Analyse diff\u00e9rentielle des m\u00e9tabolites secondaires entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum comestible et \u00e9tude des principes actifs et des m\u00e9canismes d'action pour l'am\u00e9lioration de la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline
\nLa r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline (RI) d\u00e9signe g\u00e9n\u00e9ralement une diminution de la sensibilit\u00e9 des cellules cibles de l'insuline \u00e0 des concentrations quantitatives d'insuline \u00e0 des concentrations normales, ce qui entra\u00eene une alt\u00e9ration de la promotion par l'insuline de l'absorption et de l'utilisation du glucose, une augmentation compensatoire de la s\u00e9cr\u00e9tion d'insuline, une diminution de la sensibilit\u00e9 \u00e0 l'insuline et une alt\u00e9ration de l'utilisation du glucose dans des tissus tels que les muscles squelettiques, le foie et le tissu adipeux. L'IR est l'un des principaux facteurs pathog\u00e8nes du diab\u00e8te de type 2, qui traverse l'ensemble du processus du diab\u00e8te de type 2. \u00c0 l'heure actuelle, les principaux m\u00e9dicaments utilis\u00e9s pour traiter l'IR sont des sensibilisateurs \u00e0 l'insuline, mais ils pr\u00e9sentent des effets secondaires tels que des fractures, des \u0153d\u00e8mes et des l\u00e9sions h\u00e9patiques.<\/p>\n
Polygonatum sibiricum Red. est une plante appartenant \u00e0 la famille des Liliaceae et au genre Polygonatum. C'est l'un des trois types de Polygonatum inclus dans l'\u00e9dition 2020 de la pharmacop\u00e9e chinoise. Il est utilis\u00e9 comme m\u00e9dicament avec des tubercules s\u00e9ch\u00e9s et constitue un produit m\u00e9dicinal et comestible courant. En raison de sa forme cylindrique nodulaire et incurv\u00e9e ressemblant \u00e0 une t\u00eate de poulet, il est commun\u00e9ment appel\u00e9 Polygonatum sibiricum. Il est largement r\u00e9pandu dans le Sichuan, le Hunan, le Jiangxi et d'autres r\u00e9gions. Il a un go\u00fbt doux et sucr\u00e9, n'est pas toxique et a pour effet de nourrir le qi et le yin, de renforcer la rate, d'humidifier les poumons et de favoriser les reins. Il est utilis\u00e9 pour traiter les d\u00e9ficiences du qi de la rate et de l'estomac, la fatigue et la faiblesse, la chaleur interne et la soif. Il contient principalement des polysaccharides, des saponines, des flavono\u00efdes, des alcalo\u00efdes, des anthraquinones et d'autres ingr\u00e9dients. En pratique clinique, le compos\u00e9 Huangjing est largement utilis\u00e9 dans le traitement du diab\u00e8te de type 2. Pour le diab\u00e8te de type 2 avec d\u00e9ficience du qi et du yin, il peut soulager les syndromes MTC des patients, r\u00e9duire la glyc\u00e9mie et les lipides, et am\u00e9liorer la fonction des \u00eelots pancr\u00e9atiques. Selon les rapports de la litt\u00e9rature, le m\u00e9canisme par lequel le compos\u00e9 Huangjing am\u00e9liore la fonction pancr\u00e9atique sugg\u00e8re que ses ingr\u00e9dients actifs agissent sur des cibles telles que PI3K et STAT3, affectant davantage l'activit\u00e9 des prot\u00e9ines s\u00e9rine\/thr\u00e9onine, les voies de signalisation PI3K-AKT, et exer\u00e7ant leurs effets ; Le m\u00e9canisme de l'am\u00e9lioration de la fonction des \u00eelots pancr\u00e9atiques par la monoth\u00e9rapie de Huangjing sugg\u00e8re que les flavono\u00efdes agissent sur la membrane postsynaptique, modifiant les processus biologiques tels que la sensibilit\u00e9 des cellules aux m\u00e9dicaments, l'activit\u00e9 des r\u00e9cepteurs de neurotransmetteurs et la r\u00e9gulation des voies de signalisation telles que l'ion calcium et la r\u00e9sistance aux hormones afin d'am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline.<\/p>\n
