Undersøgelse af mekanismen mod mavekræft hos triterpenoider fra Inonotus obliquus baseret på netværksfarmakologi og molekylær docking
Mavekræft er en almindelig ondartet tumor på verdensplan med en relativt dårlig prognose og en alvorlig trussel mod menneskers liv og helbred. Mere end 70% af de nye tilfælde af mavekræft forekommer i udviklingslande, og omkring 50% af tilfældene forekommer i det østlige Asien, hovedsageligt i Kina. Forekomsten og dødeligheden af mavekræft ligger på andenpladsen over ondartede tumorer i Kina, og forekomsten er endnu ikke faldet. Det er en alvorlig sygdom, der truer indbyggernes helbred.
Inonotus obliquus (I0) er en medicinsk svamp i familien Polyporus, og dens ressourcer er hovedsageligt fordelt i den østlige del af Kina, hovedsageligt i provinserne Jilin og Heilongjiang. Kliniske farmakologiske undersøgelser har bekræftet, at Botrytis cinerea har en bred vifte af farmakologiske virkninger, herunder hypoglykæmiske, lipidsænkende, antitumor-, antivirale og hepatobeskyttende virkninger. I det 16. århundrede var Botrytis cinerea allerede en populær medicinsk og spiselig urt blandt befolkningen i det nordøstlige Kina. Forskning har vist, at patienter med fremskreden mavekræft, der tager Botrytis cinerea, har øget appetit, forbedret humør og også kan reducere deres smerter. Forskning har vist, at tetracykliske triterpenoidforbindelser af lanosterol-typen omfatter Botrytis cinerea, lanosterol og mykotisk syre. På grund af sin betydelige antitumoreffekt kan triterpenoider af Inonotus obliquus (IOT) fra Inonotus obliquus effektivt hæmme tumorcelleproliferation. Vores forskningsgruppe gennemførte indledende undersøgelser af udvindings- og oprensningsprocessen af triterpenoider fra Inonotus obliquus samt deres in vitro-antitumoreffekter. Resultaterne viste, at når triterpenoidkoncentrationerne på 20, 50 og 100 μg/mL blev anvendt på humane mavekræftcellelinjer i 24 og 48 timer, var cellevæksthæmningen henholdsvis 27, 80%, 58.41% og 42.50%, 52.70% og 66.14%. De oprensede Inonotus obliquus-triterpenoider hæmmede signifikant væksten af humane mavekræftcellelinjer (P<0,05), men målet og virkningsmekanismen for Inonotus obliquus-triterpenoider mod mavekræft er endnu ikke klarlagt.
Netværksfarmakologi er en ny metode til at analysere mål og mekanismer for lægemiddelintervention i sygdomme fra flere perspektiver baseret på grundlæggende tværfaglige teorier. Denne undersøgelse brugte netværksfarmakologi til at screene potentielle mål for triterpenoide aktive forbindelser fra Inonotus obliquus mod mavekræft, udforske deres molekylære mekanismer, konstruere et farmakologisk netværk med flere mål og flere veje for deres virkninger mod mavekræft og udføre molekylær dockingverifikation. Dette giver et videnskabeligt grundlag for yderligere forskning i virkningsmekanismen og lægemiddeludvikling af triterpenoidforbindelser fra Inonotus obliquus mod mavekræft.

Mavekræft er den anden ondartede tumor i forekomst, hvilket er blevet et presserende folkesundhedsproblem. På nuværende tidspunkt er flere og flere mennesker opmærksomme på naturlige fødevarer og sundhedsmedicin. Botrytis cinerea roses som den "sibiriske Ganoderma", fordi den kan hæmme metastasen af kræftceller, reducere muligheden for tilbagefald af kræft, forbedre tolerancen hos kræftpatienter og reducere ubehaget forårsaget af strålebehandling og kemoterapi, hvilket er meget foretrukket af forskere. Denne undersøgelse er baseret på det teoretiske grundlag for netværksfarmakologi og molekylær docking og bruger relevante databaser og tegningssoftware til at undersøge virkningsmekanismen for triterpenoider fra Inonotus obliquus på mavekræft.
