A Canmei Formula hatásmechanizmusának feltárása a vastagbélrák kezelésében a hálózati farmakológia, a molekuláris dokkolás és a kísérleti ellenőrzés alapján
A vastagbélrák (CRC) a férfiak körében a harmadik leggyakoribb, a nők körében a második leggyakoribb rákos megbetegedés, és világszerte a második vezető rákos halálok. A vastagbélrák előfordulási aránya és halálozása gyorsan növekszik, különösen az alacsony és közepes jövedelmű országokban. Becslések szerint 2030-ra a vastagbélrák globális terhe 60%-tel fog növekedni, több mint 2,2 millió új esettel és 1,1 millió rákos halálozással. A hagyományos kezelési módszerek közé tartozik a műtét, a gyógyszeres kezelés, a kemoterápia stb., de az általános túlélési arány nem ideális.
A hagyományos kínai orvoslás, mint fontos daganatellenes gyógyszer, klinikailag bizonyított. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a hagyományos kínai orvoslás kombinálása kemoterápiával vagy sugárterápiával jelentősen javíthatja a betegek túlélési arányát 1-3 évig, csökkentheti a mellékhatásokat, javíthatja az életminőséget és meghosszabbíthatja a túlélési időt. Ez különösen fontos módszer a vastagbélrák kezelésében. Az ősi orvosi könyvekben nincs pontos feljegyzés a vastagbélrák elnevezéséről, és ma már többnyire az "anális aranyér", "bélszél", "felhalmozódás" és más kategóriákba sorolják. A Compendium of Materia Medica feljegyzi: "Amikor a bélszél miatt vér folyik, süssük meg a selyemhernyókat, hogy eltávolítsuk a szájukat és a lábukat, pirítsunk meg egy-két darab fekete szilvahúst fejenként, és őröljük porrá. Vegyünk be naponta háromszor száz tablettát, étkezés előtt fehér levessel, naponta háromszor". Közülük a selyemhernyó enyhe természetű, sós és csípős ízű, és a máj, a tüdő és a gyomor meridiánjaiban a szél elűzésére, az ijedtség megállítására, valamint a váladék és a csomók eloszlatására használják; az Ume lapos természetű, savanyú és összehúzó ízű, és a máj, a lép, a tüdő és a vastagbél meridiánjához tartozik. Megszorítja a tüdőt, összehúzza a beleket, és megszünteti a rothadást. A két drogot szétválasztják, hogy eltávolítsák a jin és a jangot, és a savanyú és csípős port összegyűjtik. Ezért a képletet Canmei főzetnek (CMF) nevezik. A kutatások kimutatták, hogy a CMF kivonat megelőző és terápiás hatással van az AOM/DSS által kiváltott adenomatosus bélpolipokra egerekben, és jelentősen csökkentheti az adenomatosus polipok előfordulását az AOM/DSS egerekben.
A hálózati farmakológia egy új tudományág, amely a gyógyszerek és a szervezet közötti kölcsönhatást rendszerszintű és holisztikus szemszögből vizsgálja. A hagyományos kínai gyógyszerkészítmények potenciális hatóanyagainak és molekuláris mechanizmusainak feltárása érdekében, hogy kifejtsék terápiás hatásukat, ez a tudományág a modern bioinformatikai kutatási módszereken alapul, és mélyen elemzi a komponenskomponens, a komponenscél és a célbetegség hálózatai közötti szinergikus mechanizmusokat, tükrözve a hagyományos kínai gyógyszerkészítmények többkomponensű és többcélú hatásainak jellemzőit, és kiemelve a szisztematikusság és a holizmus kiemelkedő előnyeit. A tudósok hálózati farmakológiai módszereket használtak a CMF potenciális hatásmechanizmusának feltárására a vastagbél adenoma (CRA) ellen, de nincsenek kutatási jelentések a CMF CRC elleni hatásmechanizmusáról hálózati farmakológiai módszerekkel. Ez a tanulmány a hálózati farmakológiai kutatási módszereket használja fel azoknak a jelátviteli útvonalaknak a feltárására, amelyeken keresztül a CMF kifejti a hatását, új ötleteket nyújtva a CMF többkomponensű és több célpontú terápia hatásmechanizmusához.

