A Huangqi kivonat mechanizmusának tanulmányozása az ischaemiás hipoxiás encephalopathia kezelésében a hálózati farmakológia, a molekuláris dokkolási technológia és a kísérleti ellenőrzés alapján
Az újszülöttkori ischaemiás enkefalopátia (HIE) egy olyan betegségtípus, amely az újszülöttek és csecsemők idegeinek növekedését és fejlődését befolyásolja. A túlélők gyakran különböző neurológiai következményeket hagynak maguk után, amelyek súlyos terhet rónak az érintett gyermekekre és családjukra. A klinikai gyakorlatban jelenleg nincs specifikus gyógyszer a HIE kezelésére, és a HIE patofiziológiai mechanizmusainak tanulmányozása nagy jelentőséggel bír a hatékonyabb kezelési tervek megtalálása szempontjából. A kutatások kimutatták, hogy az oxidatív stressz, a kalcium beáramlása, a szabadgyök-termelés, az acidózis, az ionegyensúlyhiány, a gyulladás, az apoptózis, az autofágia, a nekrózis és más tényezők mind fontos szerepet játszanak a HIE patogenezisében. A hagyományos kínai orvoslás területén arról számoltak be, hogy a Huangqi és készítményei jó hatást mutatnak a HIE kezelésében. A modern farmakológia megerősítette, hogy a Huangqi-kivonat az oxigén szabad gyökök tisztítására, a fertőzés elleni védelemre és az érrendszeri endothelium védelmére képes. A klinikai gyakorlatban széles körben alkalmazzák a szív- és érrendszeri és agyi érrendszeri betegségek kezelésére. E tanulmány célja, hogy elemezze a Huangqi kivonat hatásmechanizmusát a HIE kezelésében a hálózati farmakológia és a molekuláris dokkolási technikák segítségével, referenciát nyújtva a klinikai alkalmazás elősegítéséhez.

A HIE fő patofiziológiai mechanizmusa az agyszövet iszkémiája és hipoxiája. Az agyszöveti iszkémia és hipoxia egy sor patológiai és fiziológiai változást okozhat, elsősorban a sejtek apoptózisát, a gyulladásos választ és az oxidatív stresszválaszt. Az iszkémiás és hipoxiás idegkárosodás különböző szakaszait mind a fent említett három fiziológiai változás kölcsönhatása okozza. Az újszülöttkori HIE kezelése mindig is forró és nehéz téma volt a klinikai kutatásban. A hagyományos "három támogató" és "három tüneti" terápiát különböző tényezők, például a terhességi kor, az idő és az orvosi létesítmények korlátozzák, ami korlátozott terápiás hatást eredményez a HIE esetében. Klinikai szempontból sürgősen keresik a kiegészítő vagy alternatív terápiákat a HIE kezelésére. A Huangqi, mint hagyományos kínai gyógyászat, az elmúlt években jelentős előrelépést ért el a Huangqi hatóanyagainak hatásaira vonatkozó modern farmakológiai kutatások révén. A kutatások kimutatták, hogy az Astragalus membranaceus fokozza a szervezet immunitását, ellenáll a hipoxiának és az oxidatív stressznek, és javítja az érrendszeri endothelfunkciót. Állatkísérletek kimutatták, hogy az Astragalus membranaceus képes felszabályozni a B-lymphotumor-2 fehérje expressziós szintjét patkányok agyszövetében, gátolja a neuronális apoptózist, és enyhíti az iszkémia és hipoxia által okozott agykárosodást. Az Astragalus membranaceus fő hatóanyagai és hatásmechanizmusai a klinikai gyakorlatban azonban még nem tisztázottak. A hálózati farmakológia és a molekuláris dokkolás az utóbbi években a nagy adatbázisokon alapuló farmakológiai kutatás újonnan megjelenő technológiái. A nagy adatokon keresztül megkapjuk a kapcsolódó gyógyszerek fő hatóanyagait és célpontjait, és molekuláris dokkolást végzünk a betegség célpontjaival a gyógyszerek specifikus hatásmechanizmusának elemzése érdekében. A TCMSP adatbázis szerint a Huangqi kivonatból összesen 70 hatóanyagot kaptunk. Összesen 350 releváns célpontot kaptunk, és a duplikált célpontok és génmegjegyzések eltávolítása után végül a "Huangqi kivonat" hatóanyagainak 120 célpontját kaptuk meg.
