Recherche sur les gènes principaux et le criblage des microARN clés du médicament Huangqin Huanglian pour le traitement des ulcères gastroduodénaux associés à Helicobacter pylori
L'ulcère gastroduodénal (UGD) est l'une des maladies du système digestif les plus courantes dans la pratique clinique, qui a tendance à se produire dans l'estomac et le duodénum. Le taux d'incidence de l'ulcère gastroduodénal varie selon les pays et les régions. La recherche montre qu'environ 5%~10% des personnes dans le monde ont souffert d'un ulcère gastroduodénal au cours de leur vie. Les données cliniques montrent que les patients souffrant d'ulcère gastroduodénal représentent 10,31 à 32,61 % des cas de gastroscopie en Chine. Le symptôme typique de la plupart des patients atteints d'UP est une douleur rythmique récurrente dans la partie supérieure et moyenne de l'abdomen ; certains patients manquent de spécificité dans leurs symptômes, se manifestant par des symptômes gastro-intestinaux tels que la distension abdominale supérieure, l'anorexie et le reflux acide ; un petit nombre de patients présentent des complications de l'UP telles que des hémorragies gastro-intestinales et des perforations comme principaux symptômes. Avec la croissance du niveau économique de la Chine, l'amélioration de la qualité de vie de la population et l'accélération du rythme de travail, le taux d'incidence de la polyarthrite rhumatoïde est de plus en plus élevé, ce qui a un impact sérieux sur la santé physique et mentale et la qualité de vie des patients.

Depuis que les chercheurs australiens Warren et Marshall ont isolé Helicobacter pylori (Hp) à partir d'échantillons de biopsie de la muqueuse gastrique de patients en 1983, il a été confirmé que Hp est étroitement lié à l'apparition, au développement et à la récurrence de l'ulcère gastroduodénal. Les ulcères gastroduodénaux causés par une infection à Hp sont également connus sous le nom d'ulcères gastroduodénaux associés à Hp. L'association d'une thérapie antibactérienne antibiotique et d'une thérapie de suppression de l'acide par inhibiteur de la pompe à protons est actuellement la méthode de base pour traiter les ulcères gastroduodénaux liés à l'infection à Hp. Mais avec l'utilisation généralisée des antibiotiques, le taux de résistance de Hp à la clarithromycine, au métronidazole et à la lévofloxacine a augmenté d'année en année en Chine, entraînant une diminution ou même un échec de la trithérapie dans l'éradication de Hp. À l'heure actuelle, le traitement préféré pour les PU liées à Hp en Chine est la quadrithérapie au bismuth, d'une durée de 10 ou 14 jours. Cette méthode présente également des problèmes tels que l'augmentation de la résistance aux antibiotiques, des réactions indésirables importantes, une faible compliance des patients et une lourde charge économique. Par conséquent, l'application de la thérapie de la médecine traditionnelle chinoise pour élargir le plan de traitement des infections à Hp est l'un des points chauds de la recherche en gastro-entérologie.

