde de potentielle mål for flygtig ingefærolie i behandlingen af hovedvindssygdom samt signalvejene og de biologiske processer, der er relateret til behandlingen af hovedvindssygdom. Det afslørede, at behandlingen af hovedvindssygdom med flygtig ingefærolie er resultatet af multikomponent-, multimål- og multivejseffekter. Denne undersøgelse giver et teoretisk grundlag og eksperimentel verifikation af virkningsmekanismen for flygtig ingefærolie til behandling af hovedvindssygdom for at give reference til senere formuleringsforskning, lægemiddeludvikling og klinisk anvendelse.