A topológiai elemzéssel kapott vegyülethálózati céltérkép azt mutatja, hogy az Astragalus membranaceus fő hatóanyagai a HIE kezelésében a 4-hidroxifahéjsav, a cisz-avionsav, az asztragalozid, a hederagenin és a galangin. A 4-hidroxifahéjsav bizonyítottan képes az oxigén szabadgyökök elnyelésére. Állatkísérletek kimutatták, hogy a 4-hidroxifahéjsav képes enyhíteni a neuropátiás fájdalmat patkányokban. Egy Xizangban végzett vizsgálat kimutatta, hogy a cisz-acitretin hatékonyan javíthatja a szervezet oxigéntelítettségét és enyhítheti a hipoxia által okozott káros tüneteket; És a hatóanyag elősegítheti az asztragalozid IV felszívódását a szervezetben. Az asztragalozid IV-et széles körben tanulmányozták és bizonyították, hogy gyulladáscsökkentő, antiapoptotikus és immunmoduláló biológiai tevékenységgel rendelkezik, ami fontos neuroprotektív anyaggá teszi. Az asztragalozid rózsafa glikozid az Astragalus membranaceusból izolált vegyület, amely képes gátolni az extracellulárisan szabályozott fehérje kinázok 1/2 (ERK1/2) aktiválódását, amelyet a humán trombocita eredetű BB növekedési faktor (PDGF-BB) stimulációja indukál, és gátolja a mitogén aktiváló protein (MAP) kináz foszforilációját; Az ERK1/2MAP-kináz kaszkád útvonal elnyomása révén gátolhatja az érrendszeri simaizomsejtek PDGF-BB által indukált proliferációját is. Hálózati farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a Huangqi hatóanyaga, a Hualiangjiangsu, terápiás hatást gyakorolhat a térd osteoarthritisre a PDK Akt jelátviteli útvonalon, a tumor nekrózis faktoron és a MAPK jelátviteli útvonalon keresztül.
A 120 célpont feltérképezése után 242 HIE célponttal 18 potenciális célpontot kaptunk. A további PPI-hálózati elemzés feltárta, hogy a NOS2, PTGS2, SOD1, MAPK4 és CASP8 a Huangqi központi célpontjai a HIE kezelésében. A gyulladást a HIE fontos patogén tényezőjének tekintik, és a nagy mennyiségű gyulladásos faktorok felgyorsíthatják a neuronális sejtek apoptózisát és nekrózisát. A NOS2 elősegítheti a nitrogén-oxid termelését a központi és a perifériás idegrendszer idegszöveteiben, és részt vehet a gyulladásban és az oxidatív stresszre adott válaszokban. Állatkísérletek kimutatták, hogy a patkány NOS2 gén kiütése gátolhatja a Rac1 szintézisét, ezáltal elnyomja a tumor nekrózis faktor alfa gyulladáskeltő hatását. A SOD1 fő funkciója, hogy antioxidáns hatást fejt ki a szervezetben. A SOD1 fontos szerepet játszik a szervezet oxidatív stresszválaszában, mivel elősegítheti a hidrogén-peroxid lebontását a sejtekben, csökkentheti az oxigén szabad gyökök termelését, és fenntartja a szervezet oxidatív antioxidáns rendszerének egyensúlyát. In vitro sejtkísérletek kimutatták, hogy a PTGS2 túlterjedése súlyosbíthatja a sejtkárosodást PC12 sejtekben glükózmegvonásos modellben. Ha helyi iszkémia és hipoxia lép fel és citokineket szabadít fel, az aktiválhatja a MAPK4 útvonalat, ami tovább stimulálja az immunsejteket pro-inflammatorikus citokinek felszabadítására és súlyosbítja a helyi gyulladásos reakciókat. A CASP8 a sejtek apoptózisának és nekrotikus apoptózisának kulcsfontosságú szabályozó tényezője, valamint dimerizációja és enzimaktivitása révén a gyulladásos válasz szabályozásában is kulcsszerepet játszik. Tartalmának növekedése a helyi gyulladásos válasz fokozódását jelzi. A fenti elemzésből láthatjuk, hogy az Astragalus membranaceus fő hatóanyagai a fent említett célpontokra hatva fejtik ki terápiás hatásukat a HIE-re, és a biológiai folyamatok gyulladásos reakciókat, oxidatív stressz sejteket, károsodásjavítást stb. érinthetnek.