La médecine traditionnelle chinoise estime que les PU liées au Hp peuvent être classées dans les catégories "douleur épigastrique", "déglutition acide", "bruit", etc. La pathogenèse de base est l'invasion de toxines pathogènes, le déficit d'énergie positive et négative et le déséquilibre du mouvement du qi. Le Hp appartient à la catégorie du "mauvais qi" et présente souvent des propriétés pathologiques de chaleur et de toxicité. Les ulcères causés par le Hp se manifestent souvent par un syndrome de chaleur humide. La méthode consistant à éliminer la chaleur, à dissiper l'humidité et à désintoxiquer est l'une des méthodes de traitement les plus importantes pour les ulcères liés au Hp. Coptis chinensis Franch est une plante de la famille des Ranunculaceae (également connue sous le nom de Weilian), Sanjiaoye Huanglian C Deltoidea C.Y. Cheng et Hsiao (également connue sous le nom de Yalian) ou Yunlian C Les rhizomes secs de la teeta Wall sont de nature froide et ont un goût amer. Ils se trouvent dans les méridiens du cœur, de la rate, de l'estomac et du gros intestin et ont pour effet d'évacuer la chaleur, d'assécher l'humidité, de purger le feu et de désintoxiquer. Scutellaria baicalensis Georgi, plante appartenant à la famille des Lamiacées, est la racine séchée de Scutellaria baicalensis Georgi. De nature froide et de goût amer, elle se trouve dans les méridiens des poumons, de la vésicule biliaire, de la rate, du gros intestin et de l'intestin grêle. Il a pour effet de dissiper la chaleur et l'humidité, de purger le feu et de désintoxiquer, de refroidir le sang et d'arrêter les hémorragies. La paire médicinale composée de Scutellaria Radix Coptidis Rhizoma (SRCR) est l'un des médicaments classiques d'évacuation de la chaleur et de désintoxication de la médecine traditionnelle chinoise. Ces deux médicaments sont souvent utilisés en association pour traiter les PU liées à l'Hp et ont une efficacité clinique certaine. Cependant, les rapports existants manquent d'une étude systématique et complète sur les mécanismes de régulation du réseau moléculaire de leurs ingrédients actifs, de leurs cibles, de leurs voies de signalisation, etc.

La pharmacologie des réseaux est un nouveau modèle de recherche sur les médicaments qui intègre les théories de plusieurs disciplines telles que la bio-informatique, la biologie des systèmes et la technologie d'analyse des réseaux informatiques. Elle permet d'explorer la relation entre les médicaments et les maladies du point de vue de l'homéostasie globale du réseau biologique. Les caractéristiques holistiques et systématiques présentées par la pharmacologie de réseau coïncident avec les principes de la vision holistique de la MTC, de la différenciation et du traitement des syndromes et de la compatibilité de la MTC. Cette étude a utilisé la pharmacologie des réseaux et les méthodes bioinformatiques pour analyser les caractéristiques multi-composants, multi-cibles et multi-voies de la médecine Huangqin Huanglian. Sur la base des gènes principaux et des microARN clés, le mécanisme de régulation du réseau moléculaire de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement des PU liées à l'hépatite C a été exploré, dans le but de fournir une base scientifique pour son traitement clinique des PU liées à l'hépatite C et de fournir des idées et des références pour des recherches expérimentales approfondies ultérieures.

Tout d'abord, les principaux principes actifs et les cibles potentielles du SRCR ont été recherchés dans la base de données et la plate-forme d'analyse de la pharmacologie des systèmes de la médecine traditionnelle chinoise (TCMSP) ; obtenir les données du profil d'expression génique GSE70394 de la base de données GEO, utiliser le logiciel R pour homogénéiser les données de la puce des gènes différentiellement exprimés (DEG) impliqués dans les cellules épithéliales gastriques humaines infectées par Hp (GES), et dessiner des cartes thermiques de volcans et de grappes de DEG ; Construire un réseau d'interactions protéiques entre les cibles des composants SRCR et les DEG des cellules GES humaines infectées par l'Hp en utilisant la base de données STRING ; Effectuer une analyse fonctionnelle GO et une analyse d'enrichissement des voies KEGG sur les gènes caractéristiques susmentionnés en utilisant la base de données DAVID ; Ensuite, Cytohuba a été utilisé pour cribler les gènes principaux impliqués dans le traitement SRCR de la PU liée à l'Hp ; Prédiction des microARN clés régulant les gènes principaux en utilisant les bases de données Target Scan et miRBase.

