Az Inonotus obliquusból származó triterpenoidok gyomorrák elleni mechanizmusának feltárása hálózati farmakológia és molekuláris dokkolás alapján
A gyomorrák világszerte gyakori rosszindulatú daganat, amely viszonylag rossz prognózissal rendelkezik, és komoly veszélyt jelent az emberi életre és egészségre. Az új gyomorrákos esetek több mint 70%-je a fejlődő országokban fordul elő, és az esetek mintegy 50%-je Kelet-Ázsiában, főként Kínában. A gyomorrák előfordulási aránya és halálozási aránya Kínában a második helyen áll a rosszindulatú daganatok között, és az előfordulási arány még nem csökkent. Ez egy jelentős betegség, amely veszélyezteti a lakosok egészségét.
Az Inonotus obliquus (I0) a Polyporus családba tartozó gyógygomba, amelynek forrásai főként Kína keleti régiójában, elsősorban Jilin és Heilongjiang tartományokban találhatók. Klinikai farmakológiai vizsgálatok megerősítették, hogy a Botrytis cinerea farmakológiai hatások széles skálájával rendelkezik, beleértve a hipoglikémiás, lipidcsökkentő, tumorellenes, vírusellenes és hepatoprotektív hatásokat. A 16. században a Botrytis cinerea már népszerű gyógy- és ehető gyógynövény volt az északkelet-kínai emberek körében. Kutatások szerint a Botrytis cinerea-t szedő, előrehaladott gyomorrákos betegek étvágya megnövekedett, hangulatuk javult, és fájdalmaikat is csökkenthetik. A kutatások kimutatták, hogy a lanoszterol típusú tetraciklusos triterpenoid vegyületek közé tartozik a Botrytis cinerea, a lanoszterol és a mikotsav. Jelentős daganatellenes hatása miatt az Inonotus obliquusból származó triterpenoidok (IOT) hatékonyan gátolhatják a tumorsejtek proliferációját. Kutatócsoportunk előzetes vizsgálatokat végzett az Inonotus obliquusból származó triterpenoidok kivonási és tisztítási folyamatával, valamint in vitro tumorellenes hatásukkal kapcsolatban. Az eredmények azt mutatták, hogy amikor a 20, 50 és 100 μ g/mL triterpenoid koncentrációkat alkalmaztuk humán gyomorrákos sejtvonalakra 24 és 48 órán keresztül, a sejtnövekedés gátlási ráták 27, 80%, 58,41%, illetve 42,50%, 52,70% és 66,14% voltak. A tisztított Inonotus obliquus triterpenoidok jelentősen gátolták a humán gyomorrákos sejtvonalak növekedését (P<0,05), de az Inonotus obliquus triterpenoidok gyomorrák elleni célpontja és hatásmechanizmusa még nem tisztázott.
A hálózati farmakológia olyan új módszer, amely alapvető interdiszciplináris elméletek alapján több szempontból elemzi a betegségek gyógyszeres beavatkozásának célpontjait és mechanizmusait. Ez a tanulmány a hálózati farmakológiát használta az Inonotus obliquusból származó triterpenoid hatóanyagok gyomorrák elleni potenciális célpontjainak szűrésére, molekuláris mechanizmusaik feltárására, egy több célpontot és több útvonalat tartalmazó farmakológiai hálózat felépítésére a gyomorrák elleni hatásukhoz, valamint molekuláris dokkolási ellenőrzésre. Ez tudományos alapot nyújt az Inonotus obliquusból származó triterpenoid vegyületek gyomorrák elleni hatásmechanizmusának és gyógyszerfejlesztésének további kutatásához.

A gyomorrák a második legrosszindulatúbb rosszindulatú daganat, amely sürgős közegészségügyi problémává vált. Jelenleg egyre többen figyelnek a természetes élelmiszerekre és az egészségügyi gyógyszerekre. A Botrytis cinerea-t "szibériai ganodermaként" dicsérik, mert képes gátolni a rákos sejtek áttétképződését, csökkenteni a rák kiújulásának lehetőségét, javítani a rákos betegek toleranciáját, és csökkenteni a sugárkezelés és a kemoterápia által okozott kellemetlenségeket, amit a kutatók nagymértékben kedvelnek. Ez a tanulmány a hálózati farmakológia és a molekuláris dokkolás elméleti alapjain alapul, és a vonatkozó adatbázisok és rajzoló szoftverek segítségével vizsgálja az Inonotus obliquusból származó triterpenoidok gyomorrákra gyakorolt hatásmechanizmusát.
