Auf der Grundlage von Data Mining und netzwerkpharmakologischer Forschung wird der Wirkmechanismus des Hochfrequenzarzneimittels Xin An Gu Ben Pei Yuan bei der Behandlung der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung untersucht
Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine heterogene Erkrankung, die durch einen eingeschränkten Luftstrom, einen abnormalen Gasaustausch, eine starke Schleimsekretion und eine pulmonale arterielle Hypertonie gekennzeichnet ist. In der traditionellen chinesischen Medizin wird die COPD häufig nach den Symptomen der Lungenerweiterung, des Hustens und des Keuchens benannt. Die Hauptpathogenese der Krankheit ist Mangel, Schleim und Blutstau, wobei Qi-Mangel die Grundlage bildet. Sie beginnt oft in der Lunge, breitet sich auf die Milz aus und endet in den Nieren. Wenn die Funktionen von Lunge, Milz und Nieren gestört sind und der Stoffwechsel der Körperflüssigkeiten gestört ist, kommt es zu Schleimansammlungen, Blutstau, Schleimtrübungen und Wasseransammlungen. Die Ergänzung des Qi ist eines der wichtigsten Behandlungsprinzipien bei COPD. Die traditionelle chinesische Medizin hat eine eindeutige therapeutische Wirkung und ist in der Lage, Husten und Asthmasymptome zu verbessern und die Lebensqualität zu erhöhen.

Die New An Gu Ben Pei Yuan-Schule ist der repräsentativste Zweig der medizinischen Schule in der New An-Medizin und vertritt den akademischen Grundsatz, "Milz und Nieren zu kultivieren und zu nähren und sich um die Lebensenergie zu kümmern". Durch die Festigung und den Schutz der erworbenen Grundlagen des menschlichen Körpers wird das Ziel erreicht, den Körper zu unterstützen, das Böse zu beseitigen, Krankheiten zu behandeln und Krankheiten zu heilen. Der Schlüssel zur Stärkung der Grundlage liegt in der Konsolidierung des Qi von Lunge, Milz und Nieren, während der Kern der Ernährung der Essenz in der Beseitigung des Ungleichgewichts zwischen Qi, Blut, Yin und Yang liegt. Wang Wenqi, ein Arzt in Xiuning während der Qing-Dynastie, sagte einmal: "Die Milz ist der Beamte des Kornspeichers... Wenn man lange hustet und sich nicht ernährt, ist es notwendig, das Milzelement zu kultivieren, um die Mutter und ihre Kinder zu ernähren. Cheng Wenyu, ein berühmter Arzt aus dem Kreis Shexian, sagte: "Der Mangel an Lungengold wird oft durch das Austrocknen des Nierenwassers verursacht... Wenn das Yin unten beschädigt und das Yang oben isoliert ist... dann liegt das daran, dass der Husten zwar in der Lunge, aber in den Nieren ist. Die Neue An Gu Ben Pei Yuan-Theorie zeichnet sich durch die Regulierung von Qi und Blut, die Stärkung von Milz und Magen und die Ergänzung des Nieren-Qi aus. Sie zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften bei der Vorbeugung und Behandlung von COPD aus und hat eine deutliche therapeutische Wirkung.

In diesem Artikel werden Assoziationsregeln verwendet, um die häufig verwendeten Medikamentenpaare zur Behandlung von COPD im medizinischen Fall New An Gu Ben Pei Yuan zu ermitteln, bei denen es sich um die Kombination von Ginseng (Ginseng Radix et Rhizoma, GRR) und Astragalus (Astragli Radix, AR) handelt. Ginseng Huangqi enthält zahlreiche Inhaltsstoffe, und der Mechanismus der Behandlung von COPD ist noch unklar. Die Durchführung von netzwerkpharmakologischen Untersuchungen zur Kombination von Ginseng und Astragalus kann die Wirkstoffe und Ziele von Ginseng und Astragalus weiter aufklären und ihren Wirkmechanismus bei der Behandlung von COPD analysieren. Dies kann eine theoretische Grundlage für die Behandlung von COPD mit Ginseng und Astragalus liefern und ist auch von positiver Bedeutung für die Interpretation der Theorie von Xin An Gu Ben Pei Yuan.

