Analyse der chemischen Zusammensetzung von Löwenzahn und netzwerkpharmakologische Studie über seinen Antikrebsmechanismus auf der Grundlage der HPLC-Q-TOF-MS/MS-Technologie
Löwenzahn (Taraxacum mongolicum Hand. - Mazz.) ist eine mehrjährige krautige Pflanze aus der Familie der Asteraceae, die zur Gattung der Löwenzähne gehört. Sie hat einen bitteren und süßen Geschmack, einen leicht kalten Charakter und wird von den Leber- und Magenmeridianen reguliert. Er wirkt hitzelösend und entgiftend, abschwellend und knötchenauflösend und fördert die Diurese und Drainage. In der traditionellen chinesischen Medizin wird er häufig zur Behandlung von Beschwerden wie Wunden, Schwellungen und Giften, Brustabszessen, Skrofulose, Rötungen und Schwellungen der Augen, Halsschmerzen, Lungenabszessen, Darmabszessen, Gelbsucht mit feuchter Hitze und Hitzetripper eingesetzt. Löwenzahn enthält reichlich Phenolsäuren, Flavonoide, Terpene und andere Substanzen. Die moderne Forschung hat gezeigt, dass Löwenzahn verschiedene pharmakologische Wirkungen hat, wie z. B. entzündungshemmend, antibakteriell, antioxidativ und antitumorös.

In den letzten Jahren war Krebs lange Zeit die häufigste Todesursache in China, was die Gesundheit der Menschen ernsthaft gefährdete. Dem Löwenzahn wird häufig eine abschwellende und knötchenauflösende Wirkung zugeschrieben, die zur Behandlung von Tumoren eingesetzt werden kann. Die moderne Forschung hat gezeigt, dass Löwenzahn bestimmte Antitumorwirkungen hat und die Vermehrung verschiedener Tumorzellen wirksam hemmen kann. Takasaki et al. führten eine Studie über die Wirkung von Löwenzahnwurzel-Extrakt gegen Hauttumore bei Mäusen durch, und die Ergebnisse zeigten, dass Löwenzahn-Extrakt wirksame hemmende Effekte hat. Zhan et al. fanden heraus, dass Löwenzahn-Extrakt die Fähigkeit hat, die positive Expression von p53 in Magenkrebszellen zu reduzieren. Zhu et al. untersuchten die therapeutische Wirkung von Löwenzahnwurzel-Extrakt auf Magenkrebs und fanden heraus, dass Löwenzahnwurzel-Extrakt Magenkrebs behandeln kann, indem er die Vermehrung und Migration von Tumorzellen hemmt. Mehrere Wissenschaftler haben auch gezeigt, dass Löwenzahn eine gute Anti-Tumor-Wirkung hat. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Löwenzahn eine signifikante Anti-Tumor-Aktivität hat und für die Entwicklung von Anti-Tumor-Medikamenten verwendet werden kann.
Die traditionelle chinesische Medizin hat verschiedene Komponenten und mehrere Ziele, und es gibt Synergieeffekte zwischen verschiedenen Zielen. Die Frage, wie der Wirkmechanismus der traditionellen chinesischen Medizin aufgeklärt werden kann, ist zu einem großen Hindernis für ihre Entwicklung geworden. Die Netzwerkpharmakologie setzt Hochdurchsatz-Screening, Netzwerkvisualisierung und Netzwerkanalyseverfahren ein, um die komplexen Netzwerkbeziehungen zwischen Arzneimitteln, Targets und Krankheiten aufzudecken und die Wirkmechanismen von Arzneimitteln aus mehreren Dimensionen zu verstehen. Dies liefert neue Forschungsideen für die Untersuchung von Multikomponenten- und Multitarget-Mechanismen in der Forschung zur traditionellen chinesischen Medizin und wurde in den letzten Jahren in der Forschung zur traditionellen chinesischen Medizin weithin eingesetzt. Es gibt jedoch keine Berichte über die Forschung zu Löwenzahn. Löwenzahn enthält zahlreiche chemische Komponenten, und die traditionellen Analysemethoden sind umständlich und zeitaufwendig, um seine chemische Zusammensetzung zu analysieren. HPLC-Q-TOF-MS/MS hat die Vorteile einer hohen Auflösung, einer hohen Trennung und einer hohen Empfindlichkeit. Diese Methode trennt zunächst die Verbindungen im Löwenzahn durch Flüssigchromatographie, analysiert dann die getrennten Verbindungen durch Massenspektrometrie und analysiert schließlich die Verbindungen qualitativ auf der Grundlage der Massenspektrometrie-Informationen, was eine schnelle Analyse der Bestandteile der traditionellen chinesischen Medizin ermöglicht.