L'ulcère gastroduodénal est une maladie caractérisée par des réactions inflammatoires et des lésions nécrotiques de la muqueuse sous l'action de divers facteurs pathogènes. Les lésions peuvent pénétrer la couche musculaire de la muqueuse ou atteindre des niveaux plus profonds, les muqueuses gastrique et duodénale étant les plus fréquentes. Depuis la découverte de l'Hp, de nombreuses études ont confirmé que l'Hp est le facteur le plus important dans l'apparition et la récurrence des ulcères gastroduodénaux. Les ulcères gastroduodénaux liés à l'Hp désignent l'apparition, le développement, le pronostic et la récurrence d'ulcères gastroduodénaux étroitement liés à l'infection par l'Hp. Le mécanisme pathogène de l'ulcère gastroduodénal causé par l'infection à Hp est très complexe et constitue un sujet de recherche de longue haleine pour les cliniciens en gastro-entérologie. Actuellement, il existe quatre théories principales : ① la théorie du toit qui fuit ; ② la théorie de la gastrine liée à l'acide gastrique ; ③ la théorie de la métaplasie gastrique ; ④ la théorie de la chasse d'eau médiatique. Dans la pratique clinique, la trithérapie ou la quadrithérapie est couramment utilisée pour inhiber ou tuer Helicobacter pylori, réduire l'acide gastrique et protéger la muqueuse gastrique, traitant ainsi la polyarthrite rhumatoïde liée à Helicobacter pylori. En raison de l'utilisation irrationnelle des antibiotiques sur le long terme, la résistance de l'Hp augmente d'année en année, ce qui entraîne une diminution, voire un échec, du taux de guérison de la trithérapie ou de la quadrithérapie. En outre, l'impact des programmes d'éradication de Hp sur le microbiote gastro-intestinal normal, tel que la dysbiose du microbiote ou la prolifération des bactéries de l'intestin grêle, a également fait l'objet d'une grande attention. Par conséquent, le choix d'une thérapie globale de médecine traditionnelle chinoise pour résoudre le problème de la résistance de Hp, réduire les effets gastro-intestinaux et autres effets indésirables des antibiotiques et contrôler le taux de récurrence des ulcères revêt une importance clinique considérable.

La médecine traditionnelle chinoise ne mentionne pas le nom de la maladie "Hp related PU". Les médecins modernes la classent en "douleur épigastrique", "déglutition acide", "bruit" et autres catégories sur la base des principaux symptômes cliniques. La médecine traditionnelle chinoise considère qu'il existe de nombreuses causes de douleurs épigastriques, notamment des agents pathogènes externes qui envahissent l'estomac, des troubles émotionnels, une alimentation irrégulière et une faiblesse physique prolongée. L'infection à Hp appartient à la catégorie des qi pathogènes exogènes, et les PU liées à Hp ont souvent des propriétés thermiques et toxiques. Lorsque la rate et l'estomac sont faibles et que l'énergie vitale du corps est insuffisante, Hp profite de cette déficience pour envahir le tractus gastro-intestinal, provoquant une disharmonie dans les fonctions de la rate et de l'estomac, un déséquilibre dans le mouvement du qi et la formation de divers produits pathologiques tels que la stagnation du qi et la chaleur humide, endommageant la muqueuse, pourrissant les muscles et provoquant des ulcères. Comme indiqué dans "L'origine et la source de diverses maladies" : Bougie de rhinocéros - Maladies de l'estomac" : "Les douleurs de l'estomac sont dues à la sécheresse pathogène de la région épigastrique. L'estomac est rempli de qi qui favorise l'harmonie, avec un qi et un sang abondants. Lorsque l'estomac est fort, le mal ne peut être asséché, et lorsqu'il est faible, il devient une maladie. Il a tendance à être froid et chaud, avec de l'eau et de la nourriture stagnantes, toutes choses qui sont douloureuses en raison de la lutte avec le qi véritable. Un grand nombre de résultats de recherches cliniques ont montré que la PU liée au Hp est plus fréquente dans le syndrome de chaleur humide de la rate et de l'estomac, et que le traitement consistant à dégager la chaleur et à éliminer l'humidité a une grande importance pour le traitement de cette maladie. L'association de Huangqin et de Huanglian est une formule clinique classique pour dégager la chaleur, dissiper l'humidité et désintoxiquer les toxines. Ces deux produits appartiennent à la catégorie des produits de froid amer et de chaleur purgative et doivent être utilisés ensemble pour obtenir les effets suivants : dégager la chaleur, assécher l'humidité, purger le feu, désintoxiquer, refroidir le sang et arrêter les hémorragies. L'association de Huangqin et de Huanglian constitue également une paire de médicaments de base dans les formules couramment utilisées pour traiter les maladies infectieuses liées à l'hépatite, telles que Banxia Xiexin Tang, Huanglian Jiedu Tang, Sanhuang Xiexin Tang, etc. La recherche pharmacologique moderne a montré que Scutellaria baicalensis et Polygonatum sibiricum ont tous deux des effets antibactériens importants sur l'Hp, ainsi que des effets antioxydants, anti-inflammatoires, antipyrétiques, hypoglycémiques, antitumoraux, protecteurs de la muqueuse gastrique et régulateurs de l'immunité. Huangqin et Huanglian, deux médicaments traditionnels chinois, ont une efficacité et des effets pharmacologiques similaires. Leur combinaison a souvent un effet synergique et est largement utilisée dans le traitement clinique des PU liées à l'Hp.