A hálózati farmakológia eredményei azt mutatják, hogy az Inonotus obliquus triterpenoid hatóanyagai 24 komponenst tartalmaznak, beleértve az Inonotus obliquus alkoholt, a betulinsavat, a trombinsavat, a lanoszterint stb. A kutatások kimutatták, hogy a betulinsav jelentős daganatellenes aktivitással rendelkezik különböző tumorsejteken, és az NF kB aktiválásával tumorellenes hatást képes kifejteni toxikus mellékhatások nélkül. Emellett vizsgálatok kimutatták, hogy a betulinsav a Caspase-3 és Cyto-3 fehérjék expressziójának felszabályozásával sejt apoptózist idézhet elő. Mind a lanoszterol, mind a mikorrhizasav gátolhatja a G0/G1 sejtciklust, csökkentheti a rákos sejtek proliferációját, elősegítheti a sejtek apoptózisát, és tumorellenes hatást fejthet ki. A trombinsav daganatellenes hatása a P-glikoprotein szabályozásához kapcsolódik; Nomura és munkatársai megállapították, hogy az inotodiol képes aktiválni a kulcsfontosságú hidrolitikus enzimeket az apoptózis során, elősegíti a PARP és Caspase-3 fehérjék hasadását, apoptózisjeleket indít, és elősegíti a rákos sejtek apoptózisát. A betulin képes felszabályozni a Bax fehérje expresszióját és leszabályozni a Bcl-2 fehérje expresszióját, ezáltal elősegítve a sejtek apoptózisát.
Öt kulcsfontosságú célpontot azonosítottak a "hatóanyag célútvonal" hálózat és a PPI fehérje kölcsönhatási hálózat segítségével, beleértve a MAPK1 ALB、NFKB1、MAPK8、CASP3。 A kutatások kimutatták, hogy a szérumalbumin (ALB), mint a tápláltsági állapot tükrözésére jelenleg használt egyik mutató, a szérumfehérjék legnagyobb mennyiségben előforduló és funkcionálisan fontos összetevője. Fontos tápanyag az emberi szervezetben, és védő hatással van a gyomorfalra. A plazmaszint csökkenése rossz tápláltsági állapotot jelez a posztoperatív gasztrointesztinális tumoros betegeknél. Chen és munkatársai a gasztrointesztinális malignus daganatokban végzett táplálkozási beavatkozások klinikai eredményeit összehasonlító tanulmányukban azt találták, hogy a táplálkozástámogató terápiában részesülő betegek szignifikánsan magasabb szérum ALB-szintet mutattak azokhoz képest, akik nem részesültek táplálkozástámogató terápiában. Az albuminszintek a gyomorrák műtét utáni független prognosztikai tényezőnek tekinthetők. Az NFKB1 gén funkcionális kötőhelyekkel rendelkezik számos gén promóterében és enhancerében. Specifikusan kötődhet specifikus helyeken, mint például a TNF - α, IL-6 és IL-8, részt vesz a gyulladásban és az immunválaszokban, közvetíti az olyan fiziológiai folyamatokat, mint a sejtadhézió, differenciálódás, proliferáció és apoptózis, és fontos szerepet játszik a különböző immunrendszeri gyulladásos betegségek és tumorok kialakulásában és fejlődésében. Jiang és munkatársai azt találták, hogy az NFKB1 gén intron régiójában található rs4648127 mutáns genotípusa CT szignifikánsan korrelál a gyomorrák iránti fogékonysággal, és jelentősen csökkentheti a gyomorrákra való hajlam kockázatát. Több tudós megállapította, hogy a gyomorrák megnövekedett kockázata 65 év feletti időseknél szorosan összefügg az NFKB1 promóter gén polimorfizmusával (-94 ATTG inszerció/deléció). A kutatás révén a MAPK1 a miR-217 downstream célgénje lehet a gyomorrákos sejtekben. a miR-217 célba veheti a MAPK1-et, csökkentheti expressziós szintjét, és szabályozhatja a gyomorrákos sejtek metasztázisát és invázióját. Ebben a tanulmányban megállapították, hogy a Botrytis cinerea triterpenoidjaiban lévő farmakológiai anyagok a MAPK1 MAPK8、MAPK10、MAPK14， És részt vesz a MAPK jelátviteli útvonalban, biológiai hatásokat gyakorolva; A Botrytis cinerea triterpenoid hatóanyagainak gyomorrák elleni célpontjai közül sokan apoptotikus fehérjéket, például CASP3 és CASP7 fehérjéket foglalnak magukban. Tanulmányok kimutatták, hogy a gyomorrák patogenezise a CASP3 alacsony expressziójával és a sejt apoptózisának gátlásával függ össze az emberi gyomorrákszövetben. A KEGG útvonalelemzés azt is jelzi, hogy az Inonotus obliquusból származó triterpenoid hatóanyagok gyomorrák elleni hatásmechanizmusa a rákos jelátviteli útvonalakhoz kapcsolódik. Az apoptotikus útvonalat olyan fehérjék szabályozzák, mint a CASP3, CASP7 és CASP9, amelyek közvetlenül okozhatnak tumorsejt apoptózist és gátolhatják a proliferációt. A TNF jelátviteli útvonal a leggyakoribb gyulladásos útvonal, és a sejtmembránon lévő TNFR1 receptorfehérje képes kötődni az extracelluláris szabad ligand TNF - α-hoz, aktiválva a jelátviteli útvonalat. Egy kaszkádreakció lép fel, amely aktiválja az apoptotikus fehérjét, a Caspase-3-at, gyulladásos reakciók sorozatát indítja el, ami végül a sejt apoptózisához vezet. A kutatások megállapították, hogy a Botrytis cinerea vizes kivonata képes csökkenteni a TNF - α és az IL-4 szintjét, és jelentősen csökkenti a STAT1 jelátviteli faktor és a STAT6 transzkripcióaktiváló faktor expresszióját, ami a tumorsejtek apoptózisához vezet. A Toll-like receptor jelátviteli útvonal a TLR4 és TLR9 erős pozitív expressziója mind gén-, mind fehérjeszinten a gyomorrákos szövetekben. A ligandumokhoz kötődve aktiválja az NF kB útvonalat, és szabályozza a különböző pro-inflammatorikus géneket, mint például az IL-8, IL-1 és IL-6. Ezért a Toll-like receptor jelátviteli útvonal a szervezet immunrendszerének védelmi mechanizmusán keresztül figyelemmel kísérheti a rosszindulatú daganatsejtek áttétképződését. Feltételezhető, hogy a Betula platyphylla triterpenoid hatóanyagai több célpontra és útvonalra is hathatnak, ezáltal gyomorrákellenes hatást fejthetnek ki.