Daher wurde in dieser Studie zunächst die HPLC-Q-TOF-MS/MS-Technologie verwendet, um die chemischen Komponenten von Löwenzahn schnell zu analysieren. Auf dieser Grundlage, vollständig unter Verwendung von Netzwerk-Pharmakologie-Analyse-Techniken, ausgehend von der allgemeinen und systematischen Wechselwirkungen zwischen Drogen, chemische Komponenten, Ziele und Krankheiten, erkunden wir die Anti-Krebs-Mechanismus von Löwenzahn, die Referenz für Löwenzahn in der Krebsprävention und Behandlung Forschung.

Die kombinierte HPLC-Q-TOF-Technologie zeichnet sich durch eine hohe Auflösung, einen hohen Durchsatz und eine hohe Empfindlichkeit aus. In Kombination mit Literatur und relevanten Datenbanken kann sie eine genaue und schnelle qualitative Analyse chemischer Komponenten durchführen und wird häufig für die Analyse von Komponenten der traditionellen chinesischen Medizin verwendet. Löwenzahn wird als Heilpflanze verwendet, und die Verteilung der verschiedenen Komponenten in den verschiedenen Teilen variiert stark. Gleichzeitig gibt es Unterschiede bei den gewonnenen Bestandteilen und Inhaltsstoffen unter verschiedenen Extraktionsbedingungen. In dieser Studie wurde die Extraktion der gesamten Löwenzahnpflanze unter Verwendung von Extraktionslösungsmitteln wie Methanollösungen mit Konzentrationen von 50%, 60%, 70%, 80%, 90% und 100% sowie Methanollösungen mit 5% Ameisensäure untersucht. Es wurde festgestellt, dass unter der Methanolextraktionsbedingung 60% die Peakform und das Peakaussehen im Allgemeinen besser waren. Daher wurde in diesem Experiment 60%-Methanol verwendet, um die gesamte Löwenzahnpflanze zu extrahieren und zu analysieren. Die Molekularformeln der Bestandteile wurden durch primäre Massenspektrometrie abgeleitet, und die Strukturen der Verbindungen wurden durch sekundäre Massenspektrometrie in Verbindung mit einschlägiger Literatur und Standardproben abgeleitet. Schließlich wurden 29 chemische Komponenten aus Löwenzahn identifiziert, hauptsächlich organische Säuren und Flavonoide, die die wichtigsten Forschungskategorien für Löwenzahn sind, um verschiedene Funktionen auszuüben. Diese Studie ermöglichte eine rasche Analyse der chemischen Bestandteile von Löwenzahn und stellt eine Referenz für die Qualitätskontrolle und pharmakologische Forschung von Löwenzahn dar.
Löwenzahn wirkt hitzelösend und entgiftend, abschwellend und knötchenauflösend und wird vermutlich zur Behandlung von Tumoren eingesetzt. Die moderne Forschung zeigt, dass Löwenzahn eine gute krebshemmende Wirkung hat, die die Vermehrung von Krebszellen wie Leberkrebs, Lungenkrebs, Gebärmutterhalskrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs und Brustkrebs wirksam hemmen kann und keine Zytotoxizität für normale Zellen aufweist. Um den Antikrebsmechanismus des Löwenzahns weiter zu erforschen, wurde in dieser Studie eine pharmakologische Netzwerkanalyse von 29 chemischen Komponenten durchgeführt, die aus der Analyse gewonnen wurden. Es wurde festgestellt, dass Quercetin, Luteolin, Apigenin, Paeoniflorin, Kaffeesäure, Isorhamnetin, Gallussäure, p-Hydroxybenzoesäure, Ferulasäure und 3,5-Dihydroxybenzoesäure die krebsbekämpfenden Komponenten des Löwenzahns sein könnten, wobei Quercetin, Luteolin und Apigenin stärkere krebsbekämpfende Wirkungen haben. Weitere Forschungen über die krebshemmende Wirkung von Löwenzahn können durchgeführt werden, indem man den Gehalt und die Verteilung der verschiedenen Arten im Löwenzahn kombiniert.
