A Huangqi San mechanizmusának feltárása az Alzheimer-kór kezelésében a hálózati farmakológia és a kísérleti ellenőrzés alapján
Az Alzheimer-kór (Alzheimer-kór) a központi idegrendszer degeneratív betegsége, amelyet progresszív kognitív károsodás és viselkedési zavar jellemez. A népesség öregedési folyamatának felgyorsulásával az Alzheimer-kór előfordulási aránya Kínában évről évre nő, ami súlyosan veszélyezteti a középkorúak és idősek egészségét, és súlyos terhet ró a társadalomra és a családokra. Jelenleg az amerikai FDA által jóváhagyott AD-ellenes gyógyszerek főként N-metil-D-aszpartát (NMDA) receptor blokkolók és acetilkolinészteráz (AchE) gátlók. Bár ezek mérsékelten javíthatják a betegek tüneteit, még mindig nem képesek gyógyítani vagy visszafordítani az Alzheimer-kór kialakulását. A hagyományos kínai gyógyászati formulák több összetevő, célpont és útvonal szinergikus hatásával rendelkeznek, és jelentős terápiás hatást fejtenek ki a kognitív funkciók, a mindennapi életvitel képességének és az életminőség javításában az Alzheimer-kórban szenvedő betegeknél. Emellett minimális toxikus mellékhatással rendelkeznek, és nem könnyen ellenállnak a hosszú távú használatnak.
Egyes tudósok a 3. típusú Alzheimer-kórt "cukorbetegségnek" nevezik az agyban, és rámutatnak, hogy az Alzheimer-kór magját az agyi inzulin és az inzulinszerű növekedési faktor jelátviteli útvonal akadályozása okozhatja. A kutatások megerősítették, hogy a cukorbetegség az AD nagyon fontos, magas kockázati tényezője, és a cukorbetegeknél nagyon magas az AD kockázata, és sok AD-betegnek egyidejűleg cukorbetegsége is van, ami jelentősen növeli a betegek fájdalmát, és nagyobb nehézséget okoz a klinikai kezelésben. A Huangqi San a "Shengji Zonglu"-ból származik, és egy klasszikus formula a szomjúság kezelésére. Kudzu gyökérből, Huangqi gyökérből és eperfa kéregből áll. A vizsgálat megállapította, hogy a Huangqi por képes csökkenteni az éhgyomri vércukorszintet, a glükóztoleranciát és az adrenalin által kiváltott hiperglikémiát cukorbeteg egerekben. A kísérleti eredmények azt mutatták, hogy a Huangqi San javíthatja a tanulást és a memóriát, a térbeli kognitív diszfunkciót és az AD-szerű patológiát 5 × FAD egerekben. A hagyományos kínai gyógyszerkészítmények jellemzője a több összetevő, célpont és útvonal szinergikus hatása, amelyet nehéz szisztematikusan és átfogóan megmagyarázni az egésztől a sejt- és molekuláris szintekig. A hálózati farmakológia egy olyan feltörekvő tudományág, amely a számítógépes technológiát, a rendszerbiológiát és a bioinformatikát egyesíti a gyógyszerek, célpontok, útvonalak és betegségek közötti összefüggések szisztematikus elemzésére. Molekuláris és holisztikus szempontból képes megvilágítani a hagyományos kínai gyógyszerkészítmények farmakológiai anyagalapját és hatásmechanizmusát, technikai támogatást nyújtva a hagyományos kínai gyógyszerkészítmények hatékony összetevőinek szűréséhez és hatásmechanizmusuk tanulmányozásához. Ez nagymértékben összeegyeztethető a hagyományos kínai orvoslás kezelésének általános elveivel és a hagyományos kínai orvoslás formuláiban található több összetevő, célpont és útvonal szinergikus hatásaival.
A Huangqi San számos hatóanyagot és gazdag célpontot tartalmaz, de a Huangqi San hatékony összetevői és hatásmechanizmusa az AD kezelésében még mindig nem világos. Ezért ez a tanulmány a hálózati farmakológia módszerét alkalmazza a Huangqi San hatékony összetevőinek, célpontjainak és jelátviteli útvonalainak előrejelzésére és elemzésére, és sejtkísérleteken keresztül ellenőrzi őket, és megpróbálja feltárni a Huangqi San mechanizmusát az AD kezelésében molekuláris szinten, annak érdekében, hogy hivatkozási alapot nyújtson a Huangqi San további kísérleti alapkutatásaihoz és klinikai racionális alkalmazásához.

