Differentiel analyse af sekund\u00e6re metabolitter mellem medicinske og spiselige Polygonatum sibiricum og unders\u00f8gelse af aktive ingredienser og virkningsmekanismer til forbedring af insulinresistens
\nInsulinresistens (IR) refererer generelt til et fald i insulinm\u00e5lcellernes f\u00f8lsomhed over for kvantitative koncentrationer af insulin ved normale koncentrationer, hvilket resulterer i nedsat insulinpromovering af glukoseoptagelse og -udnyttelse, kompenserende stigning i insulinsekretion og nedsat insulinf\u00f8lsomhed og nedsat glukoseudnyttelse i v\u00e6v som skeletmuskler, lever og fedtv\u00e6v. Blandt dem er IR en af de vigtige patogeneser af type 2-diabetes, som l\u00f8ber gennem hele processen med type 2-diabetes. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er de vigtigste l\u00e6gemidler, der bruges til at behandle IR, insulinsensibiliserende midler, men der er bivirkninger som brud, \u00f8demer og leverskader.<\/p>\n
Polygonatum sibiricum Red. er en plante, der tilh\u00f8rer Liliaceae-familien og Polygonatum-sl\u00e6gten. Det er en af de tre typer polygonatum, der er med i 2020-udgaven af den kinesiske farmakop\u00e9. Den bruges som medicin med t\u00f8rrede knolde og er et almindeligt l\u00e6gemiddel og spiseligt produkt. P\u00e5 grund af dens nodul\u00e6re og buede cylindriske form, der ligner et kyllingehoved, er den almindeligvis kendt som kyllingehoved Polygonatum sibiricum. Den er vidt udbredt i Sichuan, Hunan, Jiangxi og andre regioner. Den har en s\u00f8d og mild smag, er ugiftig og virker n\u00e6rende p\u00e5 qi og yin, styrker milten, fugter lungerne og gavner nyrerne. Det bruges til at behandle mangel p\u00e5 milt- og mave-qi, tr\u00e6thed og svaghed, indre varme og t\u00f8rst. Det indeholder hovedsageligt polysaccharider, saponiner, flavonoider, alkaloider, anthraquinon og andre ingredienser. I klinisk praksis anvendes Huangjing-forbindelsen i vid udstr\u00e6kning til behandling af type 2-diabetes. Ved type 2-diabetes med mangel p\u00e5 b\u00e5de qi og yin kan det lindre patienternes TCM-syndromer, reducere blodsukker og lipider og forbedre funktionen af \u00f8er i bugspytkirtlen. If\u00f8lge litteraturrapporter antyder mekanismen, hvormed Huangjing-forbindelsen forbedrer bugspytkirtelfunktionen, at dens aktive ingredienser virker p\u00e5 m\u00e5l som PI3K og STAT3, hvilket yderligere p\u00e5virker proteinserin\/threonin-aktivitet, PI3K-AKT-signalveje og ud\u00f8ver deres virkninger; Mekanismen for Huangjing-monoterapi til forbedring af bugspytkirtlens \u00f8funktion antyder, at flavonoider virker p\u00e5 den postsynaptiske membran og \u00e6ndrer biologiske processer s\u00e5som cellef\u00f8lsomhed over for l\u00e6gemidler, neurotransmitterreceptoraktivitet og regulering af signalveje s\u00e5som calciumion og hormonresistens for at forbedre insulinresistensen.<\/p>\n
P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt anvendes HPLC, LC-MS\/MS, UPLC-Q-TOF-MS og andre teknikker ofte til kvalitativ og kvantitativ forskning i de kemiske komponenter i Polygonatum sibiricum. Det er blevet rapporteret, at Polygonatum sibiricum indeholder flavonoider, alkaloider og andre kemiske komponenter, men det er generelt vanskeligt at afspejle alle metaboliske produkter indeholdt i Polygonatum sibiricum p\u00e5 grund af det lille antal detekterede komponenter. I de senere \u00e5r, med udviklingen af metabolomics-teknologien, er den bredt m\u00e5lrettede metabolomics-teknologi baseret p\u00e5 UPLC-ESI-MS\/MS blevet brugt i vid udstr\u00e6kning til unders\u00f8gelse af metabolitter i traditionel kinesisk medicin. Sammenlignet med traditionelle