Actuellement, la CLHP, la LC-MS\/MS, l'UPLC-Q-TOF-MS et d'autres techniques sont couramment utilis\u00e9es pour la recherche qualitative et quantitative des composants chimiques de Polygonatum sibiricum. Il a \u00e9t\u00e9 signal\u00e9 que Polygonatum sibiricum contient des flavono\u00efdes, des alcalo\u00efdes et d'autres composants chimiques, mais il est g\u00e9n\u00e9ralement difficile de refl\u00e9ter tous les produits m\u00e9taboliques contenus dans Polygonatum sibiricum en raison du petit nombre de composants d\u00e9tect\u00e9s. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, avec le d\u00e9veloppement de la technologie m\u00e9tabolomique, la technologie m\u00e9tabolomique largement cibl\u00e9e bas\u00e9e sur l'UPLC-ESI-MS\/MS a \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9e pour l'\u00e9tude des m\u00e9tabolites de la m\u00e9decine traditionnelle chinoise. Par rapport aux techniques chromatographiques traditionnelles courantes, elle pr\u00e9sente les avantages d'une grande sensibilit\u00e9, d'un faible co\u00fbt et d'un d\u00e9bit \u00e9lev\u00e9. En raison du manque de rapports sur l'analyse diff\u00e9rentielle des m\u00e9tabolites secondaires entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et comestible, cette \u00e9tude se concentre sur le Polygonatum sibiricum Red m\u00e9dicinal et le Polygonatum alternatirrhosum Hand. - Mzt. (commun\u00e9ment appel\u00e9 Polygonatum fruit) comme objets de recherche. Pour la premi\u00e8re fois, la technologie m\u00e9tabolomique UHPLC-ESI-MS\/MS largement cibl\u00e9e a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour d\u00e9tecter de mani\u00e8re exhaustive leurs m\u00e9tabolites secondaires, et l'analyse en composantes principales (PCA), l'analyse de regroupement HCA et l'analyse discriminante orthogonale des moindres carr\u00e9s partiels (OPLS-DA) ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es pour l'analyse comparative des m\u00e9tabolites afin d'identifier les m\u00e9tabolites diff\u00e9rentiels ; deuxi\u00e8mement, une analyse pharmacologique en r\u00e9seau a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e sur les dix principaux compos\u00e9s pr\u00e9sentant des changements relatifs r\u00e9gul\u00e9s dans les m\u00e9tabolites entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum comestible pour am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline. Le docking mol\u00e9culaire a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 sur les ingr\u00e9dients actifs et les cibles cl\u00e9s, et les cellules HepG2 ont \u00e9t\u00e9 s\u00e9lectionn\u00e9es pour la validation de l'exp\u00e9rience cellulaire. D'une part, nous visons \u00e0 comprendre de mani\u00e8re exhaustive les m\u00e9tabolites diff\u00e9rentiels entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum sibiricum comestible, jetant ainsi les bases de l'\u00e9valuation de sa qualit\u00e9. D'autre part, nous pr\u00e9voyons de cribler les ingr\u00e9dients actifs potentiels pour le traitement de l'IR, en fournissant une base pour \u00e9lucider le m\u00e9canisme d'action du Polygonatum sibiricum dans le traitement de l'IR.<\/p>\n
<\/p>\n
Cet article analyse les m\u00e9tabolites secondaires du Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et comestible \u00e0 l'aide de la m\u00e9tabolomique bas\u00e9e sur la technologie UHPLC-ESI-MS\/MS. Au total, 319 m\u00e9tabolites secondaires ont \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9s, dont 86 acides ph\u00e9noliques, 96 flavono\u00efdes, 5 anthraquinones, 25 lignanes et coumarines, 3 tanins, 51 alcalo\u00efdes, 11 terp\u00e8nes, 21 st\u00e9ro\u00efdes et 21 autres m\u00e9tabolites. Il existe une diff\u00e9rence significative dans les m\u00e9tabolites secondaires entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum sibiricum comestible, l'ACP et l'ACS montrant des diff\u00e9rences significatives. Au