Mehrere Wissenschaftler haben die krebshemmenden Mechanismen verwandter Verbindungen erforscht. Song et al. fanden heraus, dass Quercetin die Autophagie durch Inaktivierung der PI3K-, Akt- und mTOR-Signalwege in Prostatakrebszellen PC-3 induzieren kann. Wu et al. fanden heraus, dass Quercetin die Autophagie über den ROS-NUPR1-Signalweg anregen kann, was zum Tod von Osteosarkomzellen führt. Li et al. fanden heraus, dass Quercetin die Invasion, Adhäsion, Proliferation und Migration menschlicher metastasierender Osteosarkomzellen durch Hemmung von PTHR1 reduziert. Hashemzaei et al. führten eine MMT-Analyse an mehreren Tumorzelllinien durch und stellten fest, dass Quercetin bei allen getesteten Krebszelllinien Apoptose auslösen kann. Seo et al. fanden heraus, dass Magnolol die durch Kalzium aktivierten Chlorid-Ionenkanäle (ANO1) herunterregulieren kann, um krebshemmende Wirkungen zu entfalten. Chen et al. fanden heraus, dass Luteolin und Quercetin die durch RPS19 aktivierte EMT-Signalisierung durch Blockierung der Akt-, mTOR- und c-Myc-Signalwege hemmen und dadurch die Metastasierung von Krebszellen unterdrücken können. Yang et al. fanden heraus, dass Apigenin die Zellproliferation hemmen und die Autophagie induzieren kann, indem es die PI3K-, Akt- und mTOR-Signalwege unterdrückt.
Auf der Grundlage des Interaktionsnetzwerkdiagramms der Zielproteine wurden 9 Kernziele, darunter AKT1, EGFR, SRC, ESR1, PTGS2, MMP9, KDR, MMP2 und PIK3R1, nach ihren Gradwerten ausgewählt. AKT1 ist einer der drei Subtypen von AKT, der eine Rolle bei verschiedenen biologischen Effekten spielt, darunter Zellproliferation, Überleben und Stoffwechselregulation. Ein Ungleichgewicht von AKT kann Krebs, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Erkrankungen des Nervensystems verursachen. EGFR ist ein Transmembranglykoprotein, das durch verschiedene Mechanismen wie Rezeptorüberexpression, Mutation, ligandenabhängige Rezeptordimerisierung und ligandenunabhängige Aktivierung abnormal aktiviert wird und mit dem Auftreten verschiedener menschlicher Krebsarten in Verbindung gebracht wird. MMP ist eine Art proteolytisches Enzym, das verschiedene Bestandteile der extrazellulären Matrix abbauen kann. Zahlreiche Experimente und klinische Beweise deuten darauf hin, dass MMP an der Tumorinvasion, Angiogenese und Metastasierung beteiligt ist, was sie zu einem idealen pharmakologischen Ziel für die Krebsbehandlung macht.
