Undersøgelse af Gynostemma pentaphyllums virkningsmekanisme ved behandling af kronisk træthedssyndrom baseret på netværksfarmakologi og validering af dyremodeller
Kronisk træthedssyndrom (CFS), også kendt som myalgisk encephalomyelitis (ME), er en kompleks multisystemsygdom, der varer i mere end 6 måneder. Dens kliniske manifestationer omfatter invaliderende træthed, neurokognitive forstyrrelser, hovedpine, søvnforstyrrelser og en række autonome symptomer, som i alvorlig grad påvirker patientens arbejde og liv. I traditionel kinesisk medicin menes CFS at involvere de fem organer og omtales almindeligvis som "træthed", "slaphed", "svaghed", "tyngde", "kropsvægt", "lemmer, der ikke kan løftes" i Den Gule Kejsers Indre Kanon. Det hører til kategorien af sygdomme som "mangeludmattelse". Med accelerationen af folks arbejdstempo øges livets pres gradvist, og forekomsten fortsætter med at stige og viser en tendens til yngre alder, hvilket er blevet fokus for klinisk varm debat. Patogenesen af denne sygdom er endnu ikke klar, og der er mange patogene faktorer. Der er heller ikke noget specifikt lægemiddel til klinisk behandling.
Traditionel kinesisk medicin har flere komponenter, flere mål og overordnede effekter af modulering og udjævning. Grundlæggende eksperimenter har vist, at traditionel kinesisk medicin har betydelige virkninger og fordele i forbindelse med forebyggelse og behandling af kronisk træthedssyndrom. Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Maki no er en hel plante af kalebasfamilien. Moderne farmakologisk forskning har vist, at Gynostemma pentaphyllum har forskellige farmakologiske aktiviteter, såsom sænkning af blodlipider og blodsukker, antitumor, immunregulering, antioxidant og andre effekter, almindeligvis kendt som "sydlig ginseng". Ifølge litteraturrapporter kan polysaccharider fra Gynostemma pentaphyllum forbedre træningstiden og fremme skeletmuskeldifferentiering hos mus. Samtidig kan oral indgivelse af Gynostemma pentaphyllum have positive virkninger på patienters mentale træthed og kognition og kan forbedre deres immunitet. De aktive ingredienser og virkningsmekanismen er dog endnu ikke klar, og patogenesen af CFS er kompleks, så det er meget velegnet at bruge netværksfarmakologiske metoder til forskning. Netværksfarmakologi er baseret på computerteknologi og hentning af netværksdatabaser og kombinerer farmakologi med bioinformatik for at studere forholdet mellem lægemidler og sygdomme fra et systematisk perspektiv. Derfor har denne artikel til hensigt at udforske de relevante mål, veje og virkningsmekanismer for Gynostemma pentaphyllum til behandling af CFS gennem netværksfarmakologi, molekylær docking-teknologi og dyreforsøg, hvilket giver nogle referencer til dets kliniske anvendelse.

Traditionel kinesisk medicin spiller en vigtig rolle i behandlingen af CFS, primært gennem brug af styrkende lægemidler. Gynostemma pentaphyllum, som er en type styrkende lægemiddel, er blevet rapporteret at have aktive ingredienser, der har antiinflammatoriske, træthedsreducerende, oxidative stressforbedrende og immunforstærkende virkninger. Denne artikel analyserer de aktive ingredienser i Gynostemma pentaphyllum gennem netværksfarmakologi. Gennem netværksdiagrammet "Gynostemma pentaphyllum active ingredients target action" blev det konstateret, at komponenter som quercetin, isorhamnetin og panaxadiol rangerede højt i gradværdier. Moderne farmakologiske undersøgelser har vist, at quercetin kan øge aktiviteten af katalase (CAT) og total superoxiddismutase (T-SOD) betydeligt hos vægtbærende svømmende mus, samtidig med at det påvirker glukoneogenesen og glukosemetabolismen og spiller en rolle i at forsinke eller eliminere træthed. Gong et al. fandt, at isorhamnetin kan fungere som en potentiel antioxidant, og dens virkningsmekanisme kan udøve antioxidanteffekter ved at regulere PI3K/AKT- og Nrf2/ARE-signalvejene, øge den intracellulære glutathion (GSH)-ekspression og demonstrere fremragende antioxidant- og anti-træthedseffekter. Wang et al. fandt, at panaxadiol kan øge lagringen af glykogen i levermusklen hos trætte mus, reducere indholdet af laktat (LD) i serum, øge LDH-aktiviteten og have betydelige virkninger mod træthed. Forudsig, at disse komponenter kan være vigtige kernekomponenter til behandling af CFS med Gynostemma pentaphyllum.