Resultaterne af netværksfarmakologi indikerer, at de triterpenoide aktive ingredienser i Inonotus obliquus omfatter 24 komponenter, herunder Inonotus obliquus-alkohol, betulinsyre, trombotisk syre, lanosterol osv. Forskning har vist, at betulinsyre har betydelig antitumoraktivitet på forskellige tumorceller og kan udøve antitumoreffekter ved at aktivere NF kB uden nogen toksiske bivirkninger. Derudover har undersøgelser vist, at betulinsyre kan fremkalde celleapoptose ved at opregulere udtrykket af Caspase-3- og Cyto-3-proteiner. Både lanosterol og mykorrhizasyre kan hæmme G0/G1-cellecyklussen, reducere kræftcellers spredning, fremme celleapoptose og udøve antitumoreffekter. Antitumoreffekten af trombotisk syre er relateret til reguleringen af P-glykoprotein; Nomura et al. fandt, at inotodiol kan aktivere vigtige hydrolytiske enzymer under apoptose, fremme spaltningen af PARP- og Caspase-3-proteiner, initiere apoptosesignaler og fremme kræftcelleapoptose. Betulin kan opregulere Bax-proteinekspression og nedregulere Bcl-2-proteinekspression og derved fremme celleapoptose.
Fem vigtige mål blev identificeret gennem netværket "active ingredient target pathway" og PPI-proteininteraktionsnetværket, herunder MAPK1 ALB、NFKB1、MAPK8、CASP3。 Forskning har vist, at serumalbumin (ALB), som er en af de indikatorer, der i øjeblikket bruges til at afspejle ernæringsstatus, er den mest udbredte og funktionelt vigtige komponent i serumproteiner. Det er et vigtigt næringsstof i menneskekroppen og har en beskyttende effekt på mavevæggen. Faldet i plasmaniveauer indikerer dårlig ernæringsstatus hos postoperative patienter med gastrointestinale tumorer. Chen et al. fandt i deres undersøgelse, der sammenlignede de kliniske resultater af ernæringsintervention i maligne mave-tarm-sygdomme, at patienter, der modtog ernæringsstøttebehandling, havde signifikant højere ALB-niveauer i serum sammenlignet med dem, der ikke modtog ernæringsstøttebehandling. Albumin-niveauer kan betragtes som en uafhængig prognostisk faktor for mavekræft efter operation. NFKB1-genet har funktionelle bindingssteder i mange geners promotorer og enhancere. Det kan specifikt binde sig til specifikke steder som TNF - α, IL-6 og IL-8, deltage i inflammation og immunresponser, formidle fysiologiske processer som celleadhæsion, differentiering, spredning og apoptose og spille en vigtig rolle i forekomsten og udviklingen af forskellige immuninflammatoriske sygdomme og tumorer. Jiang et al. fandt, at den mutante genotype CT af rs4648127 placeret i intronregionen i NFKB1-genet er signifikant korreleret med modtagelighed for gastrisk kræft og kan reducere risikoen for modtagelighed for gastrisk kræft betydeligt. Flere forskere har fundet ud af, at den øgede risiko for mavekræft hos ældre over 65 år er tæt forbundet med polymorfismen i NFKB1-promotergenet (-94 indsættelser/deletioner af ATTG). Gennem forskning kan MAPK1 være et downstream-målgen for miR-217 i gastriske kræftceller. miR-217 kan målrette MAPK1, reducere dets ekspressionsniveau og kontrollere metastase og invasion af gastriske kræftceller. I denne undersøgelse blev det konstateret, at de farmakologiske stoffer i triterpenoiderne fra Botrytis cinerea kan virke på MAPK1 MAPK8、MAPK10、MAPK14， Og det deltager i MAPK-signalvejen og udøver biologiske virkninger; Mange af de anti-mavekræftmål for triterpenoidaktive forbindelser fra Botrytis cinerea involverer apoptotiske proteiner såsom CASP3 og CASP7. Undersøgelser har vist, at patogenesen af gastrisk kræft er relateret til lav ekspression af CASP3 og hæmning af celleapoptose i humant gastrisk kræftvæv. KEGG pathway-analyse indikerer også, at virkningsmekanismen for triterpenoid-aktive ingredienser fra Inonotus obliquus mod mavekræft er relateret til kræftsignalveje. Den apoptotiske vej reguleres af proteiner som CASP3, CASP7 og CASP9, som direkte kan forårsage tumorcelleapoptose og hæmme dens spredning. TNF-signalvejen er den mest almindelige inflammatoriske vej, og receptorproteinet TNFR1 på cellemembranen kan binde sig til den ekstracellulære frie ligand TNF - α og aktivere signalvejen. Der opstår en kaskadereaktion, som aktiverer det apoptotiske protein Caspase-3 og udløser en række inflammatoriske reaktioner, der i sidste ende fører til celleapoptose. Forskning har vist, at vandekstraktet af Botrytis cinerea kan reducere niveauerne af TNF - α og IL-4 og reducere udtrykket af signaltransduktionsfaktoren STAT1 og transkriptionsaktiveringsfaktoren STAT6 betydeligt, hvilket fører til apoptose af tumorceller. Den Toll-lignende receptorsignalvej har en stærk positiv ekspression af TLR4 og TLR9 på både gen- og proteinniveau i mavekræftvæv. Ved at binde til ligander aktiverer den NF kB-vejen og regulerer forskellige pro-inflammatoriske gener som IL-8, IL-1 og IL-6. Derfor kan den Toll-lignende receptorsignalvej overvåge metastasen af ondartede tumorceller gennem forsvarsmekanismen i kroppens immunsystem. Det spekuleres i, at de aktive triterpenoid-ingredienser i Betula platyphylla kan virke på flere mål og veje og derved udøve anti-mavekræfteffekter.