almindelige kromatografiske teknikker har den fordelene ved h\u00f8j f\u00f8lsomhed, lave omkostninger og h\u00f8j gennemstr\u00f8mning. P\u00e5 grund af manglen p\u00e5 rapporter om differentialanalyse af sekund\u00e6re metabolitter mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum fokuserer denne unders\u00f8gelse p\u00e5 medicinsk Polygonatum sibiricum Red og spiselig Polygonatum alternatirrhosum Hand. - Mzt. (almindeligvis kendt som frugt-Polygonatum) som forskningsobjekter. For f\u00f8rste gang blev UHPLC-ESI-MS\/MS bredt m\u00e5lrettet metabolomics-teknologi brugt til omfattende at opdage deres sekund\u00e6re metabolitter, og hovedkomponentanalyse (PCA), HCA-klyngeanalyse og ortogonal partiel mindste kvadraters diskriminantanalyse (OPLS-DA) blev brugt til komparativ analyse af metabolitter for at screene for differentielle metabolitter; For det andet blev netv\u00e6rksfarmakologianalyse udf\u00f8rt p\u00e5 de ti bedste forbindelser med opregulerede relative \u00e6ndringer i metabolitter mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum for at forbedre insulinresistensen. Molekyl\u00e6r docking blev udf\u00f8rt p\u00e5 de aktive ingredienser og n\u00f8glem\u00e5l, og HepG2-celler blev valgt til validering af celleeksperimenter. P\u00e5 den ene side sigter vi mod en omfattende forst\u00e5else af de forskellige metabolitter mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum, hvilket l\u00e6gger grundlaget for dens kvalitetsevaluering. P\u00e5 den anden side planl\u00e6gger vi at screene potentielle aktive ingredienser til behandling af IR, hvilket giver et grundlag for at belyse virkningsmekanismen for Polygonatum sibiricum til behandling af IR.<\/p>\n
<\/p>\n
Denne artikel analyserer de sekund\u00e6re metabolitter i den medicinske og spiselige Polygonatum sibiricum ved hj\u00e6lp af metabolomics baseret p\u00e5 UHPLC-ESI-MS\/MS-teknologi. I alt 319 sekund\u00e6re metabolitter blev identificeret, herunder 86 fenoliske syrer, 96 flavonoider, 5 anthraquinoner, 25 lignaner og coumariner, 3 tanniner, 51 alkaloider, 11 terpener, 21 steroider og 21 andre metabolitter. Der er en betydelig forskel i sekund\u00e6re metabolitter mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum, hvor PCA og HCA viser betydelige forskelle. I alt 106 forskellige metabolitter blev screenet i sammenligningsgruppen mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum, herunder 85 opregulerede forbindelser og 21 nedregulerede forbindelser. Medicinsk Polygonatum sibiricum har betydelige fordele i m\u00e6ngden og det relative indhold af sekund\u00e6re metabolitter. For yderligere at sammenligne \u00e6ndringerne i sekund\u00e6re metabolitter mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum blev de forskellige metabolitter annoteret af KEGG-databasen. KEGG-klassificeringen og berigelsesresultaterne viste, at medicinsk Polygonatum sibiricum var betydeligt beriget i de metaboliske veje for flavonoider, flavonoler, isoflavoner og alkaloider, som kan v\u00e6re relateret til dannelsen af medicinsk Polygonatum sibiricum-kvalitet. If\u00f8lge litteraturen producerer planter en lang r\u00e6kke sekund\u00e6re metabolitter under deres v\u00e6kstproces p\u00e5 grund af milj\u00f8m\u00e6ssig stress eller modgang. Disse metabolitter har ofte specifikke biologiske funktioner som f.eks. t\u00f8rkeresistens, sygdomsresistens og skadedyrsbek\u00e6mpelse. Samtidig er ophobningen af disse sekund\u00e6re metabolitter ogs\u00e5 gavnlig for at forbedre den medicinske kvalitet af plantedele. For eksempel er ophobning af flavonoider gavnlig for at forbedre antioxidant-, antiinflammatoriske og antitumoreffekter; ophobning af alkaloider udviser h\u00f8je antilevercancereffekter og h\u00e6mning af alfa-glucosidaseaktivitet; steroide saponiner har forskellige bioaktive komponenter, s\u00e5som antiinflammatoriske og antitumoreffekter. Derfor er en dybdeg\u00e5ende analyse af disse forskelligt akkumulerede flavonoider, alkaloider og steroide forbindelser gavnlig for screening af kvalitetsmark\u00f8rer relateret til kvaliteten af medicinsk Polygonatum sibiricum.<\/p>\n