A molekuláris dokkolást, mint a számítógépes gyógyszertervezés egyik fő módszerét, széles körben alkalmazzák az új gyógyszerek fejlesztésének különböző aspektusaiban. Általában Vina a dokkoló molekulák és a célpontok kötési energiáit három kategóriába osztja: -4,0 kJ/mol<kötési energia<0 kJ/mol, ami azt jelzi, hogy a kettő kötési aktivitással rendelkezik- 7,0kJ/mol<kötési energia<-4,0kJ/mol, ami jó kötési aktivitást jelez; A kötési energia<-7,0 kJ/mol erős kötési aktivitást jelez. A dokkolási eredmények szerint a betulinsav kötési energiái a különböző fehérje célpontokhoz, mint például a CASP3, MAPK1, MAPK8 és NFKB1, kisebbek, mint -7,0 kJ/mol, ami erős kötődési képességet jelez. A betulinsav hidrofób kölcsönhatásokat alakít ki a CASP3 aktív helyének TYR204 (C), LEU168 (C) és PHE256 (C) maradékával, és hidrogénkötést képez a MAPK8 aktív helyének LEU110 (A) maradékával. Hidrofób kölcsönhatást képez továbbá a MET111 (A), ASN114 (A), VAL158 (A), valamint az NFKB1 aktív helyének PHE310 (A) és LYS275 (P) maradékával. Jó kötődési képességgel rendelkezik, és hidrofób kölcsönhatásokat alakít ki az aktív centrum maradékokkal, mint például ILE523 (A), GLU529 (A), LYS519 (A) stb. A 21,24-ciklopentadién lanosztán-3B, 21,25-trihidroxi-8-én két hidrogénkötést képez a MAPK1 aktív helyének MET108 (A) maradékával, hidrofób kölcsönhatásokat képez az ALA52 (A), VAL39 (A), TYR36 (A) és másokkal. A kulcskomponensek és a különböző fehérjék közötti kötődési modellek elemzése azt mutatja, hogy az egyes kulcskomponensek belépnek az egyes fehérjekristályok aktív helyeibe, és hidrogénkötéseket vagy hidrofób kölcsönhatásokat alakítanak ki az aktív helyekkel. Ezért feltételezhető, hogy a Botrytis cinerea triterpenoid komponensei a fent említett kulcsfehérjék révén szabályozhatják a gyomorrákkal kapcsolatos útvonalakat, ezáltal javítva és kezelve a gyomorrákot.
Összefoglalva, ez a cikk az Inonotus obliquusból származó triterpenoid hatóanyagok komplex molekuláris hálózati kapcsolatát jósolta meg a gyomorrák ellen a hálózati farmakológiai módszerekkel. Az eredmények azt mutatták, hogy az Inonotus obliquusból származó triterpenoid vegyületek gyomorrák elleni hatóanyagai lehetnek: Inonotus obliquus alkohol, betulinsav, lanoszterin, trombinsav stb. Az érintett kulcsfontosságú célpontok az ALB, MAPK1, NFKB1, MAPK8, CASP3 stb. A fő érintett jelátviteli útvonalak a TNF jelátviteli útvonal, a rák jelátviteli útvonal, a MAPK jelátviteli útvonal, a Toll-like receptor jelátviteli útvonal stb. Végül a molekuláris dokkolás ellenőrzésével megállapították, hogy 5 kulcsfontosságú célfehérje jó kötődési hatást fejt ki 24 hatóanyaggal. Ez a cikk ötleteket és módszereket nyújt a kapcsolódó hatásmechanizmusok tanulmányozásához, és alapot nyújt az Inonotus obliquusból származó triterpenoidok gyomorrák elleni mechanizmusának további feltárásához.