 

Husten, Keuchen, Kurzatmigkeit, Verschlechterung der Bewegungsfähigkeit und Angst vor Blähungen sind häufige Symptome des Lungen-Qi-Mangelsyndroms, die erstmals im pathologischen Prozess der COPD beobachtet wurden. Die fortschreitende Entwicklung des Lungen-Qi-Mangels wirkt sich auf die Milz aus und geht in einen Lungen-Milz-Qi-Mangel über, der von Symptomen wie Appetitlosigkeit, Blähungen oder Völlegefühl im Epigastrium oder lockerem Stuhl begleitet wird. Im weiteren Verlauf können Symptome des Nieren-Qi-Mangels wie übermäßige Atmung, flache Atmung und unzureichende Qi-Aufnahme auftreten, was auf einen Mangel an Lungen-, Milz- und Nieren-Qi hinweist. Die stabile Behandlung von COPD konzentriert sich hauptsächlich auf die Tonisierung von Lunge, Milz und Nieren, wobei auch die Förderung der Qi-Zirkulation, die Auflösung von Schleim und die Förderung der Blutzirkulation berücksichtigt werden. Eine wirksame Vorbeugung und Behandlung während der stabilen Phase wirkt sich positiv auf die Verringerung der Häufigkeit akuter Schübe, die Verbesserung der Patientenerfahrung, die Verzögerung pathologischer Veränderungen und das Fortschreiten der Krankheit aus.

Unter der Anleitung der Theorie der Stärkung des Fundaments und der Ernährung der Essenz stellen die medizinischen Experten von Xin'an die Funktion von Qi und Blut in den Organen wieder her, indem sie das Qi von Lunge, Milz und Nieren tonisieren und pathologische Produkte wie Schleim, Blutstau und Wassereinlagerungen beseitigen, was mit der Behandlung einer stabilen COPD gut vereinbar ist. Die Analyse der Medikationsmuster in der Zieldatenbank mit Hilfe von Apriori-Assoziationsregeln ergab, dass die Kombination von Ginseng und Astragalus das höchste Vertrauen in die Behandlung von COPD hat. Wang Ji, ein Arzt an der Xin'an Medical School, der sich auf die Stärkung des Fundaments und die Pflege des Elements konzentriert, ist der Ansicht, dass "Ginseng und Astragalus nicht nur das Yang, sondern auch das Yin nähren". In der klinischen Praxis setzen sie Ginseng und Astragalus geschickt ein, um Milz und Magen zu stärken, Qi und Blut zu nähren und Yin und Yang ins Gleichgewicht zu bringen. Chen Jiamo, ein medizinischer Experte aus Qimen in der Ming-Dynastie, schrieb in seinem Buch "Bencao Mengqi": "Ginseng kann Keuchen und Husten lindern, die Blutgefäße entstauen und das Yin-Feuer beseitigen... Wenn die Lunge kalt und vom Bösen befallen ist, kann er Kurzatmigkeit und Atemnot verursachen und eignet sich zur Anwendung bei Mangelerscheinungen und Keuchen. Das Kräuterpräparat von Wang Ang, einem berühmten Arzt des Kreises Shexian, sagte: "Astragalus wird verarbeitet, um das zentrale Nervensystem zu beleben, die Lebensenergie zu stärken, den dreifachen Energiespender zu erwärmen, die Milz und den Magen zu stärken... Wenn Milz und Magen entspannt sind, wird das Lungen-Qi stark und die Muskeloberfläche fest sein, und das zentrale Nervensystem wird die Oberfläche stärken. Die beiden Medikamente sind bei den Ärzten in Xin'an sehr beliebt. Sie werden zusammen verwendet, um das zentrale Nervensystem zu stärken, die Milz zu kräftigen, die Lunge zu kräftigen und die Erde zu kultivieren, was der grundlegenden Pathogenese des Lungen- und Milzmangelsyndroms in der stabilen Phase der COPD entspricht. Die moderne klinische Forschung zeigt, dass die Verschreibung von Ginseng und Astragalus als Monarcharzneimittel eine gute therapeutische Wirkung auf die Stabilität der COPD hat. Dou und andere Forscher fanden heraus, dass der selbst zubereitete lungen- und nierentonisierende Dekokt (Dangshen, Shenghuangqi, Wuqi) Weizi, etc.) den TCM-Syndrom-Score von Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, Lungen- und Nieren-Qi-Mangel reduzieren, den PaO2 erhöhen und die CO2-Retention verringern kann.