P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er der ingen indholdsgr\u00e6nse for sekund\u00e6re metabolitter som flavonoider og alkaloider under Huangjing-afsnittet i 2020-udgaven af den kinesiske farmakop\u00e9. Denne unders\u00f8gelse sammenlignede de ti bedste forbindelser med hensyn til relative indholds\u00e6ndringer af metabolitter mellem medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum og fandt, at 50% af metabolitterne tilh\u00f8rte flavonoider, hvilket er i overensstemmelse med KEGG-klassificeringen og berigelsesresultaterne af differentierede metabolitter. Blandt dem har metabolitter med h\u00f8j farmakologisk aktivitet, s\u00e5som isorhamnetin, god antitumor, anti myokardiehypoxi, isk\u00e6mi, lindring af angina pectoris, antiarytmi, behandling af koronar hjertesygdom og hypertension, rydning af iltfrie radikaler, reduktion af serumkolesterol, beskyttelse af det kardiovaskul\u00e6re system, fremme af blodcirkulationen og andre biologiske virkninger og anvendes i vid udstr\u00e6kning i klinisk praksis; Tynde yamsaponiner har ogs\u00e5 visse fysiologiske aktiviteter inden for antitumor, antibakterielle, parasit\u00e6re drab, h\u00e6molyse, lipids\u00e6nkning, antiosteoporose, antimutation og andre aspekter. Den differentierede opregulering af resveratrol og dioscin blev kun observeret i Polygonatum sibiricum Red, en art, der stammer fra Polygonatum sibiricum. Baseret p\u00e5 dette er det n\u00e6ste skridt at bruge Polygonatum sibiricum (frugt-Polygonatum sibiricum) som kontrol for at udforske Polygonatum sibiricum fra farmakop\u00e9en og Hemsl.\u3001 Polygonatum cyrtonema Hua og lokalt medicinske Polygonatum sibiricum-sorter (s\u00e5som den bredt plantede Polygonatum sibiricum i Nanchong, Sichuan, Xiushan, Chongqing, Xinhua, Hunan osv.) blev brugt som eksperimentelle grupper til at analysere \u00e6ndringerne i sekund\u00e6re metabolitter i hver sammenlignende gruppe baseret p\u00e5 omfattende m\u00e5lrettet metabolomik. Kombineret med den biologiske aktivitet af specifikke kategorier af metabolitter blev metabolitter relateret til kvaliteten af den traditionelle kinesiske medicin Polygonatum sibiricum screenet, hvilket gav et grundlag for kvalitetsevaluering og kvalitetskontrol af autentisk Polygonatum sibiricum.<\/p>\n
For yderligere at validere aktiviteten af de forskelligt opregulerede forbindelser, der blev screenet ved hj\u00e6lp af metabolomics, kombinerede denne unders\u00f8gelse Huangjings traditionelle effekt til at styrke milten og behandle indre varme- og t\u00f8rstsyndrom. Med IR som sygdomsmodel blev der gennemf\u00f8rt en netv\u00e6rksfarmakologisk analyse. Resultaterne af KEGG-vejanalysen viste, at tre forskelligt opregulerede forbindelser, nemlig isorhamnetin, naringin og isonaringin, var involveret i PI3K Akt-signalvejen, mTOR-signalvejen, VEGF-signalvejen og \u00f8strogensignalvejen Berigelsen af AMPK og andre signalveje er meget signifikant. Ved at gennemg\u00e5 og analysere tidligere litteratur kan det konstateres, at PI3K\/AKT-signalvejen er involveret i cellecyklus, apoptose, proliferation og glukosemetabolisme, mens insulin hovedsageligt virker p\u00e5 