total, 106 m\u00e9tabolites diff\u00e9rentiels ont \u00e9t\u00e9 examin\u00e9s dans le groupe de comparaison entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum sibiricum comestible, dont 85 compos\u00e9s r\u00e9gul\u00e9s \u00e0 la hausse et 21 compos\u00e9s r\u00e9gul\u00e9s \u00e0 la baisse. Le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal pr\u00e9sente des avantages significatifs en termes de quantit\u00e9 et de teneur relative en m\u00e9tabolites secondaires. Pour mieux comparer les changements dans les m\u00e9tabolites secondaires entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum sibiricum comestible, les m\u00e9tabolites diff\u00e9rentiels ont \u00e9t\u00e9 annot\u00e9s par la base de donn\u00e9es KEGG. La classification KEGG et les r\u00e9sultats d'enrichissement ont montr\u00e9 que le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal \u00e9tait significativement enrichi dans les voies m\u00e9taboliques des flavono\u00efdes, des flavonols, des isoflavones et des alcalo\u00efdes, ce qui peut \u00eatre li\u00e9 \u00e0 la formation de la qualit\u00e9 du Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal. D'apr\u00e8s la litt\u00e9rature, les plantes produisent une grande vari\u00e9t\u00e9 de m\u00e9tabolites secondaires au cours de leur processus de croissance en raison d'un stress environnemental ou d'une adversit\u00e9. Ces m\u00e9tabolites ont souvent des fonctions biologiques sp\u00e9cifiques telles que la r\u00e9sistance \u00e0 la s\u00e9cheresse, la r\u00e9sistance aux maladies et la lutte contre les parasites. Parall\u00e8lement, l'accumulation de ces m\u00e9tabolites secondaires est \u00e9galement b\u00e9n\u00e9fique pour am\u00e9liorer la qualit\u00e9 m\u00e9dicinale des parties de la plante. Par exemple, l'accumulation de flavono\u00efdes est b\u00e9n\u00e9fique pour am\u00e9liorer les effets antioxydants, anti-inflammatoires et antitumoraux ; l'accumulation d'alcalo\u00efdes pr\u00e9sente des effets anticanc\u00e9reux \u00e9lev\u00e9s et inhibe l'activit\u00e9 de l'alpha glucosidase ; les saponines st\u00e9ro\u00efdiennes ont divers composants bioactifs, tels que des effets anti-inflammatoires et antitumoraux. Par cons\u00e9quent, l'analyse approfondie de ces flavono\u00efdes, alcalo\u00efdes et compos\u00e9s st\u00e9ro\u00efdiens accumul\u00e9s de mani\u00e8re diff\u00e9rentielle est b\u00e9n\u00e9fique pour le d\u00e9pistage des marqueurs de qualit\u00e9 li\u00e9s \u00e0 la qualit\u00e9 du Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal.<\/p>\n
\u00c0 l'heure actuelle, la section Huangjing de l'\u00e9dition 2020 de la pharmacop\u00e9e chinoise ne fixe aucune limite de teneur pour les m\u00e9tabolites secondaires tels que les flavono\u00efdes et les alcalo\u00efdes. Cette \u00e9tude a compar\u00e9 les dix principaux compos\u00e9s en termes de changements relatifs de la teneur en m\u00e9tabolites entre le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et le Polygonatum comestible, et a constat\u00e9 que 50% des m\u00e9tabolites appartenaient aux flavono\u00efdes, ce qui est coh\u00e9rent avec la classification KEGG et les r\u00e9sultats de l'enrichissement des m\u00e9tabolites diff\u00e9rentiels. Parmi eux, les m\u00e9tabolites \u00e0 forte activit\u00e9 pharmacologique, tels que l'isorhamn\u00e9tine, ont de bons effets antitumoraux, contre l'hypoxie myocardique et l'isch\u00e9mie, soulagent l'angine de poitrine, luttent contre l'arythmie, traitent les maladies coronariennes et l'hypertension, \u00e9liminent les radicaux libres de l'oxyg\u00e8ne, r\u00e9duisent le cholest\u00e9rol s\u00e9rique, prot\u00e8gent le syst\u00e8me cardiovasculaire, favorisent la circulation sanguine et ont d'autres effets biologiques, et sont largement utilis\u00e9s dans la pratique clinique ; Les