 

Ez a tanulmány szisztematikusan elemezte a CMF potenciális hatásmechanizmusát a vastagbélrák kezelésében a hálózati farmakológia, a molekuláris dokkolás és a kísérleti ellenőrzés alapján. A Bombyx mori és az Ume nigra hatóanyagok célhálózatát építettük fel a potenciális célpontok és jelátviteli útvonalak előrejelzésére. Topológiai adatelemzéssel megállapították, hogy a kvercetin és a kaempferol döntő szerepet játszhat a vastagbélrák CMF-kezelésében.

A kutatások kimutatták, hogy a kvercetin farmakológiai tevékenységet fejt ki, például gyulladáscsökkentő, antioxidáns, vérlemezke-aggregáció elleni, tumorellenes és immunszuppresszív hatású. Elősegítheti a sejtek apoptózisát és autofágiáját, valamint gátolhatja az angiogenezist és a gyulladást, hogy elnyomja a vastagbélrák progresszióját. A sejt apoptózist indukál a jelátviteli útvonalak, például a MAPK/Erk, PI3K/Akt és NF - κ B. gátlásával. A természetes flavonol-naftol különböző farmakológiai tevékenységekkel rendelkezik, például antibakteriális, gyulladáscsökkentő, antioxidáns és daganatellenes, és jelenleg a rák kemoterápiájában használják. A fenti meglévő kutatási eredmények alapvetően összhangban vannak az előre jelzett eredményekkel, ami azt jelzi, hogy a CMF fő hatóanyagai határozott terápiás hatással rendelkeznek a vastagbélrák megelőzésére és kezelésére.

A PPI fehérje kölcsönhatási hálózat elemzésének eredményei azt mutatják, hogy a CMF megelőzésének és a vastagbélrák kezelésének potenciális célgénjei közé tartoznak a TP53, AKT1, MAPK8, MAPK1, JUN és IL6. A TP53 egy tumorszuppresszor fehérje, amely szigorúan szabályozza a sejtnövekedést a sejtek apoptózisának és DNS-javításának elősegítésével. Kutatások kimutatták, hogy a mutálódott TP53 a rákos sejtek abnormális proliferációjához és a daganat progressziójához vezethet a vastagbélrákos betegeknél. Az AKT1 (AKT) a PI3K/AKT jelátviteli útvonal egyik központi célpontja, amely részt vesz a tumorsejtek növekedésében, proliferációjában, apoptózisában, metabolizmusában, tumor gyógyszerrezisztenciájában és immunmenekülésében. A MAPK1 és a MAPK8 egyaránt a MAP-kináz család tagjai. A MAP-kináz, mint a különböző biokémiai jelek integrációs pontja, részt vesz a különböző sejtfolyamatokban, mint például a differenciálódás, proliferáció, transzkripciós szabályozás stb. Kísérleti eredmények azt mutatták, hogy a miR-422A gátolja a vastagbélrákos sejtek proliferációját a MAPK1 és az AKT1 célzottan történő megcélzásával. A C-jun a JUN gén fehérjéje, és a vastagbélrákos betegek c-jun érzékenységet mutatnak, amely szorosan összefügg a túlélési rátával. Az IL-6 az akut gyulladásos válasz kulcsfontosságú citokinje, amely részt vesz a különböző krónikus gyulladásos betegségek, köztük a rák patogenezisében. Az IL-6 családba tartozó citokineket a rák kimutatására szolgáló biomarkerekként azonosították. Összefoglalva, a CMF hatékony összetevőinek célpontjai kölcsönhatásba lépnek a vastagbélrák betegségcéljaival, teljes mértékben kihasználva a hagyományos kínai orvoslás egyedülálló előnyeit a vastagbélrák több összetevővel és célponttal történő kezelésében.

