Tuberkulózisellenes összetevők fordított nyomon követése és izolálása Guijianyuból és fahéjból
A tuberkulózis (TBC) a Mycobacterium tuberculosis (Mtb) által okozott krónikus fertőző betegség. A gyógyszerérzékeny törzsek által okozott tuberkulózis első vonalbeli gyógyszerekkel, például rifampicinnel, izoniaziddal, etambutollal és pirazinamiddal kezelhető, de a multidrog-rezisztens tuberkulózis (MDR-TB) és az extenzív gyógyszerrezisztens tuberkulózis (XDR-TB) megjelenése nehézségeket okozott a tuberkulózis kezelésében. A BCG-vakcináció korlátozott védőhatása miatt az új mechanizmusú tuberkulózisellenes gyógyszerek kifejlesztése a fő eszköz a tuberkulózis elterjedtségének megfékezésére.

A természetes termékek az új gyógyszerjelölt molekulák egyik legfontosabb forrásai. Az elmúlt évszázadban számos gyógyszerjelölt molekulát fedeztek fel természetes termékekből. A növénykémiai kutatók kiterjedt kutatásokat végeztek a gyógynövények kémiai összetételével kapcsolatban, és számos természetes termék- vagy növényi kémiai összetétel-adatbázist hoztak létre. Például a Kínai Természetes Természetes Termék Adatbázis (CNPD) átfogóan gyűjti össze a kínai növényi gyógyszerek kémiai összetételére vonatkozó információkat, több mint 10000 kémiai összetevőt tartalmaz, és több mint 4500 kínai növényi gyógyszerfajtát érint.

Az elmúlt években több mint 200 kínai gyógynövénykivonat vakszűrését végeztük el a Mycobacterium tuberculosis ellen, és megállapítottuk, hogy több mint 80 kínai gyógynövénykivonat minimális gátló koncentrációja (MIC) a Mycobacterium tuberculosis ellen in vitro kevesebb, mint 2 mg/ml. A kínai növényi gyógyszerek összetétele összetett, és aktív összetevőinek feltárása gyakran ismételt összetevő szétválasztási és aktivitás-ellenőrzési munkát igényel. Annak érdekében, hogy gyorsan felfedezzük a tuberkulózis elleni aktív molekulákat ezekből a természetes gyógyszerekből, javasoltuk a "fordított nyomkövető elválasztás" ötletét a természetes termék összetevő adatbázis alapján. Ebben a kísérletben a Guijianyu-t és a fahéjat választottuk kutatási objektumnak, és a kutatási munka elvégzéséhez a fordított nyomon követési elválasztási módszert használtuk: (1) adatbázisok, például a Kínai Természetes Termék Kémiai Összetétel Adatbázis felhasználásával kerestük a Guijianyu és a fahéj kémiai összetevőit; (2) A szakirodalmi áttekintés révén megállapítottuk, hogy a Guijianyu-ban lévő almasav és a fahéjban lévő fahéjaldehid tuberkulózisellenes aktivitással rendelkezik. Ezért az almasavat és a fahéjaldehidet irányító molekulaként használva a Guijianyu és a fahéj kivonatokat fokozatosan irányító molekulákat tartalmazó részekre és irányító molekulákat nem tartalmazó részekre vagy összetevőkre osztották; (3) Az in vitro tuberkulózis elleni vizsgálatok jelentős különbségeket mutattak ki a Guijianyu kivonat különböző részeinek vagy összetevőinek aktivitásában. A magasabb almasavtartalmú komponensek erősebb aktivitással rendelkeztek, míg az alacsonyabb tartalmúak gyengébb aktivitással. Ezért arra lehet következtetni, hogy az almasav a Guijianyu aktív molekulája a tuberkulózis ellen. Ugyanezzel a módszerrel bizonyítani, hogy a fahéj aktív molekulája a fahéj Mycobacterium tuberculosis ellen; (4) A kombináció elvét alkalmazva szerkezeti módosításokat végeztek az almasav és a fahéjaldehid szerkezetén, hogy aktívabb származékokat kapjanak.

Ez a cikk bemutatja a fordított nyomkövető elválasztási módszer előnyeit a kínai növényi gyógyszer hatóanyagainak megerősítésében, és tudományos alapot nyújt e két gyógynövény klinikai alkalmazásához, új ötleteket nyújtva a tuberkulózis elleni baktérium molekulák felfedezéséhez a kínai növényi gyógyszerből.

