Erforschung des Wirkmechanismus der Canmei-Formel bei der Behandlung von Darmkrebs auf der Grundlage von Netzwerk-Pharmakologie, molekularem Docking und experimenteller Überprüfung
Darmkrebs (CRC) gilt als die dritthäufigste Krebserkrankung bei Männern, die zweithäufigste bei Frauen und die zweithäufigste Krebstodesursache weltweit. Die Inzidenzrate und die Sterblichkeitsrate von Darmkrebs steigen rapide an, insbesondere in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen. Schätzungen zufolge wird die weltweite Belastung durch Darmkrebs bis 2030 um 60% zunehmen, mit mehr als 2,2 Millionen Neuerkrankungen und 1,1 Millionen Krebstoten. Zu den herkömmlichen Behandlungsmethoden gehören Chirurgie, Medikamente, Chemotherapie usw., aber die Gesamtüberlebensrate ist nicht ideal.
Die traditionelle chinesische Medizin hat sich als wichtiges Antitumormittel klinisch bewährt. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Kombination von traditioneller chinesischer Medizin mit Chemo- oder Strahlentherapie die Überlebensrate der Patienten für 1 bis 3 Jahre deutlich verbessern, Nebenwirkungen reduzieren, die Lebensqualität verbessern und die Überlebenszeit verlängern kann. Sie ist eine besonders wichtige Methode zur Behandlung von Darmkrebs. In den alten medizinischen Büchern gibt es keine genauen Aufzeichnungen über den Namen des kolorektalen Krebses, und er wird heute meist als "anale Hämorrhoiden", "Darmwinde", "Ansammlung" und andere Kategorien klassifiziert. Im Kompendium der Materia Medica heißt es: "Wenn die Darmwinde Blut fließen lassen, brate die Seidenraupen, um ihren Mund und ihre Füße zu entfernen, röste jeweils ein oder zwei Stücke schwarzes Pflaumenfleisch und mahle sie zu Pulver. Nehmen Sie jeweils hundert Pillen mit weißer Suppe vor dem Essen ein, dreimal täglich." Die Seidenraupen haben eine milde Natur, einen salzigen und scharfen Geschmack und werden verwendet, um Wind zu vertreiben, Schreck zu stoppen und Schleim und Knötchen in den Leber-, Lungen- und Magenmeridianen zu zerstreuen; Ume hat eine flache Natur, einen sauren und adstringierenden Geschmack und gehört zu den Leber-, Milz-, Lungen- und Dickdarmmeridianen. Es kann die Lunge straffen, den Darm adstringieren und Fäulnis beseitigen. Die beiden Drogen werden getrennt, um Yin und Yang zu entfernen, und das saure und scharfe Pulver wird gesammelt. Daher wird die Formel Canmei Decoction (CMF) genannt. Untersuchungen haben gezeigt, dass der CMF-Extrakt eine präventive und therapeutische Wirkung auf AOM/DSS-induzierte adenomatöse Darmpolypen bei Mäusen hat und das Auftreten von adenomatösen Polypen bei AOM/DSS-Mäusen erheblich reduzieren kann.
Die Netzwerkpharmakologie ist eine neue Disziplin, die die Interaktion zwischen Arzneimitteln und dem Körper aus einer systemischen und ganzheitlichen Perspektive erforscht. Um die potenziellen Wirkstoffe und molekularen Mechanismen der traditionellen chinesischen Medizin Formeln zu erforschen, um ihre therapeutischen Wirkungen ausüben, ist diese Disziplin auf moderne Bioinformatik-Forschungsmethoden und tief analysiert die synergistischen Mechanismen zwischen Komponente Komponente, Komponente Ziel, und Ziel Krankheit Netzwerke, was die Merkmale der Multi-Komponenten-und Multi-Target-Effekte in der traditionellen chinesischen Medizin Formeln und Hervorhebung der herausragenden Vorteile der Systematik und Ganzheitlichkeit. Wissenschaftler haben Methoden der Netzwerkpharmakologie verwendet, um den potenziellen Wirkmechanismus von CMF gegen kolorektale Adenome (CRA) zu erforschen, aber es gibt keine Forschungsberichte über den Wirkmechanismus von CMF gegen CRC unter Verwendung von Methoden der Netzwerkpharmakologie. Diese Studie nutzt die Methoden der Netzwerkpharmakologie, um die Signalwege zu erforschen, über die CMF seine Wirkung entfaltet, und liefert so neue Ideen für den Wirkmechanismus der CMF-Mehrkomponenten- und Multi-Target-Therapie.

