UPLC-Q-TOF-MS/MS kombinálva hálózati farmakológiával és molekuláris dokkolással az elliptikus levélvirág horgonyának farmakológiai anyagainak és hatásmechanizmusainak feltárására a hepatitis elleni küzdelemben
A Halenia elliptica D. Don a Gentianaceae családba, azon belül a Halenia nemzetségbe tartozó növény. Keserű és hideg ízű, és az egész növényt gyógynövényként használják. A tibeti gyógyászati rendszerben gyakran használják máj- és epehólyagbetegségek kezelésére. Klinikailag olyan betegségek kezelésére használják, mint a túlzott hőség és meleg okozta májgyulladás. Bár az elliptikus levélvirág horgonyát a klinikai gyakorlatban használták, hatékonyságát a hepatitis és a kísérleti májkárosodás kezelésében igazolták. Azonban nem sok irodalmi jelentés van a hepatitis elleni hatásáról, és a hatásmechanizmusa még mindig nem világos. Ezért további kutatásokra van szükség a hatásmechanizmusának tisztázásához és elméleti alapot nyújt a tibeti gyógyászat fejlesztéséhez és felhasználásához.

A hálózati farmakológia a farmakológia újonnan kialakulóban lévő ága, amely a rendszerbiológia és a hálózatbiológia alapvető elméletein alapul. A vonatkozó adatbázisok és a mélybányászatra, elemzésre és összegzésre szolgáló algoritmusok felhasználásával a betegségekre ható gyógyszercélpontok és mechanizmusok hálózatát építi fel. Jellemzői az integritás és a szisztematikusság, és különösen alkalmas az olyan gyógyszerhatási mechanizmusok tanulmányozására, mint a kínai és a tibeti gyógyászat, amelyek több összetevővel, több célponttal és összetett hatásutakkal rendelkeznek. Ez a tanulmány az UPLC-Q-TOF-MS/MS technológiát és a hálózati farmakológiai kutatási módszereket kívánja használni az elliptikus levélvirág horgony potenciális hatásmechanizmusának feltárására a hepatitis ellen, valamint a hatóanyagok és célpontok szűrésére, hogy új ötleteket és elméleti alapot biztosítson az elliptikus levélvirág horgony farmakológiai mechanizmusának további kutatásához a hepatitis ellen.

Ebben a tanulmányban az elliptikus levélvirág horgonyának 40 kémiai komponensét elemezték UPLC-Q-TOF-MS/MS technológiával, beleértve főként a flavonoidokat, terpéneket, triterpéneket és alkaloidokat, amelyek főként kaempferolból és glikozidjaiból állnak. Közülük a J34, J39, J35, J24, J38 és más vegyületek viszonylag magas fokú értékekkel rendelkeznek, és a fokszámértékek tekintetében a tíz legjobb vegyület közül négy a Koushanketone komponensek, ami azt jelzi, hogy a Koushanketone komponensek lehetnek az elliptikus levél virághorgony fő hatóanyagai az antihepatitisben. Zhang et al. kutatásai azt is kimutatták, hogy a Huagan és annak Koushanketone glikozidjai a fő hepatitisellenes komponensek, amelyek a máj védelmét a fehérjeszintézis és a glikogén és a ribonukleinsav szintézisének növelésével segítik elő a májsejtekben. Wang és munkatársai kétféle ketogén monomer gátló hatását és specifikus mechanizmusait vizsgálták a HepG2 májráksejtek proliferációjára, és megállapították, hogy mindkét ketogén vegyület hatékonyan gátolja a HepG2 májráksejtek proliferációját, ami az autofágia indukciójával érhető el. Zhang és munkatársai tanulmányozták a kaempfer1 hatását az acetaminofen által kiváltott akut májkárosodásra, és megállapították, hogy a kaempfer1 védi a májsejteket a JNK útvonal gátlásával a nekrózis módjának és a mitokondriális funkciónak az elindítása érdekében. A kaempfer1 a GSH-t is képes felszabályozni a májsejtekben, ezáltal hepatoprotektív hatást érhet el. Shakya és munkatársai megállapították, hogy a kaempferol csökkenti az alkohol és a többszörösen telítetlen zsírsavak által okozott oxidatív stresszválaszt az egér májszövetében azáltal, hogy gátolja az antioxidáns enzimek, például a kataláz, a glutation-peroxidáz és a glutation-S-transzferáz expresszióját, ezáltal bizonyos védőhatást biztosít a májkárosodással szemben. A többi fontos, magas fokú értékkel rendelkező komponensről kevés irodalmi beszámoló van, és farmakológiai és hatásmechanizmusuk további kísérleti igazolást igényel.

A KEGG útvonalak gazdagodása és a komponensek célútvonal-hálózati diagramja szerint látható, hogy a PIK3CA, TNF, PIK3R1, MAPK8, LGALS3, MAPK1, MAPK14, STAT3, IL6, PTGS2 és egyéb célpontok, valamint a TNF, Toll like receptor, FoxO, HIF-1, VEGF, FcepsilonRI és más jelátviteli útvonalak, magasabb fokú értékekkel és több komponenssel kapcsolódnak hozzájuk, amelyek az elliptikus levélvirág horgony fő potenciális célpontjai és útvonalai lehetnek az elliptikus levélvirág horgony hepatitiszellenes hatásainak.

