Сетевая фармакология и экспериментальное исследование модифицированного препарата Guizhi Fuling Pill в лечении доброкачественной гиперплазии предстательной железы
Доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ) называется доброкачественной гиперплазией простаты (ДГПЖ). В группу клинической заболеваемости входят преимущественно мужчины среднего и пожилого возраста. Согласно статистике, уровень заболеваемости БПГ увеличивается с возрастом, достигая 80% 80-летнего возраста, и эти данные продолжают расти год от года. Методы лечения РПЖ включают западную медицину и хирургическое лечение, однако терапия западной медицины может привести к нарушению нейрокогнитивных функций и сексуальной функции, а хирургическое лечение сопровождается послеоперационными осложнениями. Поэтому необходимо срочно искать новые подходы к лечению РПЖ.

Традиционная китайская медицина делает акцент на целостном подходе и диалектическом лечении, обладая богатым опытом и уникальными преимуществами в лечении заболеваний. Пилюля Guizhi Fuling Pill была создана Чжан Чжунцзином, святым врачом династии Хань. В данном исследовании модифицированная пилюля Гуйчжи Фулинг (MGFP) состояла из восьми традиционных китайских лекарств: Guizhi, Fuling, Taoren, Mudan Skin, Chishao, Wangbuliuxing, Wuyao и Leech. Это была основная формула, выведенная исследовательской группой на основе анализа данных для лечения BPH академика Ван Ци, мастера китайской медицины. Согласно теории традиционной китайской медицины, патогенез BPH заключается в "дефиците почечной ци и обструкции кровяных застоев". MGFP хорошо справляется с задачей рассеивания застоя крови, уменьшения симптомов и накопления, а также стимулирования циркуляции воды и обладает значительным терапевтическим эффектом при клиническом применении. Однако сложный состав формул традиционной китайской медицины значительно затрудняет изучение механизма его действия.
В последние годы сетевая фармакология широко используется в изучении фармакологии традиционной китайской медицины. Ее концепция заключается в эффективном лечении заболеваний путем воздействия на множество молекул во взаимосвязанной сети, что совпадает с многокомпонентной, многоцелевой и многопутевой теорией традиционной китайской медицины. Исходя из этого, в данном исследовании используются методы сетевой фармакологии и молекулярного докинга для изучения потенциального механизма действия MGFP на BPH, а также создана модель BPH на крысах для проверки мишени с наилучшей энергией связывания, чтобы обеспечить поддержку данных для клинического лечения.

 