saponines de l'igname ont \u00e9galement certaines activit\u00e9s physiologiques anti-tumorales, antibact\u00e9riennes, anti-parasitaires, h\u00e9molytiques, hypolipid\u00e9miantes, anti-ost\u00e9oporose, anti-mutation et autres. L'augmentation diff\u00e9rentielle du resv\u00e9ratrol et de la dioscine n'a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e que dans le Polygonatum sibiricum Red, une esp\u00e8ce d\u00e9riv\u00e9e du Polygonatum sibiricum. Sur cette base, la prochaine \u00e9tape consiste \u00e0 utiliser le Polygonatum sibiricum (fruit Polygonatum sibiricum) comme contr\u00f4le pour explorer le Polygonatum sibiricum de la pharmacop\u00e9e et Hemsl.\u3001 Polygonatum cyrtonema Hua et les vari\u00e9t\u00e9s m\u00e9dicinales locales de Polygonatum sibiricum (telles que le Polygonatum sibiricum largement plant\u00e9 \u00e0 Nanchong, Sichuan, Xiushan, Chongqing, Xinhua, Hunan, etc.) ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es comme groupes exp\u00e9rimentaux pour analyser les changements dans les m\u00e9tabolites secondaires dans chaque groupe comparatif sur la base d'une m\u00e9tabolomique cibl\u00e9e \u00e9tendue. Combin\u00e9s \u00e0 l'activit\u00e9 biologique de cat\u00e9gories sp\u00e9cifiques de m\u00e9tabolites, les m\u00e9tabolites li\u00e9s \u00e0 la qualit\u00e9 de la m\u00e9decine traditionnelle chinoise Polygonatum sibiricum ont \u00e9t\u00e9 cribl\u00e9s, fournissant une base pour l'\u00e9valuation et le contr\u00f4le de la qualit\u00e9 de l'authentique Polygonatum sibiricum.<\/p>\n
Afin de valider davantage l'activit\u00e9 des compos\u00e9s diff\u00e9rentiellement r\u00e9gul\u00e9s par la m\u00e9tabolomique, cette \u00e9tude a combin\u00e9 l'efficacit\u00e9 traditionnelle du Huangjing dans le renforcement de la rate et le traitement de la chaleur interne et du syndrome de la soif. En utilisant l'IR comme mod\u00e8le de maladie, une analyse pharmacologique en r\u00e9seau a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e. Les r\u00e9sultats de l'analyse des voies KEGG ont montr\u00e9 que trois compos\u00e9s diff\u00e9rentiellement r\u00e9gul\u00e9s, \u00e0 savoir l'isorhamn\u00e9tine, la naringine et l'isonaringine, \u00e9taient impliqu\u00e9s dans la voie de signalisation PI3K Akt, la voie de signalisation mTOR, la voie de signalisation VEGF et la voie de signalisation des \u0153strog\u00e8nes. L'examen et l'analyse de la litt\u00e9rature ant\u00e9rieure ont permis de constater que la voie de signalisation PI3K\/AKT est impliqu\u00e9e dans le cycle cellulaire, l'apoptose, la prolif\u00e9ration et le m\u00e9tabolisme du glucose, tandis que l'insuline agit principalement sur les muscles, le foie et le tissu adipeux. Elle active la voie de signalisation PI3K\/AKT en se liant aux r\u00e9cepteurs de l'insuline, r\u00e9gulant ainsi les processus du m\u00e9tabolisme du glucose et des graisses ; la voie de signalisation mTOR participe \u00e0 la r\u00e9gulation de la consommation de glucose du muscle squelettique et de la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline. L'activation de la voie peut augmenter la sensibilit\u00e9 \u00e0 l'insuline, mais une activation excessive peut inhiber la sensibilit\u00e9 \u00e0 l'insuline ; VEGFA, en tant que prot\u00e9ine cible importante de la voie de signalisation VEGF, am\u00e9liore la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline en augmentant la sensibilit\u00e9 \u00e0 l'insuline dans les graisses et les muscles, contr\u00f4lant ainsi la glyc\u00e9mie ; la prot\u00e9ine kinase activ\u00e9e par l'ad\u00e9nosine (AMPK) est une substance importante qui r\u00e9gule le m\u00e9tabolisme \u00e9nerg\u00e9tique dans l'organisme. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que divers compos\u00e9s naturels peuvent activer l'AMPK, am\u00e9liorer la sensibilit\u00e9 \u00e0 l'insuline et constituer des cibles potentielles pour am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline. En outre, la cible du Huangjing dans l'am\u00e9lioration de la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline peut \u00e9galement agir sur des voies connexes telles que la voie de signalisation des \u0153strog\u00e8nes, r\u00e9guler l'axe hypophyse-surr\u00e9nale et d'autres tissus et organes, et am\u00e9liorer directement ou indirectement la r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline. Les r\u00e9sultats des recherches ci-dessus sont coh\u00e9rents avec les r\u00e9sultats rapport\u00e9s de l'isorhamn\u00e9tine monom\u00e8re dans le traitement du diab\u00e8te. En outre, la technologie d'amarrage mol\u00e9culaire a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour mieux r\u00e9v\u00e9ler le m\u00e9canisme d'action du Polygonatum sibiricum dans l'am\u00e9lioration de l'IR. Les r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que les cibles cl\u00e9s de la voie de signalisation PI3KAkt, de la voie de signalisation mTOR, de la voie de signalisation VEGF, de la voie de signalisation \u0153strog\u00e8ne, de la voie de signalisation AMPK, etc. avaient de bons effets d'ancrage avec l'isorhamn\u00e9tine, le glycoside de kaempf\u00e9rol et le glycoside d'isokaempf\u00e9rol, avec des \u00e9nergies de liaison toutes \u2264 -20,9 kJ\/mol. Par cons\u00e9quent, on suppose que la liaison des ingr\u00e9dients actifs du Polygonatum sibiricum \u00e0 des cibles cl\u00e9s peut \u00eatre la cl\u00e9 de l'effet th\u00e9rapeutique du Polygonatum sibiricum sur l'IR. D'autres exp\u00e9riences cellulaires ont confirm\u00e9 que l'isorhamn\u00e9tine, un m\u00e9tabolite diff\u00e9rentiel, peut effectivement am\u00e9liorer le statut IR des cellules HepG2, principalement en affectant l'expression des prot\u00e9ines PI3K, AKT1, VEGF et li\u00e9es \u00e0 la voie de signalisation mTOR. Les r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que l'isorhamn\u00e9tine peut augmenter les niveaux d'expression des prot\u00e9ines PI3K et AKT1 et diminuer les niveaux d'expression des prot\u00e9ines VEGF et mTOR dans les cellules HepG2 IR.<\/p>\n
En r\u00e9sum\u00e9, cet article a identifi\u00e9 de mani\u00e8re pr\u00e9cise et compl\u00e8te les m\u00e9tabolites secondaires du Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal et comestible \u00e0 l'aide d'une technologie m\u00e9tabolomique cibl\u00e9e \u00e9tendue. Par rapport au Polygonatum sibiricum comestible, les compos\u00e9s r\u00e9gul\u00e9s tels que l'isorhamn\u00e9tine dans le Polygonatum sibiricum m\u00e9dicinal agissent sur les voies de signalisation PI3K, AKT1, VEGFA et mTOR par le biais de cibles principales telles que PI3K, AKT1, VEGF et mTOR pour am\u00e9liorer l'IR, ce qui refl\u00e8te pleinement les caract\u00e9ristiques pharmacologiques de la m\u00e9decine traditionnelle chinoise avec de multiples composants, cibles et voies de signalisation. Les r\u00e9sultats de la recherche jettent les bases du criblage et de l'\u00e9valuation de la qualit\u00e9 des ingr\u00e9dients actifs du Polygonatum sibiricum, et fournissent une base pour \u00e9lucider le m\u00e9canisme d'action du Polygonatum sibiricum dans le traitement de l'IR.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Differential analysis of secondary metabolites between medicinal and edible Polygonatum sibiricum and study on active ingredients and mechanisms of action for improving insulin resistance Insulin resistance (IR) generally refers to a decrease in the sensitivity of insulin target cells to quantitative concentrations of insulin at normal concentrations, resulting in impaired insulin promotion of glucose uptake […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n