Cette étude s'appuie sur la pharmacologie des réseaux et la bioinformatique pour explorer les principaux mécanismes de régulation du réseau moléculaire de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde liée à l'Hp, et pour étudier les gènes principaux et les microARN clés qui peuvent jouer un rôle dans ses effets pharmacologiques. Dans la base de données TCMSP, 41 principes actifs des paires médicinales Huangqin Huanglian ont finalement été examinés, parmi lesquels Huanglian est principalement composé d'alcaloïdes et Huangqin est principalement composé de flavonoïdes. Une exploration plus poussée a révélé 216 cibles potentielles et 764 interactions entre les composants et les cibles. Le traitement et l'analyse de la base de données GEO GSE70394 ont permis d'obtenir 127 gènes significativement exprimés de manière différentielle entre les cellules épithéliales de la muqueuse gastrique humaine infectées par Hp et les cellules épithéliales de la muqueuse gastrique normale, dont 77 gènes régulés à la hausse et 50 gènes régulés à la baisse. À l'aide de la base de données STRING et du logiciel Cytoscape, le réseau PPI des ingrédients actifs ciblés dans le médicament Huangqin Huanglian et le réseau PPI des gènes significativement exprimés de manière différentielle dans les cellules épithéliales gastriques humaines infectées par Hp ont été fusionnés, et l'intersection des deux a été extraite pour obtenir le réseau PPI du médicament Huangqin Huanglian pour le traitement des PU liées à Hp. Afin d'analyser plus avant le mécanisme d'action possible du médicament Huangqin Huanglian dans le traitement de cette maladie à l'aide de principes actifs, nous avons effectué des analyses d'enrichissement GO et KEGG sur 127 cibles génétiques spécifiques dans son réseau.

Les résultats des analyses d'enrichissement GO et KEGG impliquent de nombreux processus biologiques et d'importantes voies de signalisation. Les résultats de l'analyse GO ont montré que le médicament Huangqin Huanglian joue un rôle régulateur important dans des processus biologiques tels que la réponse aux cytokines, la régulation positive de l'activité des protéines kinases, la réponse inflammatoire, la réponse immunitaire, la régulation négative de la prolifération cellulaire et la régulation positive de l'activité du facteur de transcription NF - κ B. Ces processus biologiques peuvent se refléter dans les voies de signalisation impliquées dans la régulation des gènes cibles par le Huangqin Huanglian. Ces processus biologiques peuvent se refléter dans les voies de signalisation impliquées dans la régulation des gènes cibles par le médicament Huangqin Huanglian. Les résultats de l'analyse KEGG ont montré que 35 voies de signalisation étaient étroitement liées au traitement de la polyarthrite rhumatoïde par le médicament Huangqin Huanglian. Les voies de signalisation significativement enrichies comprennent la voie d'interaction entre les récepteurs des cytokines, la voie de signalisation des récepteurs NOD, la voie des molécules d'adhésion cellulaire, la voie de signalisation ErbB, la voie de signalisation NF - κ B, la voie de signalisation Jak STAT, etc.

