UPLC-QE-Orbitrap-MS/MS kombinálva hálózati farmakológiával és kísérleti ellenőrzéssel az amerikai ginseng mechanizmusának feltárására az ateroszklerózis kezelésében
Az érelmeszesedés (AS) az érrendszeri betegségek fő oka. Elváltozásait az artériákban részleges lipidlerakódás jellemzi, amelyet a simaizomsejtek és a rostos mátrix proliferációja kísér, és fokozatosan ateroszklerotikus plakkokká fejlődik. Az AS klinikai manifesztációi közé tartozik az ischaemiás szívbetegség, az ischaemiás stroke és a perifériás érbetegség. Az AS patogenezise nagyon összetett, többféle jelátviteli útvonallal. Kísérletes és klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy összefügghet a gyulladással, az oxidatív stresszel, a veleszületett és adaptív immunitással, a fertőzéssel és más tényezőkkel. Jelenleg a "sérülésválasz-gyulladás elmélet" felé mutatkozik tendencia, amely a gyulladáshoz hasonló, de még nincs konszenzus.

A Panax Quinquefolii Radix az Araliaceae családba tartozó Panax nemzetség ginsenozidokban gazdag, szárított gyökere. A kutatások kimutatták, hogy a különböző ginzenozidok farmakológiai tevékenységet fejtik ki, például gyulladáscsökkentő, immunszabályozó és a szív- és érrendszer védelmét. Az amerikai ginzeng hagyományos szárítási módszere a szárítás, de a szárított készterméknek ráncos a héja, égetett sárga színe van, kemény a textúrája, és nehezen szeletelhető vagy zúzható. A fagyasztva szárítás (fagyasztva szárítás) alacsony hőmérsékleten és vákuum alatt képes dehidratálni és szárítani az anyagokat. A fagyasztva szárítással előállított szabad szárítású Panacis Quinquefolii Radix (FDPQ) sima héjjal, világos színnel, laza textúrával, jó rehidratáló képességgel, könnyen fogyasztható, alapos dehidratálással, valamint könnyű tárolással és szállítással rendelkezik. Ezenkívül a ginsenozidok Rg1, Re és Rb1 teljes tartalma az FDPQ-ban jelentősen magasabb volt, mint a szárított amerikai ginsengben. Összességében az FDPQ előnyökkel rendelkezik a szárított amerikai ginzenggel szemben a megjelenés és a belső összetétel tekintetében, és széleskörű piaci kilátásokkal rendelkezik.
A kutatócsoport korábbi kutatásai azt találták, hogy az FDPQ javíthatja az oxidatív stressz okozta károsodást az ateroszklerotikus egerekben, csökkentheti az ateroszklerotikus plakkot és a lipidlerakódást az aortaívben, de a mechanizmus még mindig nem világos. A hálózati farmakológia feltárhatja a gyógyszerek szabályozó hatásait a szervezetre szisztémás szinten, új ötleteket nyújtva a hagyományos kínai gyógyászat összetevői és a betegségek közötti összefüggések tanulmányozásához. Ez a cikk az UPLC-QE Orbitrap MS / MS technológiát kívánja használni a hálózati farmakológiával és a molekuláris dokkolási módszerekkel kombinálva, hogy feltárja az FDPQ farmakológiai anyagokat, célpontokat és potenciált az AS kezelésében.