Mithilfe des CytoNCA-Plugins in Cytoscape 3.7.2 wurden 33 Wirkstoffe aus Panax ginseng und Astragalus membranaceus identifiziert. Anhand der Rangfolge der Grade und in Verbindung mit der Forschungsliteratur wurde festgestellt, dass Bestandteile wie Kaempferol, Ginsenosid Rh2 und Hederagenin eine wichtige Rolle spielen. Shannai-Phenol ist eine gelbe Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht und einer Diphenylpropanstruktur, die durch die Kondensation von 4-Coumaroyl-CoA und drei Malonyl-CoA entsteht. Es kann das Auftreten von Entzündungsreaktionen hemmen, indem es die Bindungsaktivität von NF - κ B und des myeloischen Differenzierungsfaktors 88 (MYD88) unterdrückt. Das Ginsenosid Rh2 ist eines der wichtigsten bioaktiven Saponine im Ginseng. Strukturell lässt sich Rh2 in zwei Typen unterteilen: S-Typ und R-Typ. Unter ihnen ist das 20 (S)-Rh2-Monomer die Hauptkonfiguration, die aus der chinesischen Kräutermedizin isoliert wurde. Studien haben gezeigt, dass das Ginsenosid Rh2 die Mikroglia-Aktivierung und die Produktion von pro-inflammatorischen Zytokinen durch die Regulierung des TGF-β 1/Smad-Signalwegs wirksam hemmt. Das Efeu-Saponin ist eine natürlich vorkommende Triterpenoid-Verbindung mit einer Hydroxymethyl-Gruppe an der C-4-Position des A-Rings. Es ist in hohem Maße wasserunlöslich und kann die Kerntranslokation von NF-κ B und p-I κ B α hemmen, wodurch die Aktivierung von NF-κ B gehemmt, die durch Endotoxin induzierten zellulären NF-κ B-Spiegel unterdrückt und entzündungshemmende Wirkungen auf die NF-κ B-Kerntranslokation ausgeübt werden.