 

In dieser Studie wurde der potenzielle Wirkmechanismus von CMF bei der Behandlung von Darmkrebs auf der Grundlage von Netzwerk-Pharmakologie, molekularem Docking und experimenteller Überprüfung systematisch analysiert. Ein Zielnetzwerk von Wirkstoffen aus Bombyx mori und Ume nigra wurde erstellt, um potenzielle Ziele und Signalwege vorherzusagen. Die topologische Datenanalyse ergab, dass Quercetin und Kaempferol eine entscheidende Rolle bei der Behandlung von Darmkrebs mit CMF spielen könnten.

Die Forschung hat gezeigt, dass Quercetin pharmakologische Wirkungen wie Entzündungshemmung, Antioxidation, Thrombozytenaggregationshemmung, Antitumor und Immunsuppression hat. Es kann die Zellapoptose und die Autophagie fördern sowie die Angiogenese und Entzündungen hemmen, um das Fortschreiten von Darmkrebs zu unterdrücken. Es induziert die Zellapoptose durch Hemmung von Signalwegen wie MAPK/Erk, PI3K/Akt und NF-κ B. Das natürliche Flavonol Naphthol hat verschiedene pharmakologische Aktivitäten wie antibakterielle, entzündungshemmende, antioxidative und Anti-Tumor-Wirkung und wird derzeit in der Krebschemotherapie eingesetzt. Die oben genannten Forschungsergebnisse stimmen im Wesentlichen mit den vorhergesagten Ergebnissen überein, was darauf hindeutet, dass die Hauptwirkstoffe von CMF eine eindeutige therapeutische Wirkung bei der Prävention und Behandlung von Darmkrebs haben.

Die Ergebnisse der PPI-Proteininteraktionsnetzwerkanalyse zeigen, dass zu den potenziellen Zielgenen für die CMF-Prävention und -Behandlung von Darmkrebs TP53, AKT1, MAPK8, MAPK1, JUN und IL6 gehören. TP53 ist ein Tumorsuppressorprotein, das das Zellwachstum streng reguliert, indem es die Zellapoptose und die DNA-Reparatur fördert. Die Forschung hat gezeigt, dass mutiertes TP53 bei Darmkrebspatienten zu einer abnormen Vermehrung von Krebszellen und zum Fortschreiten des Tumors führen kann. AKT1 (AKT) ist ein zentrales Ziel im PI3K/AKT-Signalweg, der am Wachstum, der Vermehrung, der Apoptose, dem Stoffwechsel, der Resistenz gegen Tumormedikamente und der Immunabwehr von Tumorzellen beteiligt ist. MAPK1 und MAPK8 sind beide Mitglieder der MAP-Kinase-Familie. Als Integrationspunkt verschiedener biochemischer Signale ist die MAP-Kinase an verschiedenen zellulären Prozessen wie Differenzierung, Proliferation, Transkriptionsregulation usw. beteiligt. Experimentelle Ergebnisse haben gezeigt, dass miR-422A die Proliferation von Dickdarmkrebszellen hemmt, indem es auf MAPK1 und AKT1 abzielt. C-jun ist ein Protein des JUN-Gens, und Darmkrebspatienten zeigen eine Anfälligkeit für c-jun, die eng mit der Überlebensrate verbunden ist. IL-6 ist ein wichtiges Zytokin bei der akuten Entzündungsreaktion, das an der Entstehung verschiedener chronischer Entzündungskrankheiten einschließlich Krebs beteiligt ist. Zytokine der IL-6-Familie wurden als Biomarker für die Krebserkennung identifiziert. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die wirksamen Inhaltsstoffe von CMF mit den Krankheitszielen von Darmkrebs interagieren und die einzigartigen Vorteile der traditionellen chinesischen Medizin bei der Behandlung von Darmkrebs mit mehreren Komponenten und Zielen voll ausschöpfen.