 

Jelenleg az ischaemiás szív- és érrendszeri és agyi érrendszeri betegségekben évente meghalók száma az első helyen áll a világon, és az AS által okozott szívinfarktus és agyi infarktus a leghalálosabb érrendszeri betegségek. A kutatócsoport korábbi kutatásai megállapították, hogy az FDPQ az ateroszklerózis beavatkozásának vagy kezelésének hatása lehet. A hagyományos szárított amerikai ginsenggel összehasonlítva az FDPQ növelte néhány szaponin komponens tartalmát, de még mindig bizonytalan, hogy a szaponin komponensek típusai megváltoztak-e a különböző szárítási módszerek és mechanizmusok miatt; Ugyanakkor a hagyományos kínai orvoslás adatbázisaiban a hatóanyagok információs forrásai egyetlen és még elavult is, ami nem tudja teljes mértékben és időben tükrözni az FDPQ-ban lévő összetevőket. Ezért ez a cikk először az UPLC-QE Orbitrap MS/MS segítségével azonosította az FDPQ-ban lévő szaponin komponenseket, majd feltárta a terápiás anyagokat és mechanizmusokat az AS kezelésére a molekuláris dokkolással kombinált hálózati farmakológián keresztül, kiegészítve sejtkísérletekkel az előzetes ellenőrzéshez.
Az UPLC-Q Exactive Orbitrap MS/MS elemzés 28 ginzenozid típust azonosított, köztük protopanaxadiol típusokat, mint például az Rb1, Rc és Rd, protopanaxatriol típusokat, mint például Re, Rh1 és Rg4, valamint az antropomorf ginzenozid F11 oktyrone típusú ginzenozidot. Az adatbázis-szűrés alapján 117 jelölt célpontot kaptunk az AS FDPQ kezeléséhez, köztük 21 alapvető célpontot, mint például a STAT3, EGFR, MAPK1, AKT1, PIK3CA, VEGFA stb. Ez azt jelzi, hogy az AS FDPQ-kezelésének jellemzői a többkomponensű és többcélú kezelés. A gyógyszerösszetevő célbetegség-útvonal hálózatának elemzése azt mutatja, hogy számos célpont kapcsolódik olyan komponensekhez, mint a ginsenozid Rk3, ginsenozid Rh4, ginsenozid Rg4, antropomorf ginsenozid F11 és 20 (R/S) - ginsenozid Rh1, amelyek fontos komponensek lehetnek az AS FDPQ kezelésében. A meglévő vizsgálatok kimutatták, hogy a ginsenozid Rk3 antioxidáns, antiapoptotikus és gyulladáscsökkentő hatással rendelkezik, jelentősen csökkenti a gyulladásos faktorok, mint az NF - κ B, TNF - α, IL-6 és IL-1 β expresszióját, jelentősen csökkenti a szérum AST és ALT szintjét, és csökkenti az oxidatív stressz előfordulását. A ginzenozid Rg4 jelentősen tisztíthatja a ROS-t és gátolja a ROS által indukált p38 mitogén aktivált protein kináz (MAPK) aktiválódását, ami segít fenntartani az endotélsejtek integritását. Megszemélyesítés A ginzenozid RF11 az amerikai ginzeng egy egyedülálló összetevője. Tanulmányok kimutatták, hogy neuroprotektív hatást gyakorolhat a stroke-ra az autofágia/lizoszóma defektusok csökkentése és a kalcium-túlterhelés gátlása révén. A BDNF/TrkB útvonal aktiválásával javíthatja a stroke utáni hosszú távú neurológiai funkciókárosodást is, elősegítheti a stroke utáni neurogenezist, és nagy potenciállal rendelkezik az ischaemiás stroke krónikus rehabilitációjában. A GO és a KEGG dúsítási eredményei azt sugallják, hogy az FDPQ mechanizmusa az AS kezelésében elsősorban a PI3K Akt jelátviteli útvonalhoz, az endokrin rezisztenciához, a lipidekhez és az ateroszklerózissal kapcsolatos útvonalakhoz, a MAPK jelátviteli útvonalhoz, a VEGF jelátviteli útvonalhoz stb. kapcsolódik, ami azt mutatja, hogy az FDPQ több célpont és útvonal jellemzőivel rendelkezik az AS kezelésében. A molekuláris dokkolási eredmények azt mutatják, hogy a hatóanyag jó kötődési aktivitással rendelkezik a potenciális célpontokkal, és a hálózati farmakológia elemzési eredményei bizonyos fokú megbízhatósággal rendelkeznek.