A szakirodalmi jelentések szerint a Guijianyu-ban lévő almasav és a fahéjban lévő fahéjaldehid tuberkulózisellenes hatású. Ezek tehát a legerősebb tuberkulózisellenes aktivitású molekulák ebben a két gyógynövényben? Ez nagy aggodalomra ad okot számunkra. Ebben a kísérletben egy fordított nyomkövető elválasztási megközelítést javasoltunk, amely az almasavat irányító molekulaként használja a Guijianyu tuberkulózisellenes összetevőinek nyomon követésére és izolálására, és a fahéjmaldehidet irányító molekulaként a fahéj tuberkulózisellenes összetevőinek nyomon követésére és izolálására. Az eredmények azt mutatták, hogy a Guijianyu tuberkulózisellenes összetevői között nem volt erősebb komponens az almasavnál, és a fahéjban a fahéjmaldehid volt a legaktívabb tuberkulózis elleni molekula. Látható, hogy a fordított nyomkövető elválasztási módszer előnye, hogy időt, munkaerőt és pénzt takarít meg a kínai növényi gyógyszerekben lévő hatóanyagok, különösen az antibakteriális hatóanyagok feltárása során. Természetesen ez a módszer egy erős természetes termékösszetevő-adatbázisra támaszkodik, mint alapra.

Az olyan vegyületek, mint az almasav és a fahéjaldehid szerkezeti módosításával nyert származékok erősebb tuberkulózisellenes hatással rendelkeznek. Az 1. vegyület MIC-értéke 1 μ g/ml, amely biztonságos és nem toxikus az emlőssejtekre. Vezető vegyületként használható a tuberkulózisellenes baktériumok további szerkezeti optimalizálásához.

Az 1. vegyület lehetséges hatásmechanizmusának feltárása érdekében vakszűrési módszerrel dokkolták az 1. vegyületet a Mycobacterium tuberculosis 20 fehérjéjéhez, ami azt mutatta, hogy az 1. vegyület erős affinitással rendelkezik a Mycobacterium tuberculosis β-ketoacil ACP-szintáz III (FabH) iránt. Ezért meghatároztuk az 1. vegyület hatását a Mycobacterium tuberculosis FabH génjének expressziójára. A Mycobacterium tuberculosisban a β - ketoacil ACP-szintáz III szerkezeti génjét szubgátló és gátló koncentrációban az 1-es vegyület blokkolni tudta, ami az expresszió downregulációjához vezetett. A β - ketoacil ACP-szintáz III a Mycobacterium tuberculosis sejtfalában a hosszú láncú zsírsavak szintézisének kulcsenzime. Amint gátolták, változásokat okoz a Mycobacterium tuberculosis morfológiájában, ami a sejtfal szerkezetének további károsodásához vezet, és a baktérium duzzadását és szétesését okozza. Mikroszkópos felvételeken keresztül látható, hogy az 1 vegyülettel történő beavatkozás után a tuberkulózis baktériumok morfológiája jelentős változásokon megy keresztül, ami azt jelzi, hogy az 1 vegyület károsítja a tuberkulózis baktériumok sejtfalát. A sejtfal pusztulásának hatása a Mycobacterium tuberculosis életképességére halálos. A baktericid görbe mérésével megállapítottuk, hogy az 1 vegyület (4 μ g/mL) 72 órán belül elpusztította az összes Mycobacterium tuberculosis-t a tenyésztési rendszerben. Ezért feltételezzük, hogy az 1. vegyület tuberkulózisellenes mechanizmusa a β-ketoacil ACP-szintáz III beavatkozásához kapcsolódik. Mivel ez a kísérlet nem szolgáltatott meggyőző bizonyítékot az 1. vegyület célponthoz való kötődésére, az 1. vegyület hatásmechanizmusa még további vizsgálatokat igényel.

A keleti Han-dinasztia ősi könyve, "A könyök hátuljának sürgősségi receptje" először javasolta a szellemnyíl-toll használatát a szellem injekció és a holttest injekció gyógyítására. Az ősi időkben a tuberkulózist tuberkulózisnak, szellem injekciónak, hulla injekciónak stb. nevezték. A Cinnamomum cassia-t is feljegyezték a tuberkulózis kezelésére. Ez a tény igazolja, hogy a szellemnyíl-toll és a fahéj tuberkulózisellenes hatással rendelkezik, ami értékes támpontokat nyújt a tuberkulózis e két hagyományos kínai gyógyszerrel történő kezeléséhez.