Les récepteurs de type NOD sont des récepteurs de reconnaissance de formes situés dans le cytoplasme, qui jouent un rôle important dans la prévention et le traitement des infections par des pathogènes intracellulaires et participent aux réponses immunitaires innées. Bien que Hp soit un parasite extracellulaire, il peut transférer des peptidoglycanes dans les cellules de l'hôte et stimuler les réponses de défense de l'hôte au contact de la protéine NOD1. Des recherches ont montré que les souris déficientes en protéine NOD1 sont plus sensibles à l'Hp. NF - κ B est un facteur de transcription nucléaire appartenant à la famille des protéines Rel. Après activation, il peut réguler l'expression transcriptionnelle de divers gènes et participer largement à des processus biologiques tels que l'inflammation, la réponse immunitaire, le stress oxydatif, la prolifération cellulaire, la différenciation et l'apoptose dans l'organisme. Certaines études suggèrent que l'activation de la voie de signalisation NF - κ B est l'un des marqueurs de l'infection par Hp et joue un rôle central dans le développement des maladies inflammatoires et des cancers qui y sont liés. La voie de signalisation Jak STAT est une voie de signalisation stimulée par les cytokines qui intervient dans l'activation de NF - κ B et l'expression de l'IL8 dans les cellules épithéliales gastriques infectées par Hp. Il en ressort qu'un grand nombre d'études ont confirmé l'étroite relation entre la voie de signalisation du récepteur NOD, la voie de signalisation NF - κ B et la voie de signalisation Jak STAT et l'infection à Hp, ce qui indique que cette étude est assez précise pour prédire le mécanisme de régulation du réseau moléculaire de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement de la PU liée à l'Hp.

La voie liée aux récepteurs des cytokines peut réguler la croissance et la différenciation cellulaires, réguler la réponse immunitaire et participer à l'apparition de diverses maladies telles que l'inflammation dans certaines conditions. La voie moléculaire de l'adhésion cellulaire est impliquée dans l'attachement et le mouvement des cellules et est à la base de processus physiologiques et pathologiques tels que la réponse immunitaire, la réponse inflammatoire, la coagulation et la cicatrisation des plaies. La voie des récepteurs de cytokines et la voie des molécules d'adhésion cellulaire sont étroitement liées à la fonction immunitaire, mais il existe actuellement peu de rapports sur leur association avec l'infection à Hp, ce qui ouvre la voie à de nouvelles idées pour les recherches futures. Il existe des interconnexions et des intersections entre les voies de signalisation, qui peuvent étendre leurs fonctions respectives et former des réseaux de régulation complexes. Le médicament Huangqin Huanglian agit non seulement sur ces voies significativement enrichies, mais aussi sur d'autres voies liées au cancer, exerçant conjointement des effets thérapeutiques sur les PU liées à l'Hp.

L'algorithme MCC de Cytohuba a été utilisé pour analyser le réseau PPI de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement des PU liées à l'Hp. Cette étude a permis d'identifier les 10 principaux gènes clés : CXCL8 IL10、IL1B、IL1R1、TNFRSF1B、IL6R、IL10RA、CD28、VEGFA、CD40LG。 Ces gènes principaux sont souvent associés à des réponses inflammatoires et immunitaires. CXCL8, IL1B et IL10 sont des cytokines inflammatoires. CXCL8, également connue sous le nom d'IL8, est une cytokine pléiotropique puissante qui peut attirer les neutrophiles vers le site de l'inflammation, réguler les réponses immunitaires et participer à la prolifération, à la migration et à l'invasion des tumeurs. Les chercheurs ont cultivé conjointement l'antigène recombinant d'Helicobacter pylori HP0986 avec des cellules épithéliales gastriques et ont découvert que HP0986 peut induire la sécrétion d'IL8 par les cellules épithéliales gastriques de manière dose-dépendante et temporelle par le biais de la voie NF - κ B. L'IL1B est un important médiateur inflammatoire sécrété par les monocytes/macrophages, qui favorise la prolifération des lymphocytes T et B et active les neutrophiles. Des études ont montré que l'administration exogène de 10 ng/mL d'IL1B peut stimuler la prolifération cellulaire, inhiber l'apoptose induite par Helicobacter pylori et supprimer la sécrétion de H+ par les cellules pariétales en régulant à la baisse l'expression de la H+- K+- ATPase, ce qui suggère que l'IL1B joue un rôle important dans le cancer gastrique induit par Helicobacter pylori. Une méta-analyse d'un large échantillon de 21 études suggère également que le polymorphisme du gène IL-1B-31C/T peut augmenter le risque d'infection par Hp, et que les polymorphismes des gènes IL-1B-511-C/T et IL-8-251T/A peuvent être des facteurs de risque pour les ulcères associés à Hp. L'IL10 est une cytokine anti-inflammatoire et des études cliniques ont montré que son expression est significativement plus élevée chez les patients Hp positifs souffrant d'ulcères gastro-duodénaux et de gastrite que chez les individus sains Hp négatifs. Le niveau d'expression de l'IL10 est positivement corrélé avec le degré d'infection par Hp et le développement d'une inflammation chronique.