Durch eine funktionelle GO-Analyse der sich überschneidenden Targets wurde festgestellt, dass Ginseng-Astragalus molekulare Funktionen wie die Bindung von Transkriptionsfaktoren, Rezeptorregulierung, Signalrezeptoraktivierung, Ligandenaktivität usw. im zytoplasmatischen Kern, in der extrazellulären Matrix und in den äußeren mitochondrialen Membranregionen regulieren kann, antioxidativen Stress ausübt, Entzündungen verzögert und biologische Prozesse wie Zellapoptose und Epithelzellproliferation hemmt. Die Analyse der Anreicherung mit KEGG-Signalwegen zeigte, dass diese Targets in den PI3K-Akt-Signalweg, den IL-17-Signalweg, den TNF-Signalweg, den HIF-1-Signalweg, den Zytokinrezeptor-Interaktions-Signalweg, den Toll-like-Rezeptor-Signalweg, den Jak-STAT-Signalweg, den MAPK-Signalweg, den T-Zellrezeptor-Signalweg, die Th17-Zelldifferenzierung und den Foxo-Signalweg involviert sind. Mithilfe des ytoHubba-Plugins in Cytoscape wurden die zehn wichtigsten Gene mit den höchsten Gradwerten untersucht. Auf der Grundlage von Literatur- und KEGG-Anreicherungsanalysen wurden die Signalwege Toll-like-Rezeptoren (TLRs) und Th17-Zelldifferenzierung für eine eingehende Analyse ausgewählt. Die Kerngene, die in den beiden Signalwegen angereichert sind, wurden als AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 und TNF-α identifiziert. TLRs sind wichtige Mustererkennungsrezeptoren der angeborenen Immunität. Unter dem Einfluss von Faktoren wie Rauchen, schädlichen Gasen und Mikroorganismen bilden TLRs eine Transmembransignalübertragung und regulieren dann die Transkription, Translation und Expression von Entzündungsgenen über den MYD88-abhängigen NF-κ-B-Weg. Sie produzieren und setzen Entzündungsfaktoren wie IL-6, IL-8, COX-2, PGE2 usw. frei. Während sie Zellen schädigen, wirken sie auch als endogene Liganden und binden an Oberflächenrezeptoren wie Neutrophile und NK-Zellen, wodurch sie eine große Anzahl von Entzündungsmediatoren synthetisieren und freisetzen und Entzündungszellen rekrutieren, was zur Verstärkung und Aufrechterhaltung der Entzündungskaskade in der Lunge führt. TLR2, TLR4 und TLR9 sind alle an der Pathogenese der COPD beteiligt, wobei TLR4 als der Haupt-TLR gilt, der die Entzündungsreaktion der COPD aufrechterhält. Die T-Helferzelle 17 (Th17) ist eine spezielle Untergruppe der T-Helfer-Lymphozyten, die hauptsächlich Interleukin 17 (IL-17) und andere entzündliche Zytokine ausschüttet. Bei chronischen Entzündungskrankheiten der Atemwege bindet Th17 an Rezeptoren auf der Oberfläche von Fibroblasten, Epithelzellen und glatten Muskelzellen und löst so eine Immunreaktion aus, die die Proliferation und Aggregation von Neutrophilen induziert, was zu einer Schädigung des Atemwegsepithels führt und eine Fibrose vermittelt. Im Vergleich zu Th17-Zellen haben Treg-Zellen immunregulatorische Funktionen und sezernieren entzündungshemmende Zytokine, um die Immuntoleranz zu erhöhen und Entzündungsreaktionen zu hemmen. Ein Ungleichgewicht zwischen Th17- und Treg-Zellen wird als eine wichtige Ursache der COPD angesehen. AKT ist eine in der Evolution hoch konservierte Serin/Threonin-Proteinkinase. Die Aktivierung von AKT kann die Transkriptionsaktivität von FOXO3a hemmen und die Beteiligung des p53/p21-Signalwegs an der zigaretteninduzierten Alterung von Bronchialepithelzellen bewirken. IL-6 als eines der Zytokine kann den Th17-Differenzierungsweg (Helfer-T-Zelle 17) fördern und die Produktion von proinflammatorischen Zytokinen wie IL-17 (Interleukin 17) und CXCL8 (Chemokin 8) induzieren, was die Entwicklung von COPD fördert. CXCL8 ist ein Mediator der neutrophilen Entzündung. CXCL8 und andere Chemokine, die von Lungenmakrophagen ausgeschüttet werden, koordinieren den Transport von neutrophilen Granulozyten (PMN) in die Lunge bei äußeren Reizen (Zigarettenrauch, Luftschadstoffe). Die Sekretion von