 

 

Az Alzheimer-kór tudományos körökben "3-as típusú cukorbetegségnek" nevezik, mivel patogenezise hasonló az 1-es és 2-es típusú cukorbetegségéhez, ami elsősorban az agyi inzulinhiányban és az inzulinrezisztenciában nyilvánul meg. A cukorbetegség a hagyományos kínai orvosláshoz tartozik, amelyet elsősorban a qi és a jin hiánya, valamint a szárazság és a hő túlsúlya jellemez. Ezért a qi táplálása, a yin táplálása és a hő tisztítása a cukorbetegség kezelésének alapelvei. A Huangqi San egy klasszikus formula a szomjúság kezelésére. A képletben a kudzu gyökér nyálat termel a szomjúság csillapítására és a lép élénkítésére, a yang tisztítására. A testnedvet átitatja az öt szerv öntözéséhez, táplálja a jin-t és tisztítja a hőt; a Huangqi (Astragalus membranaceus) jelentése a qi táplálása és a lép erősítése, a qi elvétele a folyadékok helyreállításához, és a felhők és az eső alkalmazása; az eperfa fehér bőre édes, hideg, és enyhíti a tüzet, táplálja a jin-t és nedvesíti a szárazságot. Édes és hideg természete hasonló a Huangqi enyhén forró természetéhez; A három gyógyszer kombinációja a qi és a lép tonizálására, a yin táplálására és a hő tisztítására, a folyadékok előállítására és a szomjúság csillapítására, valamint a tünetek kiegyensúlyozott kezelésére hat.

A hatóanyag célhálózat azt mutatja, hogy a Huangqi San rendelkezik a többkomponensű és többcélú kezelés jellemzőivel az AD esetében. Az eredmények azt mutatják, hogy a kvercetin, a puerarin, az astragaloside IV és a resveratrol a legfontosabb hatóanyagok. A kutatások kimutatták, hogy a kvercetin képes növelni a Bcl-2/Bax expressziós arányt és csökkenteni a Caspase-3 fehérje expresszióját a klasszikus ösztrogénreceptor útvonalon és a MAPK útvonalon keresztül, ezáltal csökkentve az apoptózis előfordulását. A kutatások kimutatták, hogy a puerarin hatékonyan képes lassítani a tau fehérje foszforilációs szintjének növekedését az AD modellpatkányok szaglógumójában, és hatásmechanizmusa a GSK-3 β aktivitási szintjének csökkentésével függhet össze. A kutatások kimutatták, hogy a MEK5/ERK5 jelátviteli útvonal gátló hatással van a mikroglia aktivitására AD-patkányokban, és antagonizálhatja a neuronális apoptózist AD-patkányokban. A kutatások azt találták, hogy a resveratrol enyhítheti a gyulladásos károsodást és javíthatja a kognitív károsodást AD egerekben a hippokampusz mikroglia M2 polarizációjának elősegítésével.

A hatóanyagok feltérképezése az Alzheimer-kór közös célpontjaira 102 gyógyszerbetegség közös cselekvési célpontját eredményezte. A Huangqi San három legfontosabb célpontja a PINK1, az NLRP3 és a BDNF. A PINK1 a PINK1/Parkin jelátviteli útvonal egyik fő tagja, és a kutatások azt találták, hogy a PINK1 Parkin által közvetített mitokondriális autofágia aktiválása befolyásolja az AD patológiáját, és javítja a kognitív és memóriazavarokat AD modell egerekben. A kutatások kimutatták, hogy az NLRP3 inflammaszóma a gyulladásos válasz szabályozásával döntő szerepet játszhat az Alzheimer-kór kialakulásában és fejlődésében. Az NLRP3 inflammaszóma aktivációjának két kulcsfontosságú markere, az IL-1 β és az IL-18 magas szinten van jelen az Alzheimer-kórban szenvedő betegek agyában. A BDNF, mint fontos neurotrofikus faktor, döntő szerepet játszik a szinaptikus plaszticitásban, a neurogenezisben és a neuronális túlélésben.