Molekylær docking, som er en vigtig metode til computerstøttet lægemiddeldesign, er blevet anvendt i vid udstrækning i forskellige aspekter af udviklingen af nye lægemidler. Generelt opdeler Vina bindingsenergierne for dockingmolekyler og mål i tre kategorier: -4,0 kJ/mol<bindingsenergi<0 kJ/mol, hvilket indikerer, at de to har bindingsaktivitet- 7,0kJ/mol<bindingsenergi<-4,0kJ/mol, hvilket indikerer god bindingsaktivitet; Bindingsenergien<-7,0 kJ/mol indikerer stærk bindingsaktivitet. Ifølge dockingresultaterne er bindingsenergierne for betulinsyre til forskellige proteinmål såsom CASP3, MAPK1, MAPK8 og NFKB1 mindre end -7,0 kJ / mol, hvilket indikerer stærk bindingsevne. Betulinsyre danner hydrofobe interaktioner med CASP3's aktive site-rester TYR204 (C), LEU168 (C) og PHE256 (C) og danner en hydrogenbinding med MAPK8's aktive site-rester LEU110 (A). Det danner også hydrofobe interaktioner med MET111 (A), ASN114 (A), VAL158 (A) og NFKB1's aktive site-rester PHE310 (A) og LYS275 (P). Har god bindingsevne og danner hydrofobe interaktioner med rester på det aktive sted, såsom ILE523 (A), GLU529 (A), LYS519 (A) osv. 21,24-cyclopentadien lanostan-3B, 21,25-trihydroxy-8-en danner to hydrogenbindinger med MAPK1-residuen på det aktive sted, MET108 (A), og danner hydrofobe interaktioner med ALA52 (A), VAL39 (A), TYR36 (A) og andre. Analyse af bindingsmodellerne mellem nøglekomponenter og forskellige proteiner afslører, at hver aktiv nøglekomponent kommer ind i de aktive steder i hver proteinkrystal og danner hydrogenbindinger eller hydrofobe interaktioner med de aktive steder. Derfor spekuleres der i, at triterpenoidkomponenterne i Botrytis cinerea kan regulere veje relateret til mavekræft gennem de førnævnte nøgleproteiner og derved forbedre og behandle mavekræft.
Sammenfattende forudsagde denne artikel det komplekse molekylære netværksforhold mellem triterpenoide aktive ingredienser fra Inonotus obliquus mod mavekræft ved hjælp af netværksfarmakologiske metoder. Resultaterne viste, at de aktive ingredienser i triterpenoidforbindelser fra Inonotus obliquus mod mavekræft kan være: Inonotus obliquus-alkohol, betulinsyre, lanosterol, trombotisk syre osv. De vigtigste involverede mål er ALB, MAPK1, NFKB1, MAPK8, CASP3 osv. De vigtigste involverede signalveje er TNF-signalvej, kræftsignalvej, MAPK-signalvej, Toll-lignende receptorsignalvej osv. Endelig blev det gennem molekylær docking-verifikation konstateret, at 5 vigtige målproteiner har gode bindingseffekter med 24 aktive ingredienser. Denne artikel giver ideer og metoder til undersøgelse af relaterede virkningsmekanismer og danner grundlag for yderligere udforskning af mekanismen mod mavekræft i triterpenoider fra Inonotus obliquus.