Proteasen, die durch die Ansammlung von Neutrophilen und anderen Entzündungszellen produziert werden, kann zu anhaltenden und umfangreichen Gewebeschäden führen und das Epithel der Atemwege zur Kontraktion und zur Erhöhung seiner Durchlässigkeit für Entzündungszellen anregen, was an der Pathogenese der COPD beteiligt ist. TNF-α ist ein wichtiger Entzündungsmediator, der zusammen mit Zigarettenrauch, LPS usw. das NF-κ-B-System von Entzündungszellen synergistisch aktivieren kann. Es stimuliert die Freisetzung von Zytokinen wie IL-8, erhöht die Zahl der Neutrophilen und induziert die Freisetzung von Matrix-Metalloproteinasen (MMP-9, MMP-12 usw.), die die Lungenalveolarwand schädigen und das Fortschreiten der COPD verschlimmern. MAPK1 (mitogen-aktivierte Proteinkinase 1) ist eine intrazelluläre Serin/Threonin-Proteinkinase, die im Laufe der Evolution stark konserviert wurde und sich im Zytoplasma befindet, bevor sie im Zellkern aktiviert wird. Sie kann die Genexpression durch Phosphorylierung von Transkriptionsfaktoren verändern, die Produktion von Entzündungsfaktoren wie TNF-α, IL-1, IL-6 fördern, eine Reihe von Entzündungs- und Immunreaktionen auslösen und somit eine Rolle bei der Pathogenese der COPD spielen. AKT1, IL6, CXCL8, TNF-α und MAPK1 sind wichtige Targets, die im Toll-like-Rezeptor-Signalweg und im Th17-Zelldifferenzierungs-Signalweg angereichert sind. Es gibt auch interaktive regulatorische Effekte zwischen diesen Genen, die den Ausbruch und das Fortschreiten von COPD durch entzündliche Immunität beeinflussen können.

Um die Zuverlässigkeit der netzwerkpharmakologischen Ergebnisse weiter zu verifizieren, wurde die molekulare Docking-Technologie eingesetzt, um das molekulare Docking zwischen den Kernkomponenten und den wichtigsten Targets durchzuführen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Bindungsenergien der Kernkomponenten Kaempferol, Ginsenosid Rh2 und Hederagenin mit AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 und TNF-α alle kleiner als -21,4 kJ/mol waren. Unter ihnen betrug die Bindungsenergie von AKT1 mit Ginsenosid Rh2 und Hederagenin -44,8 kJ/mol, was auf eine starke Bindungsaktivität zwischen ihnen hinweist. Die oben genannten Ergebnisse deuten darauf hin, dass AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 und TNF - α wichtige Ziele für die Wirkung von Ginseng Astragalus sein können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch Data Mining bestätigt wurde, dass die Ärzte von Xin'an Medical's Gu Ben Pei Yuan Pai die Ginseng-Astragalus-Medizin bei der Behandlung von COPD gut einsetzen. Mithilfe von Methoden der Netzwerkpharmakologie wurde ein "Compound Target"-Netzwerk erstellt, um die Interaktion zwischen Ginseng-Astragalus-Komponenten, Targets und Signalwegen als Ganzes zu analysieren. Es wird spekuliert, dass Ginseng-Astragalus synergistisch auf mehrere Targets wie AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 und TNF-α durch potenzielle pharmakologische Komponenten wie Kaempferol, Ginsenosid Rh2 und Hederagenin wirkt und entzündungshemmende und immunregulierende Wirkungen auf COPD durch Toll-ähnliche Rezeptor-Signalwege und Th17-Zell-Differenzierungs-Signalwege ausübt. Der Mechanismus der Ginseng- und Astragalus-Medikamente bei der Behandlung von COPD durch mehrere Komponenten, Targets und Signalwege wurde vorläufig aufgedeckt. Anschließende experimentelle Studien können mit dem Ginseng-Astragalus-Medikamentenpaar durchgeführt werden, um die Hauptbestandteile des Medikaments auf ihre Wirkung auf durch Zigarettenrauch induzierte Epithelzellmodelle der Atemwege zu untersuchen, die Expression der wichtigsten Zielproteine zu ermitteln und die wichtigsten Wirkmechanismen eingehend zu erforschen, was neue Richtungen und eine Grundlage für die Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung von COPD bietet.