Die Analyse der funktionellen GO- und KEGG-Signalweg-Anreicherung ergab, dass CMF an biologischen Prozessen wie Zellproliferation, Zellzyklus, Apoptose, Signaltransduktion, oxidativem Stress und der Regulierung der Serin/Threonin-Kinase-Aktivität von Proteinen beteiligt ist. Die Anzahl der Gene, die in Krebs-Signalwegen, dem IL-17-Signalweg, dem PI3K-AKT-Signalweg, dem HIF-1-Signalweg und anderen Signalwegen angereichert sind, ist am höchsten, was darauf hindeutet, dass diese Signalwege eine wichtige Rolle im Mechanismus der CMF-Therapie bei Darmkrebs spielen können.
Zytokine sind wichtige Entzündungsmediatoren für Krebswachstum und -invasion. IL-17 ist das wichtigste von Th17-Zellen produzierte Zytokin, das Neutrophile und Makrophagen zur Produktion von entzündlichen Zytokinen und Chemokinen anregen kann. Es ist an verschiedenen Prozessen beteiligt, u. a. an der Wirtsabwehr, der Gewebereparatur, der Pathogenese von Entzündungskrankheiten und der Krebsentstehung, und spielt eine Schlüsselrolle bei bösartigen menschlichen Tumoren. Im Darm fördert der IL-17-Signalweg die Bildung von Adenomen, indem er die Vermehrung und das Überleben von Darmzellen mit Apc-Mutationen steigert, die Funktion der Darmbarriere beeinträchtigt, die IL-17-Reaktion in Tumoren aktiviert und das Tumorwachstum fördert. Darüber hinaus hemmt die IL-17-induzierte Mobilisierung von Granulozyten durch Zytokine und Chemokine die Zellen, fördert die Angiogenese und unterdrückt die Anti-Tumor-Immunität. Der klassische Autophagie-Signalweg PI3K/AKT/mTOR ist an Wachstum, Proliferation, Überleben, Apoptose, Metabolismus sowie an der Resistenz von Tumorzellen gegen Medikamente und an der Immunabwehr beteiligt. Die Aktivierung dieses Signalwegs ist ein Markenzeichen der Krebsentwicklung. Mutationen zur Aktivierung des PI3K-Signalwegs sind bei fortgeschrittenem Brustkrebs, Magenkrebs, Darmkrebs und anderen soliden Krebsarten häufig, und die Mutationsrate kann um 30%~60% ansteigen. Die Wirkstoffe von CMF können das Auftreten und die Entwicklung von Darmkrebs beeinflussen, indem sie mehrere Signalwege regulieren und so neue Ideen für die klinische Behandlung liefern.
Die molekularen Docking-Ergebnisse des "Wirkstoff-Ziels" zeigten, dass die Hauptwirkstoffe von CMF, Quercetin und Kaempferol, eine gute Affinität zu den Hauptzielen aufwiesen, und die Konformation der Bindungsstelle war stabil mit einer starken Bindungsfähigkeit, was die Vorhersage der Netzwerk-Pharmakologie in dieser Studie weiter bestätigte.
Auf der Grundlage der oben genannten Forschungsergebnisse wurde der Hauptwirkstoff Quercetin für das anschließende Zellexperiment ausgewählt, um seinen potenziellen Mechanismus eingehend zu untersuchen. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass die Intervention verschiedener Konzentrationen von Quercetin in HCT116-Zellen die Zellproliferation signifikant hemmen und die Apoptose fördern, die Expression des antiapoptotischen Proteins Bcl-2 reduzieren und die Expression des proapoptotischen Proteins BAX erhöhen kann. Die Unterschiede waren statistisch signifikant (P<0,05).
Die Analyse des potenziellen Mechanismus von CMF bei der Vorbeugung und Behandlung von Darmkrebs aus der Perspektive der Systembiologie steht im Einklang mit den Merkmalen der traditionellen chinesischen Medizin, die chinesische Arzneimittel mit mehreren Zielen, Wegen und Systemen zur Regulierung des Körpers und zur Vorbeugung von Krankheiten als Ganzes einsetzt. Sie trägt auch dazu bei, die wissenschaftliche Bedeutung von Wirkstoffen der traditionellen chinesischen Medizin aufzudecken und die Entwicklung neuer Medikamente der chinesischen Medizin zu fördern. Die traditionelle chinesische Medizin bietet ein breites Spektrum an Möglichkeiten für die Vorbeugung und Behandlung von Tumoren, aber die Forschungsmethoden der Netzwerkpharmakologie weisen gewisse Einschränkungen auf, und es sind noch mehrdimensionale Experimente erforderlich, um sie in einem späteren Stadium weiter zu überprüfen.