IL1R1, TNFRSF1B, IL6R et IL10RA sont tous des récepteurs de cytokines qui se lient à des facteurs inflammatoires tels que l'IL1, le TNF-α, l'IL6 et l'IL10. Les cytokines exercent leurs effets en se liant aux récepteurs correspondants pour initier des voies de signalisation intracellulaires. CD28 est le principal récepteur de co-stimulation des cellules T, et le signal de co-stimulation généré par sa liaison avec B7 joue un rôle important dans l'activation des cellules T. La CD40LG se lie à la CD40 en tant que second messager le plus important pour l'activation des cellules B, favorisant la différenciation et la maturation des cellules B ainsi que la production d'anticorps. VEGFA est un puissant facteur de croissance de l'endothélium vasculaire qui peut intervenir dans l'angiogenèse et jouer un rôle clé dans la cicatrisation des ulcères. Après une infection par Hp, ces gènes clés interagissent avec l'organisme et, sous la médiation de voies telles que la cascade de signalisation NF - κ B, ils forment un réseau complexe de régulation de l'inflammation immunitaire. Par conséquent, le médicament Huangqin Huanglian peut exercer son effet thérapeutique sur les PU liées à l'Hp par l'action directe ou indirecte de plusieurs ingrédients actifs.

Le microARN est un type de petit ARN non codant à brin unique d'une longueur approximative de 18 à 25 nucléotides. Il se lie à la région 3'ou 5′ UTR de l'ARNm de gènes cibles spécifiques par le principe de l'appariement des bases complémentaires, jouant un rôle dans l'inhibition de la traduction ou la dégradation directe de l'ARNm. Cette étude a pour but d'étudier plus avant l'effet de la régulation de l'expression des gènes par les microARN sur les gènes principaux de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde liée à l'Hp. Les microARN les plus fonctionnels ont été recherchés et examinés dans les bases de données Target Scan et starBase. Les résultats ont révélé la présence de miR-93-5p, miR-374b-5p, miR-3937, miR-19a-3p, miR-4458, miR-590-5p, miR-6838-5p et miR-424-5p. La découverte de ces microARN a permis d'élucider davantage le mécanisme moléculaire de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement des PU liées à l'Hp au niveau de l'ARN non codant.

En résumé, sur la base de la pharmacologie des réseaux et de la bioinformatique, cette étude a exploré le principal mécanisme de régulation du réseau moléculaire de Scutellaria baicalensis Georgi et de Coptis chinensis dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde liée à l'Hp, clarifié les principaux gènes et microARNs régulés par Scutellaria baicalensis Georgi et Coptis chinensis dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde, et vérifié les caractéristiques de l'effet synergique de Scutellaria baicalensis Georgi et Coptis chinensis sur plusieurs composants, plusieurs cibles et plusieurs canaux. Les résultats de la recherche de cet article sont cohérents avec les études existantes sur la pathogenèse et les effets pharmacologiques des PU liées à Hp, ce qui confirme dans une certaine mesure la fiabilité de cet article. Les résultats de recherche de cet article peuvent fournir une base scientifique pour la promotion clinique et l'application de la médecine Huangqin Huanglian dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde liée à l'hépatite C, et fournir des idées et des références pour de futures recherches expérimentales approfondies.