Die Ergebnisse der GO-Anreicherungsanalyse zeigten, dass Löwenzahn einen bedeutenden Einfluss auf biologische Prozesse wie Oxidation-Reduktion, negative Regulierung der Apoptose, Protein-Autophosphorylierung sowie auf molekulare Funktionen wie ATP-Bindung, Proteinkinase-Aktivität, Protein-Serin/Threonin-Kinase-Aktivität und Enzymbindung in der Zytoplasmamembran, der Zytoplasmamatrix, extrazellulären Vesikeln und dem extrazellulären Raum hat. Krebszellen benötigen für ihr Wachstum eine große Menge an Energie, und ihre Stoffwechselprozesse sind verstärkt, was zu heftigen Redoxreaktionen führt. Gleichzeitig verbrauchen Krebszellen das durch Stoffwechselprozesse erzeugte ATP, so dass die ATP-Bindung ein wichtiger Reaktionsprozess bei Krebs ist. Auch andere verwandte Prozesse sind an der Entstehung von Krebs beteiligt. Die Ergebnisse der KEGG-Signalweganalyse zeigen, dass die verwandten Ziele mehrere Krebs-Signalwege einbeziehen, wie z. B. Krebs-Signalweg, Krebs-Proteoglykan, PI3K-Akt-Signalweg, fokale Adhäsion, Krebs-MikroRNAs, Krebs-Transkriptionsungleichgewicht, Blasenkrebs usw. Die Proteoglykane, die von den Krebszellen im Krebs-Proteoglykan-Weg abgesondert werden, induzieren die Krebsmetastasierung, und die Hemmung dieses Weges kann die Krebsmetastasierung verringern; der PI3K-Akt-Signalweg hat die Funktion, den Zellzyklus und die Proteinsynthese zu regulieren. In der Krebspathogenese hemmt der PI3K-Akt-Signalweg die Zellapoptose auf vielfältige Weise und fördert die Zellproliferation, Tumormetastasierung und Angiogenese. Die oben genannten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die untersuchten biologischen Prozesse und Signalwege eng mit dem Antikrebsmechanismus von Löwenzahn verbunden sind.
Zu den pathologischen Formen des Prostatakrebses gehören das Adenokarzinom, das duktale Adenokarzinom, das Urothelkarzinom, das Plattenepithelkarzinom und das adenosquamöse Karzinom, von denen das Adenokarzinom der Prostata mehr als 95% ausmacht. Weltweit steht die Inzidenzrate des Prostatakrebses an zweiter Stelle und die Sterblichkeitsrate an fünfter Stelle unter den bösartigen Tumoren bei Männern. Wie man Prostatakrebs untersuchen kann, ist ein heißes Thema. Mehrere Wissenschaftler haben gezeigt, dass Löwenzahn eine gute hemmende Wirkung auf Prostatakrebs hat. Die moderne Forschung hat gezeigt, dass einer der ausgereifteren und wertvolleren Signalwege für eine gezielte Therapie von Prostatakrebs der Phosphatidyl-3-Hydroxykinase (PI3K)/Serin-Threonin-Proteinkinase (AKT)-Signalweg ist. Eine abnormale Aktivierung dieses Signalwegs steht in signifikantem Zusammenhang mit der Entwicklung und Prognose der Krankheit und spielt eine wichtige regulatorische Rolle bei Wachstum, Proliferation, Apoptose, Entzündungsreaktion, Angiogenese und Tumorentwicklung der Körperzellen. In dieser Studie wurde festgestellt, dass verschiedene funktionelle Substanzen im Löwenzahn auf verwandte Ziele wie AKT und PI3K wirken können. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Löwenzahn für die Entwicklung und Behandlung von Prostatakrebs verwendet werden kann. Die oben genannten Ergebnisse der Netzwerkpharmakologie sind Simulationen und Spekulationen, die Mängel aufweisen. Weitere pharmakologische Experimente sind erforderlich, um über die Ergebnisse zu spekulieren und Daten für die weitere Entwicklung von Löwenzahn zu liefern.
Zusammenfassend wurden in dieser Studie die chemischen Bestandteile von Löwenzahn mittels HPLC-Q-TOF-MS analysiert und insgesamt 29 chemische Bestandteile identifiziert, darunter 16 organische Säuren, 10 Flavonoide, 2 Cumarine und 1 Terpen. Unter Verwendung von Methoden der Netzwerkpharmakologie zur Untersuchung des Antikrebsmechanismus von Löwenzahn wurde festgestellt, dass Komponenten wie Quercetin, Luteolin, Apigenin usw. in Löwenzahn an biologischen Prozessen wie Redoxprozessen, negativer Regulierung des Apoptoseprozesses, Proteinautophosphorylierung, ATP-Bindung, Proteinkinaseaktivität, Proteinserin/Threoninkinaseaktivität, Enzymbindung usw. teilnehmen, indem sie auf Kernziele wie AKT1, EGFR, SRC, ESR1 usw. einwirken, und dann krebshemmende Wirkungen in Bereichen wie Krebs, Proteoglykane bei Krebs und PI3K-Akt-Signalweg ausüben.