Ved at konstruere PPI-netværk på vigtige mål viste det sig, at proteiner som STAT3, TP53, SRC og AKT1 har højere gradværdier. STAT3 kan som signal- og transkriptionsaktivator regulere aktiviteten af ATP-syntase og interleukinniveauer, hvilket påvirker energimetabolismen og den inflammatoriske status i kroppen. Gilad et al. fandt, at SRC kan udøve immunforstærkende effekter, og dens virkningsmekanisme er at regulere NF - κ B-vejen og immunceller og derved påvirke inflammation og oxidativ stress. Fang et al. fandt, at TP53 kan reducere celleapoptose og regulere muskeltræthed ved at hæmme ekspressionen af P53-protein i skeletmuskler hos trætte rotter. Andre studier har også vist, at det har en afbalancerende effekt på oxidativt stress. AKT1 fremmer mitokondriel biosyntese og påvirker vævets energimetabolisme ved at regulere MAPK-fosforylering og aktivere PPAR α/PGC-1 α. Undersøgelser har vist, at det påvirker træthedsstatus ved at regulere energimetabolismen. Dette indikerer, at STAT3, TP53, SRC og AKT1 kan virke på CFS ved at regulere energimetabolisme, oxidativ stress, celleapoptose og kan være vigtige mål for behandling af CFS med Gynostemma pentaphyllum. Denne artikel udfører yderligere molekylær docking mellem nøglemål og kernekomponenter, og resultaterne viser, at begge har høj bindingsaktivitet, blandt hvilke STAT3-protein har den bedste bindingsevne til kernekomponenter.

Berigelsesanalysen af GO og KEGG, nøglemål, viste, at behandlingen af CFS med Gynostemma pentaphyllum involverer P13K/AKT, fluid shear stress og aterosklerose, HIF-1 signaltransduktionsvej, AGE-RAGE og andre signalveje, hvoraf P13K/AKT signalvej har det største antal berigede gener. CFS ledsages af betændelse i hjernen, der påvirker neuronal spredning og apoptose. P13K/AKT-signalvejen er tæt forbundet med forskellige enzymbiologiske effekter og glukosemetabolisme og kan påvirke HPA-aksen i hjernen for at forbedre neuroinflammation og lindre central træthed. P13K kan aktivere ekspressionsniveauet for AKT-protein og deltage i cellulær metabolisme, proliferation og differentiering, anti-apoptose og andre aspekter ved at phosphorylerer P13K og AKT-protein. Tidligere undersøgelser har vist, at totale saponiner af Gynostemma pentaphyllum kan aktivere P13K/AKT-signalvejen, hæmme frigivelsen af downstream pro-apoptotiske proteiner, reducere oxidativ stress og forbedre hjerneskade, hvilket indikerer vigtigheden af P13K AKT-signalvejen i behandlingen af CFS med Gynostemma pentaphyllum. Ved at kortlægge P13K-AKT-signalvejen igen ved hjælp af KEGG Mapper viste det sig, at de fleste vigtige mål blev kortlagt på denne signalvej. P13K/AKT-signalvejen er en potentiel vej til behandling af CFS med Gynostemma pentaphyllum.

For yderligere at undersøge mekanismen for Gynostemma pentaphyllum i behandlingen af CFS blev der etableret en CFS-musemodel gennem fødevarebegrænsning og tvungen svømning. Gennem eksperimenter med udmattelsessvømning og pindespinning blev det konstateret, at Gynostemma pentaphyllum kan forlænge musenes udmattelsessvømmetid og pindetid betydeligt. Forbedringen af træningsudholdenhed er den mest objektive indikator for evaluering af lægemiddel anti-træthed, hvilket indikerer, at Gynostemma pentaphyllum saponiner har betydelige anti-træthedseffekter, kan reducere ophobningen af træthedsmetabolitter og forbedre træningstiden. Når man træner kraftigt, er kroppen i en relativt anaerob tilstand, der er afhængig af muskelglykolyse til energiforsyning, hvilket fører til en stigning i LDH og BUN, hvilket forårsager en række funktionelle lidelser såsom nerveledning og muskelsammentrækning, der påvirker produktion, frigivelse og opbevaring af energi og yderligere fører til fysisk træthed. Denne undersøgelse viste, at Gynostemma pentaphyllum kan reducere niveauerne af BUN- og LDH-aktivitet i serum fra CFS-mus betydeligt, hvilket indikerer, at Gynostemma pentaphyllum kan reducere ophobningen af metaboliske produkter i kroppen. Western blot-resultater viste, at Gynostemma pentaphyllum kan øge ekspressionsniveauerne af PI3K og Akt, samtidig med at ekspressionsniveauerne af P-PI3K, P-AKT og STAT3 reduceres, hvorved PI3K/AKT-signalvejen reguleres. Dette tyder på, at PI3K/AKT-signalvejen kan være en vigtig vej for Gynostemma pentaphyllum i behandlingen af kronisk træthedssyndrom.

Sammenfattende kan de centrale aktive ingredienser i Gynostemma pentaphyllum, såsom quercetin og isorhamnetin, virke på flere mål såsom STAT3, TP53, SRC, AKT1, HSP90AA1 ved at regulere oxidativ stress og energimetabolisme og regulere flere veje såsom PI3K/AKT-signalvejen. De har potentiale til at behandle CFS med flere komponenter, mål og veje. Denne undersøgelse kan give reference til den dybdegående forskning og kliniske anvendelse af Gynostemma pentaphyllum.