A GO funkcionális és KEGG útvonalak gazdagodási elemzése kimutatta, hogy a CMF részt vesz olyan biológiai folyamatokban, mint a sejtproliferáció, a sejtciklus, az apoptózis, a jelátvitel, az oxidatív stressz és a fehérje szerin / treonin kináz aktivitás szabályozása; A rákos útvonalakban, az IL-17 jelátviteli útvonalban, a PI3K-AKT jelátviteli útvonalban, a HIF-1 jelátviteli útvonalban és más útvonalakban gazdagodott gének száma a legmagasabb, ami azt jelzi, hogy ezek az útvonalak fontos szerepet játszhatnak a CMF terápia mechanizmusában a kolorektális rák esetében.
A citokinek a rák növekedésének és inváziójának fontos gyulladásos közvetítői. Az IL-17 a Th17 sejtek által termelt fő citokin, amely a neutrofileket és makrofágokat gyulladásos citokinek és kemokinek termelésére késztetheti. Számos folyamatban vesz részt, beleértve a gazdaszervezet védelmét, a szöveti javítást, a gyulladásos betegségek patogenezisét és a rák progresszióját, és kulcsszerepet játszik a humán rosszindulatú daganatokban. A bélben az IL-17 jelátvitel elősegíti az adenomaképződést azáltal, hogy fokozza az Apc mutációval rendelkező bélsejtek proliferációját és túlélését, károsítja a bélgát funkcióját, aktiválja az IL-17 választ a tumorokon belül, és elősegíti a tumor növekedését. Ezenkívül az IL-17 által indukált citokin és kemokin granulocita mobilizáció gátolja a sejteket, elősegíti az angiogenezist és elnyomja a tumorellenes immunitást. A klasszikus PI3K/AKT/mTOR autofágia jelátviteli útvonal részt vesz a tumorsejtek növekedésében, proliferációjában, túlélésében, apoptózisában, metabolizmusában, valamint a tumorok gyógyszerrezisztenciájában és immunmenekülésében. Ennek a jelátviteli útvonalnak az aktiválódása a rák kialakulásának egyik jellemzője. A PI3K jelátviteli útvonal aktivációs mutációi gyakoriak az előrehaladott emlőrákban, gyomorrákban, vastagbélrákban és más szolid rákokban, és a mutációs ráta 30%~60%-vel növekedhet. A CMF hatóanyagai több útvonal szabályozásával befolyásolhatják a vastagbélrák előfordulását és fejlődését, új ötleteket nyújtva a klinikai kezeléshez.
A "hatóanyag célpont" molekuláris dokkolási eredményei azt mutatták, hogy a CMF központi hatóanyagai, a kvercetin és a kaempferol jó affinitást mutattak a kulcsfontosságú célpontokkal, és a kötőhely konformációja stabil volt, erős kötődési képességgel, ami tovább igazolta a hálózati farmakológia előrejelzését ebben a tanulmányban.
A fenti kutatási eredmények alapján a fő hatóanyagot, a kvercetint választották ki a következő sejtkísérletnek, hogy mélyrehatóan feltárják a potenciális mechanizmusát. A kísérleti eredmények azt mutatták, hogy a különböző koncentrációjú kvercetin beavatkozása a HCT116 sejtekben jelentősen gátolja a sejtproliferációt és elősegíti az apoptózist, csökkenti az antiapoptotikus Bcl-2 fehérje expresszióját, és növeli a pro apoptotikus fehérje BAX expresszióját. A különbségek statisztikailag szignifikánsak voltak (P<0,05).
A CMF potenciális mechanizmusának elemzése a vastagbélrák megelőzésében és kezelésében a rendszerbiológia szemszögéből összhangban van a hagyományos kínai orvoslás jellemzőivel, amely több célpontot, útvonalat és rendszert használ a szervezet szabályozására és a betegségek egészének megelőzésére. Segít továbbá feltárni a hagyományos kínai orvoslás vegyületének tudományos konnotációját, és irányítja az új kínai orvoslású gyógyszerek fejlesztését. A hagyományos kínai gyógyászat széles körű kilátásokkal rendelkezik a daganatok megelőzésében és kezelésében, de a hálózati farmakológiai kutatási módszerek bizonyos korlátokba ütköznek, és a későbbi szakaszban még mindig többdimenziós kísérletekre van szükség a további ellenőrzéshez.