Auf molekularem Docking basierende Studie über die hemmende Wirkung von Acacetin J8 auf die Proliferationsziele von Endothelzellen und die mit Apoptose verbundenen Zellsignalwege
Akazienrinde ist die getrocknete Rinde der Hülsenfrucht Albizia julibrissin Durazz. Sie hat einen süßen und milden Geschmack und wird in den Arzneibüchern als Mittel zur Linderung von Depressionen, zur Beruhigung des Geistes, zur Förderung der Blutzirkulation und zur Verringerung von Schwellungen beschrieben. Er wird vor allem zur Behandlung von Symptomen wie Unruhe, Depression, Schlaflosigkeit, Lungenabszessen, Wunden und Schmerzen bei Stürzen eingesetzt. Moderne pharmakologische Studien haben gezeigt, dass Rohextrakte und Gesamtsaponine der Akazienrinde in vivo und in vitro die Vermehrung von Tumorzellen hemmen können. Berühmte Ärzte wie Zhu Liangchun haben gute klinische Ergebnisse bei der Behandlung von Lungenkrebs mit Medikamenten wie Akazienrinde erzielt. Im Rahmen der Vorarbeiten zu diesem Projekt wurden wirksame Komponenten und Wirkstoffe, die die Angiogenese von Tumoren hemmen, aus Akazienrinde isoliert und gereinigt und ihr Wirkstoff als Juliosid J8 (J8) identifiziert. Die Forschungsergebnisse zeigten, dass J8 eine signifikante Hemmwirkung auf die Proliferation von Endothelzellen hat. Außerdem kann es die Apoptose der Zellen auslösen. Es ist jedoch noch unklar, wie es die Signaltransduktion von außerhalb der Zelle über die Zellmembran und das Zytoplasma bis zum Zellkern reguliert, um seine Wirkung zu entfalten, und es gibt keine Forschungsberichte im In- und Ausland. In dieser Studie wurde molekulares Docking mit In-vitro-Zellexperimenten kombiniert, um die Ziele der hemmenden Wirkung von J8 auf die Proliferation von Endothelzellen und die mit der Apoptose verbundenen Zellsignalwege zu analysieren.

J8 ist ein aus der Akazienrinde isoliertes Saponin. Frühere Studien haben gezeigt, dass es die Tumorangiogenese sowohl in vitro als auch in vivo hemmt und die Apoptose von Endothelzellen auslösen kann. Allerdings ist der Weg, über den er die Zellapoptose auslöst, nicht ganz klar. Um den Mechanismus der durch J8 induzierten Endothelzell-Apoptose zu untersuchen, wurde eine neue Charge von Proben unter Verwendung der in der Literatur beschriebenen Extraktions-, Isolierungs- und Identifizierungsmethoden hergestellt und ihre Aktivität nachgewiesen. Um den Mechanismus der Wirkung von J8 auf die Zellen zu untersuchen, ob J8 in das Innere der Zellen eindringt oder mit Oberflächenproteinen auf der Zellmembran interagiert, wurde die Konzentration von J8 innerhalb und außerhalb der Zelle mittels HPLC nachgewiesen. Die Ergebnisse zeigten, dass J8 nicht in das Innere von Endothelzellen eindringt und nur mit Oberflächenproteinen auf der Zellmembran interagiert. Um die Interaktion von J8 mit bestimmten Proteinen weiter zu untersuchen, wurden zunächst die Membranproteine FAS, FAS und FAS, die mit der Apoptose DR3、DR4、DR5、TFR-1， in Verbindung stehen, durch molekulares Docking angedockt, wobei sich herausstellte, dass J8 nur gut an FAS und VEGF bindet, also an Proteine, die mit der Zellproliferation in Verbindung stehen.
Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor VEGF ist ein hochspezifischer pro-endothelialer Wachstumsfaktor, der die Proliferation von Endothelzellen, die Migration, die erhöhte Gefäßdurchlässigkeit und die Angiogenese fördern kann. Die Hemmung der Aktivität von VEGF kann die Bildung von Tumorblutgefäßen signifikant hemmen und damit das therapeutische Ziel einer Anti-Tumor-Behandlung erreichen. In der Literatur wird berichtet, dass die Gesamtsaponine der Akazienrinde die Bildung von Tumorgefäßen deutlich hemmen und die Aktivität von VEGF unterdrücken können. J8 ist eines der Saponine, und molekulares Andocken und molekularer In-vitro-Nachweis haben gezeigt, dass J8 an VEGF binden kann und dadurch die Proliferation von Endothelzellen hemmt.
Die moderne molekulare und zelluläre Pharmakologieforschung legt nahe, dass die Signaltransduktion der Zellapoptose in zwei Wege unterteilt werden kann: den exogenen und den endogenen (mitochondrialen) Weg. Der exogene apoptotische Weg wird durch Apoptoserezeptoren wie TNF-a, TRAIL und FAS-L vermittelt. Fas-L bindet an FAS, indem es FADD rekrutiert und verbindet, um die Zellapoptose einzuleiten. Mitochondrien sind das regulatorische Zentrum der endogenen Zellapoptose, die auf der Grundlage der verschiedenen Signalwege in Caspase-abhängige und nicht Caspase-abhängige apoptotische Signalwege unterteilt werden kann. Die Bindung von FADD an Caspase-8 kann zur Dimerisierung von Caspase-8, d.h. zur Aktivierung, führen. Die aktivierte Caspase-8 reaktiviert die Caspase-3/9, wodurch die Apoptose der Zelle ausgelöst wird. Der nicht Caspase-abhängige apoptotische Signalweg wird hauptsächlich durch die Freisetzung von AIF und EnDOG erreicht, die beide eine große Menge an DNA-Fragmentierung auslösen und die Zellapoptose einleiten können. Durch experimentelle Überprüfung wurde festgestellt, dass nach Zugabe von J8 (2,5 μ g/mL) zu HUVEC-Zellen die Expression von VEGF, JNK und anderen Proteinen signifikant herunterreguliert wurde, während die Expression der mit Apoptose verbundenen Proteine p-JNK, Bax und EnDOG signifikant hochreguliert wurde. J8 hatte keine signifikanten Auswirkungen auf die Expressionsniveaus von Caspase-3, Caspase-8 und Caspase-9 und konnte die Phosphorylierung von JNK, einer durch Stress aktivierten Proteinkinase, fördern. Der aktivierte JNK-Signalweg kann die Expression von mit der Apoptose zusammenhängenden Zielgenen regulieren und dadurch die Zellapoptose auslösen. Bax und EnDOG sind nachgeschaltete Zielgene des JNK-Signalwegs. Nach der Behandlung mit J8 steigen auch ihre Expressionswerte an, was darauf hindeutet, dass J8 den Zelltod durch Schwächung der Aktivität des VEGF/JNK-Stoffwechsels verursachen kann. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass J8 die Apoptose vaskulärer Endothelzellen durch Regulierung des JNK-Signalwegs fördern kann, was Ideen für künftige Forschungen anderer Wissenschaftler liefert und neue Forschungsmedikamente zur Hemmung der Tumorangiogenese-Therapie bietet. Diese Studie weist jedoch auch gewisse Mängel auf, und für künftige Forschungen ist ein umfassender Nachweis von Proteinen erforderlich, die dem JNK-Signalweg vor- und nachgeschaltet sind. In-vitro-Zellexperimente können gewisse Abweichungen aufweisen, und die experimentellen Ergebnisse müssen in klinischen und Tierversuchen validiert werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass J8 die Zellproliferation hemmen kann, indem es auf VEGF einwirkt, während die Regulierung des JNK-Signalwegs die Apoptose vaskulärer Endothelzellen fördert, wobei die Apoptoserate mit steigender Konzentration deutlich zunimmt.