A molekuláris dokkolási eredmények azt mutatták, hogy az Astragalus membranaceus három hatóanyaga, a 4-hidroxifahéjsav, a cisz-avionsav és az asztragalozid jó kötődési aktivitással rendelkezik a kulcsfontosságú célpontokkal, és elsősorban a hidrofób vagy hidrogénkötésre támaszkodva gyakorol terápiás hatást a HIE-re. A kötési energiát tekintve a SOD1 és az Astragalus membranaceus rózsafa glikozid között a legalacsonyabb kötési energia -8,9 kcal/mol. Az állatkísérletes ellenőrzés eredményei azt mutatták, hogy a NOS2 és PTGS2 fehérjék expressziós szintje a kezelt csoport patkányainak hippokampuszában alacsonyabb volt, mint a modellcsoportban, és a SOD1 fehérje expressziós szintje magasabb volt, mint a modellcsoportban. A NOS2 és a PTGS2 fehérjék expressziós szintje a látszatműtéti csoport patkányainak hippokampuszában alacsonyabb volt, mint a kezelési csoportban és a modellcsoportban, és a SOD1 expressziós szintje magasabb volt, mint a kezelési csoportban és a modellcsoportban, ami tovább erősíti a Huangqi kivonat megbízható szerepét a HIE kezelésében. Kapcsolódó tanulmányok kimutatták, hogy az astragalus szaponinok aktiválhatják az Nrf2/HO jelátviteli útvonalat, felszabályozhatják a downstream antioxidáns gén HO-1 expresszióját, gátolhatják a nitrogén-oxid termelést, növelhetik a SOD aktivitást és fokozhatják az agyszövet antioxidáns kapacitását. A modern farmakológia azt is megerősítette, hogy a Huangqi a szabad gyökök elnyelésére való erős képessége mellett flavonoidokat is tartalmaz, amelyek csökkenthetik a vérlemezkék aktivitását az agyi iszkémia-reperfúzió során, gátolják a ciklooxigenáz-2 expresszióját, és enyhítik az agyi iszkémia-reperfúziós sérülést.
Összefoglalva, ez a cikk hálózati farmakológiát és molekuláris dokkolási technológiát alkalmaz az Astragalus membranaceus kivonat fő hatóanyagainak mechanizmusának elemzésére a HIE kezelésében. Arra a következtetésre jutottunk, hogy az Astragalus membranaceus kivonat három fő összetevője a HIE kezelésében a 4-hidroxifahéjsav, a cisz-avionsav és az Astragalus membranaceus rózsafa glikozid, amelyek a kulcsfontosságú célpontokra, például a NOS2-re, PTGS2-re, SOD1-re, MAPK4-re és CASP8-ra hatva fejtik ki terápiás hatásukat a HIE-re. A hálózati farmakológiai elemzés azt is megerősítette, hogy ez a folyamat több komponens, célpont és útvonal szinergikus hatásának eredménye.