muskler, lever og fedtv\u00e6v. Det aktiverer PI3K\/AKT-signalvejen ved at binde sig til insulinreceptorer og regulerer derved glukose- og fedtstofskifteprocesser; mTOR-signalvejen deltager i reguleringen af skeletmuskulaturens glukoseindtag og insulinresistens. Aktivering af signalvejen kan \u00f8ge insulinf\u00f8lsomheden, men overdreven aktivering kan h\u00e6mme insulinf\u00f8lsomheden; VEGFA, som er et vigtigt m\u00e5lprotein for VEGF-signalvejen, forbedrer insulinresistens ved at \u00f8ge insulinf\u00f8lsomheden i fedt og muskler og derved kontrollere blodsukkeret; Adenosinaktiveret proteinkinase (AMPK) er et vigtigt stof, der regulerer energimetabolismen i kroppen. Unders\u00f8gelser har vist, at forskellige naturlige forbindelser kan aktivere AMPK, forbedre insulinf\u00f8lsomheden og er potentielle m\u00e5l for forbedring af insulinresistens. Derudover kan Huangjings m\u00e5l for forbedring af IR ogs\u00e5 virke p\u00e5 relaterede veje som \u00f8strogensignalvejen, regulere hypofyse-binyre-aksen og andre v\u00e6v og organer og direkte eller indirekte forbedre IR. Ovenst\u00e5ende forskningsresultater er i overensstemmelse med de rapporterede resultater af monomeren isorhamnetin i behandlingen af diabetes. Desuden blev molekyl\u00e6r docking-teknologi brugt til yderligere at afsl\u00f8re virkningsmekanismen for Polygonatum sibiricum til forbedring af IR. Resultaterne viste, at centrale m\u00e5l for PI3KAkt-signalvej, mTOR-signalvej, VEGF-signalvej, \u00f8strogensignalvej, AMPK-signalvej osv. havde gode docking-effekter med isorhamnetin, kaempferolglykosid og isokaempferolglykosid med bindingsenergier alle \u2264 -20,9 kJ\/mol. Derfor spekuleres der i, at bindingen af aktive ingredienser i Polygonatum sibiricum til vigtige m\u00e5l kan v\u00e6re n\u00f8glen til den terapeutiske effekt af Polygonatum sibiricum p\u00e5 IR. Yderligere celleeksperimenter bekr\u00e6ftede, at isorhamnetin, en differentieret metabolit, effektivt kan forbedre HepG2-cellers IR-status, hovedsageligt ved at p\u00e5virke udtrykket af PI3K, AKT1, VEGF og mTOR-signalvejsrelaterede proteiner. Resultaterne viste, at isorhamnetin kan \u00f8ge ekspressionsniveauerne af PI3K- og AKT1-proteiner og reducere ekspressionsniveauerne af VEGF- og mTOR-proteiner i IR HepG2-celler.<\/p>\n
Sammenfattende identificerede denne artikel n\u00f8jagtigt og omfattende de sekund\u00e6re metabolitter i medicinsk og spiselig Polygonatum sibiricum gennem omfattende m\u00e5lrettet metabolomics-teknologi. Sammenlignet med spiselig Polygonatum sibiricum virker de opregulerede forbindelser som isorhamnetin i medicinsk Polygonatum sibiricum p\u00e5 PI3K-, AKT1-, VEGFA- og mTOR-signalvejene gennem kernem\u00e5l som PI3K, AKT1, VEGF og mTOR for at forbedre IR, hvilket fuldt ud afspejler de farmakologiske egenskaber ved traditionel kinesisk medicin med flere komponenter, m\u00e5l og veje. Forskningsresultaterne l\u00e6gger grundlaget for screening og kvalitetsevaluering af aktive ingredienser i Polygonatum sibiricum og giver et grundlag for at belyse virkningsmekanismen for Polygonatum sibiricum i behandlingen af IR.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Differential analysis of secondary metabolites between medicinal and edible Polygonatum sibiricum and study on active ingredients and mechanisms of action for improving insulin resistance Insulin resistance (IR) generally refers to a decrease in the sensitivity of insulin target cells to quantitative concentrations of insulin at normal concentrations, resulting in impaired insulin promotion of glucose uptake […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n