Egyre több kutatás támasztja alá, hogy az AS krónikus gyulladásos betegség, amely endothel-károsodással kezdődik, és a kapcsolódó gyulladást pro-inflammatorikus citokinek, gyulladásos jelátviteli útvonalak, bioaktív lipidek és adhéziós molekulák közvetítik. A legújabb vizsgálatok megerősítették, hogy a PI3K/Akt jelátviteli útvonal fontos szerepet játszik a gyulladásos válaszokban. A PI3K egy olyan típusú fehérje kináz, amely specifikusan katalizálja a foszfatidil-inozitol lipid anyagokat, míg az Akt egy szerin/treonin fehérje kináz, más néven protein kináz B. A PI3K specifikusan katalizálja a PIP3 PI által történő termelését, amely képes teljesen aktiválni az Akt-ot és elindítani egy kaszkád reakciót a PI3K/Akt jelátviteli útvonalon, például szabályozni a gyulladásos faktorok, mint az NF κ B, TNF - α, IL-6 és IL-1 β felszabadulását. Ezen jelátviteli útvonalak szabályozásával a gyulladásos válaszok gátlásának, az oxidatív stressz okozta károsodás javításának, valamint a lipidlerakódás és az endotélkárosodás csökkentésének hatásait lehet elérni. Az NF - κ B útvonal aktiválása fontos szerepet játszik a gyulladásos válaszban. A MAPK fehérje kináz fontos anyag, amely jeleket közvetít és sejtválaszokat vált ki. A MAPK család p38MAPK stresszérzékeny kináz alcsaládjának aktiválódása után az NF - κ B foszforiláció vagy pro-inflammatorikus citokinek (például TNF α) révén aktiválódhat. Az NF - κ B fordítva is aktiválja a p38MAPK-t az általa termelt pro-inflammatorikus citokineken keresztül. A kettő közötti kétirányú hatás felgyorsítja az érelmeszesedés kialakulását. A vaszkuláris endotél növekedési faktor (VEGF) különböző sejtekből szekretálódik, és az endotélsejtekben a homológ tirozinkináz VEGF-receptorhoz (VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3) kötődik, különböző downstream hatásokat váltva ki, elősegítve az új erek képződését és az érrendszeri endotélsejtek növekedését, ezáltal elősegítve a szív- vagy agyszövet funkcionális helyreállítását iszkémia-reperfúzió után. A VEGF Akt egy klasszikus jelátviteli útvonal, amely elősegíti az endotélsejtek proliferációját, gátolja a sejtek apoptózisát és elősegíti az angiogenezist. A kutatások kimutatták, hogy a VEGF gátolja a sejtek apoptózisát a BAD útvonalon keresztül a PI3KAkt jelátviteli kaszkádon keresztül, és elősegíti az endotélsejtek proliferációját és az angiogenezist az mTORC2 és a FOXO1 révén. Ebben a tanulmányban az átvizsgált lehetséges mechanizmust in vitro sejtkísérletekkel igazoltuk. Az eredmények azt mutatták, hogy az FDPQ növelheti a PC12 sejtek H2O2 által indukált mitokondriális membránpotenciálját, növelheti az antioxidáns enzimek, például a SOD és a CAT aktivitását, csökkentheti az MDA szintjét a sejtekben, és növelheti a PI3K / Akt expresszióját, ami arra utal, hogy az FDPQ összefügghet az oxidatív károsodás javításával, az apoptózis és a gyulladás gátlásával az ateroszklerózis kezelésében. Ez a tanulmány előzetes magyarázatot ad az FDPQ hatásmechanizmusára az AS kezelésében több összetevőn, célponton és útvonalon keresztül, de további kísérleti ellenőrzésre van még szükség. A tanulmány másik korlátja azonban az, hogy nem tartalmazott nagy molekulájú vegyületeket, például poliszacharidokat és fehérjéket, és további kutatásokra van szükség.