A GO-gazdagodási elemzés kimutatta, hogy a Huangqi San génfunkciói az AD kezelésében elsősorban az autofágiát, a gyulladásos választ, a szinaptikus plaszticitás szabályozását, az inzulinra adott választ, a neuronális apoptózist, az oxidatív stresszválaszt és más folyamatokat foglalják magukban. Az ebben a tanulmányban átvizsgált jelátviteli útvonalak közül a mitokondriális autofágia jelátviteli útvonalnak van a legmagasabb korrelációja a Huangqi San hatékony célpontjaival, amelyet az inzulinrezisztencia követ. Ebben a tanulmányban az AD patogenezisével kombinálva az eredményekben előre jelzett mitokondriális autofágia, gyulladásos válasz és szinaptikus plaszticitás szabályozási mechanizmusait a Huangqi San AD-ben történő beavatkozásának lehetséges mechanizmusaiként in vitro sejtkísérleteken keresztül szűrtük. A PINK1/Parkin jelátviteli útvonal a mitokondriális autofágiát szabályozó kulcsfontosságú útvonal, amely a parkin ubikvitinációján keresztül aktiválja az autofágiát. A PINK1 a mitokondriális károsodás fő detektora. Amikor a mitokondriumok károsodnak, a PINK1 foszforilálja a parkint a mitokondriumok külső membránján, hogy a citoplazmából a károsodott mitokondriumokhoz rekrutálja, majd foszforilálja az E3 ubikvitin fehérje ligáz parkint a citoplazmában, hogy a citoplazmából a mitokondriumok károsodott külső membránjához rekrutálódjon. Az aktivált parkin ubikvitint köt az alapfehérjéhez, hogy ubikvitinláncot alkosson, amely a p62-vel és más molekulákkal összekapcsolódva az autofágia marker LC3-at toborozza a citoplazmában, és kétrétegű membránszerkezetű autofágoszómákat képez. Az autofagoszómák végül összeolvadnak a lizoszómákkal, hogy teljesen lebontsák a sérült mitokondriumokat, és ezzel befejeződik a mitokondriális autofágia folyamata. Minél magasabb az LC3-II átalakulási foka, annál több autofágoszóma van, és az autofágia szintje az LC3-II/LC3-I alapján határozható meg. A P62 közvetlenül képes az LC3 fehérje specifikus régióihoz kötődni, és végül az autofágoszómák által szelektíven lebomlani. Az autofágia során a p62 fehérje az autofagoszómákon belül lebomlik, így a lebomlása az autofágia szintjét tükröző egyik marker. Kutatások kimutatták, hogy a mitokondriális autofágia károsodása az A β és a tau fehérjék felhalmozódásához vezethet, ami súlyosbítja az oxidatív károsodást, és szinaptikus diszfunkciót és kognitív károsodást eredményez. Ezért a mitokondriális autofágia döntő szerepet játszik az Alzheimer-kórban. A kutatások kimutatták, hogy a PINK1/Parkin útvonal aktiválása a mitokondriális autofágia elősegítése érdekében javíthatja a kognitív diszfunkciót, fokozhatja a mitokondriális funkciót, és neuroprotektív hatást biztosíthat AD modell egerekben. E vizsgálat eredményei azt mutatják, hogy a Huangqi San növelheti az autofágoszómák számát, elősegítheti a sérült mitokondriumok autofágoszómás kapszulázását, növelheti az LC3 Ⅱ/Ⅰ arányt, felszabályozza a PINK1 és a parkin fehérjék expresszióját, és lecsökkenti a p62 fehérje expresszióját, ami arra utal, hogy a Huangqi San elősegítheti a mitokondriális autofágiát a PINK1/Parkin útvonal aktiválásával. A kutatások kimutatták, hogy a ROS kulcsfontosságú jel, amely elősegíti az NLRP3-testek aktiválódását és a downstream gyulladásos molekulák, például az IL1 β, IL-18 és TNF - α kifejeződését. Kísérletek kimutatták, hogy a PINK1/Parkin útvonal aktiválása a mitokondriális autofágia elősegítése érdekében csökkentheti a ROS-szinteket, gátolhatja az NLRP3 inflammaszóma aktivitását, és csökkentheti a downstream gyulladásos faktorok, például az IL-1 β és IL-18 szintjét, ami védő szerepet játszik az AD-ben. E tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a Huangqi San jelentősen csökkentheti a ROS-szinteket, gátolhatja az NLRP3 inflammaszóma aktivitását, és csökkentheti az IL-1 β, IL-18 és TNF - α gyulladásos faktorok szintjét, ami összefügghet a Huangqi San aktiválásával a PINK1/Parkin útvonal aktiválásával a mitokondriális autofágia szintjének előmozdítása érdekében. A neuronok az idegrendszer szerkezeti egységei, amelyekben a neuronok szinapszisokon keresztül szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Az idegsejtekben lévő neurális folyamatok kifelé irányuló növekedése a neurodegeneráció és a neuroprotektivitás jele. A neurális folyamatok növekedése fontos előfeltétele a neuronok fejlődésének, a szinapszisok kialakulásának és az idegek regenerálódásának. Ezért az idegi folyamatok növekedésének elősegítése és a sérült idegsejtek helyreállítása különösen fontos a központi idegrendszeri betegségek kezelésében. A BDNF, mint fontos neurotrofikus faktor, döntő szerepet játszik a szinaptikus plaszticitásban, a neurogenezisben és az idegsejtek túlélésében. Kutatások kimutatták, hogy a PINK1/Parkin útvonal aktiválása a mitokondriális autofágia elősegítése érdekében javíthatja a tanulást, a memóriát, a kognitív károsodást, a szinaptikus és dendritikus gerincek szerkezetének és funkciójának károsodását 3xTg AD egerekben. Tanulmányunkban azt találtuk, hogy a Huangqi San növelheti az A β 25-35 által indukált PC12 sejtek túlélési arányát, növelheti a sejtfolyamatok hosszát és fokozhatja a BDNF fehérje expresszióját, ami összefügghet azzal, hogy a Huangqi San aktiválja a PINK1 / Parkin útvonalat a mitokondriális autofágia elősegítése érdekében.

Összefoglalva, ez a tanulmány elemezte a Huangqi San mechanizmusát az AD kezelésében a hálózati farmakológia és a kísérleti ellenőrzési módszerek segítségével. A levont következtetés az, hogy a Huangqi San a PINK1/Parkin útvonal aktiválásával fejtheti ki terápiás hatását az AD-re a mitokondriális autofágia elősegítése és a ROS megszüntetése érdekében, ezáltal gátolva az NLRP3 inflammaszóma aktiválódását és javítva a szinaptikus plaszticitást. Molekuláris és sejtszinteken dolgozza ki, hivatkozást nyújtva a Huangqi por további kísérleti alapkutatásaihoz és racionális klinikai alkalmazásához.