A PI3K jelátviteli útvonal egy kulcsfontosságú jelátviteli útvonal, amely a sejtek proliferációját, apoptózisát és anyagcseréjét szabályozza a sejtekben, és a PIK3CA és PIK3R1 mutációs aránya magas a májrákban, agydaganatban, emlőrákban, gyomorrákban és vastagbélrákban. Griffith és munkatársai a PIK3CA és a PIK3R1 mutációt befolyásoló tumorgenotípus spektrumát a PIK3CA és a PIK3R1 gének expressziójának tanulmányozásával hozták létre emberi emlőrákban, új utat nyitva a rák génterápiája előtt. Xiao és munkatársai megállapították, hogy a hipotermia előkezelés a PI3K/AKT/FOXO3a útvonalon keresztül gátolja a gyulladásos citokinek felszabadulását és apoptózisát, és védőhatást fejt ki az iszkémia-reperfúziós májkárosodásra. Jiang és munkatársai megállapították, hogy az epigallokatechin-gallát jelentősen javíthatja a májkárosodást és a patológiai morfológiát epeúti elzáródásban szenvedő patkányokban. Hatásmechanizmusa a PI3K/Akt jelátviteli útvonal szabályozásával, a PI3K és AKT foszforilációjának elősegítésével és a májsejt apoptózis gátlásával érhető el. Mind a PIK3CA, mind a PIK3R1 a PI3K jelátviteli útvonalhoz tartozik. A PI3K/Akt jelátviteli útvonal elősegítheti a májfibrózist a máj sztársejtjeinek és a fibroblasztok aktiválásával. Az elliptikus levélvirág horgonyában lévő ketonkomponens közvetítheti a PI3K jelátviteli útvonalat és gátolhatja a májsejtek apoptózisát a hepatitisellenes hatások elérése érdekében.

A MAPK-k a jelátviteli fehérjék egy típusa, amely számos sejtaktivitást aktivál és szabályoz. Az aktivált mitogén aktivált protein kináz (MAPK) részt vesz a sejtproliferáció, differenciálódás, transzformáció és apoptózis szabályozásában a nukleáris transzkripciós faktorok, citoszkeletális fehérjék és enzimek foszforilálásával, és szoros kapcsolatban áll különböző betegségek, például gyulladások és daganatok kialakulásával. Roman és munkatársai megállapították, hogy RAW264.7 makrofágokban az sPGN intenzíven aktiválja a MAPK1/ERK2 útvonalat, mérsékelten aktiválja a MAPK8/JNK útvonalat, és enyhén aktiválja a P38 útvonalat. Ezek közül az ERK útvonal közvetíti elsősorban a gyulladásos választ, és a P38 útvonal gyulladásos körülmények közötti aktiválódása többféle jellemzővel bír. A MAPK8 gén az emberi test számos részének tumorszöveteiben, például májrákban, gyomorrákban és hasnyálmirigyrákban nagymértékben expresszálódik. A rákkeltő mechanizmus az, hogy a MAPK8 útvonal először külső ingerek hatására aktiválódik, és a sejtmagba kerül, hogy növelje a transzkripciós faktorok aktivitását, tovább elősegítve a rákos sejtek proliferációját és differenciálódását.

A TNF, mint fontos citokin, különböző jelátviteli utakat indukálhat a sejtekben, beleértve a proliferációt, az apoptózist, a gyulladást, az immunitást stb. Wang és munkatársai megállapították, hogy a krónikus hepatitis C-ben szenvedő betegek TNF-szintje jelentősen magasabb, mint a normális egészséges egyéneké. Tilg és munkatársai megállapították, hogy a TNF - α és az IL-6 szérum gyulladásos faktorok szintje krónikus hepatitis B-ben szenvedő betegeknél tükrözheti a májsejtkárosodás mértékét. A TNF - α és az IL-6 mint fontos gyulladásos faktorok fontos szerepet játszanak a hepatitis B kialakulásában és fejlődésében, és pozitív kapcsolatban állnak a betegség súlyosságával. Ezért a jelenlegi kutatások úgy vélik, hogy a hagyományos kínai orvoslás a TNF - α és az IL-6 szérumszintjének csökkentésével megvédheti a májat.

Összefoglalva, az elliptikus levélvirág horgony kémiai összetevőinek meghatározása és elemzése alapján ez a tanulmány hálózati farmakológiai elemzési módszereket alkalmazott az elliptikus levélvirág horgony 40 kémiai összetevőjének 33 potenciális hepatitisellenes célpontjának elemzésére. Megállapítottuk, hogy az elliptikus levélvirág horgony olyan biológiai folyamatokon keresztül fejtheti ki hepatitisellenes hatását, mint a leukocita migráció, a nitrogén-monoxid bioszintézis pozitív szabályozása, a vérlemezke aktiváció, az extracelluláris szabályozó proteáz ERK1 és ERK2 kaszkád pozitív szabályozása, a foszfatidil-inozitol-3-kináz jelátvitel szabályozása, valamint olyan kulcsfontosságú jelátviteli útvonalak, mint a TNF, PI3K, Toll-like receptor, FoxO, HIF-1, VEGF, Fcepslon RI stb. A molekuláris dokkolási eredmények megerősítették, hogy a megjósolt fő kémiai komponensek és a kulcsfontosságú célpontok jó kötődési aktivitással rendelkeznek, ami azt jelzi, hogy az ebben a tanulmányban végzett előrejelzés pontos és megbízható. Ennek a tanulmánynak azonban vannak bizonyos korlátai is, például a hiányos adatbázisok, ezért a kapcsolódó célútvonalak további validálása szükséges.