По имеющимся данным, патогенез РПЖ в основном связан с половыми гормонами, факторами роста, воспалительной реакцией, аномальным апоптозом клеток и т.д. Основными патологическими признаками являются пролиферация эпителиальных клеток простаты и стромальных клеток. MGFP, используемый в сочетании с холодом и теплом, обладает эффектами стимулирования кровообращения, устранения симптомов, смягчения, укрепления и стимулирования диуреза. Он может значительно улучшить состояние BPH, вызванное дефицитом почечной ци и обструкцией кровяных застоев. Современные фармакологические исследования показали, что ингредиенты Guizhi Fuling Pill в основном включают паэонол, паэонифлорин, циннамальдегид, порин и амигдалин. Он может снизить вязкость крови, улучшая гемореологические параметры, и обычно используется для лечения таких заболеваний, как BPH, вызванных накоплением застоя крови (мутности). Кроме того, было обнаружено, что Wang Buliuxing может продлить время свертывания крови у крыс с моделью застоя крови и уменьшить вязкость всей крови; гирудин, содержащийся в пиявках, оказывает антикоагуляционное и антитромботическое действие; летучее масло, основной компонент черного лекарства, может также освободить ци легких и опустить мочевой пузырь, чтобы облегчить задержку мочевых камней, тем самым облегчая мочеиспускание. Из этого видно, что химические компоненты в MGFP могут достигать цели лечения BPH через определенные пути, отражая механизм действия традиционной китайской медицины с множеством компонентов, целей и путей.
В данном исследовании было получено 212 пересекающихся целей с помощью диаграммы Венна, а затем проведено обратное сопоставление основных путей в анализе KOBAS для определения основных целей для лечения BPH с помощью MGFP. В сочетании с рейтингом степени и литературными данными были получены основные цели, тесно связанные с патогенезом РПЖ, включая AKT1 BAX、BCL2、JUN、TGFB1、TNF、IL6、VEGFA、EGFR。 Вышеуказанные цели в основном связаны с апоптозом клеток, ростом сосудов и воспалением. По имеющимся данным, AKT является серин/треониновой протеинкиназой. В подтипе AKT, AKT1 может ингибировать апоптоз и способствовать росту и выживанию клеток, участвуя в развитии BPH. VEGFA - высокоспецифичный митоген сосудистых эндотелиальных клеток, тесно связанный с формированием и поддержанием неоваскуляризации предстательной железы. Активированный AKT фосфорилирует eNOS для производства NO, способствующего VEGFA-индуцированной миграции эндотелиальных клеток, вазодилатации, увеличению кровотока и ангиогенезу. IL-6 - многофункциональный цитокин с широким спектром функций. В тканях простаты IL-6 способствует пролиферации базальных эпителиальных клеток простаты через аутокринный путь, вызывая дисбаланс между пролиферацией и апоптозом клеток простаты в организме, тем самым провоцируя возникновение РПЖ.
В результате функционального аннотационного анализа GO было установлено, что биологические процессы, вовлеченные в MGFP, в основном включают процессы, связанные с ростом сосудов, процессы, связанные с окислительным стрессом, процессы, связанные с апоптозом, процессы, связанные с коагуляцией, и процессы, связанные с иммунитетом. Его молекулярные функции в регуляции BPH в основном обогащены связыванием факторов транскрипции, активностью ядерных рецепторов, активностью протеинкиназ, связыванием рецепторов цитокинов, активностью адренергических рецепторов, связыванием фактора транскрипции РНК-полимеразы II и т.д.
Исследование показало, что MGFP оказывает регуляторное влияние на сигнальный путь AGE-RAGE, сигнальный путь PI3K-AKT, клеточный апоптоз, сигнальный путь IL-17, дифференцировку клеток Th17, сигнальный путь TNF, сигнальный путь VEGF, сигнальный путь MAPK, сигнальный путь Ras, сигнальный путь Rap1 и др. Исследования показали, что AGERAGE может стимулировать выработку провоспалительных цитокинов, что приводит к чрезмерной пролиферации клеток и дальнейшему развитию РПЖ. Активация сигнального пути PI3K-AKT приводит к фосфорилированию проапоптотических белков, что в свою очередь блокирует их связывание с антиапоптотическими молекулами BCL-2 и BCL-XL, что приводит к снижению клеточного апоптоза при РПЖ. Сигнальный путь IL-17, дифференцировка клеток Th17 и сигнальный путь TNF могут опосредовать иммуновоспалительные реакции. Сообщалось, что при стимуляции инфекцией стромальные клетки БПГ вырабатывают провоспалительные факторы IL-6, IL-8 и TNF, тем самым активируя инфильтрирующие CD4+T-клетки и способствуя их дифференцировке в эффекторные клетки Th1 и Th17 путем секреции IL12 и IL-23; активированные лимфоциты Th1 и Th17 вырабатывают провоспалительные цитокины, такие как IL-17, которые способствуют иммунной воспалительной реакции и приводят к гиперплазии клеток предстательной железы. VEGF - это ангиогенный фактор, опосредованный сигнальным путем PI3K-AKT, который может способствовать ангиогенезу и пролиферации клеток в интерстициальных тканях. Он также играет ключевую роль в развитии ВРН. В сочетании с результатами по основной мишени и рисунком 6 мы предполагаем, что существует тесная связь между сигнальным путем PI3K-AKT и сигнальным путем VEGF. Сигнальные пути MAPK и Ras участвуют в регуляции основных биологических процессов клеток, включая пролиферацию, апоптоз, дифференцировку и старение. Каскад MAPK является Ras-зависимым, и его аномальная активация может вызвать дисбаланс между пролиферацией и апоптозом клеток в организме. Кроме того, было обнаружено, что активация сигнального пути Rap1 способствует пролиферации и миграции клеток, что приводит к увеличению объема простаты. Предполагается, что MGFP может влиять на воспалительную реакцию, апоптоз и пролиферацию клеток, регулируя множество сигнальных путей, что позволяет достичь цели лечения РПЖ.
В результате молекулярного докинга было установлено, что основные компоненты MGFP, включая кверцетин, β - ситостерин, каемпферол, байкалеин и дубильную кислоту, имеют энергию связывания менее 0 с AKT1, BAX, BCL2, JUN, TGFB1, TNF, IL6, VEGFA и EGFR, что указывает на то, что они могут спонтанно связываться друг с другом. Однако энергии связывания кверцетина, β-ситостерина, каэмпферола, байкалеина и дубильной кислоты с AKT1, BAX, JUN, TNF и VEGFA не превышают -20929 Дж/моль, что свидетельствует о сильной способности к связыванию. Результат докинга между BAX и β - ситостеролом является наилучшим. Исследования показали, что β-ситостерин - это растительный стерол, который вмешивается в различные клеточные сигнальные пути, влияя на такие процессы, как клеточный цикл, апоптоз, пролиферация и ангиогенез. Он широко используется в клинической практике при таких заболеваниях, как болезни сердца, туберкулез и рак шейки матки. В процессе апоптоза клеток проапоптотический BAX транслоцируется в митохондрии и интегрируется с внешней мембраной митохондрий, вызывая пермеабилизацию внешней мембраны и высвобождая цитохром c, что приводит к нормальной гибели клетки. Шармила и др. создали модель рака почки крысы, индуцированного диэтилнитрозамином, и обнаружили, что экспрессия белка BAX значительно увеличилась в группе, получавшей β-ситостерин. Кроме того, многоцентровое двойное слепое плацебо-контролируемое исследование показало, что β-ситостерин также оказывает значительное улучшающее действие на BPH, однако механизм его действия до сих пор неясен.
В данном исследовании изучалась экспрессия BAX в тканях предстательной железы на модели крыс с РПЖ. Результаты показали, что по сравнению с группой мнимой хирургии у крыс модельной группы наблюдалась пролиферация эпителиальных клеток железы и значительное уменьшение просвета железы, в то время как в других группах лечения наблюдалось различное уменьшение толщины стенок простаты по сравнению с модельной группой, что позволяет предположить, что MGFP оказывает определенный терапевтический эффект на крыс модели BPH. Полуколичественные результаты иммуногистохимии не выявили существенной разницы в экспрессии BAX в ткани простаты между группой холостых и группой мнимых операций; по сравнению с группой мнимых операций экспрессия BAX в ткани простаты крыс модельной группы была значительно снижена (P<0,01), что указывает на то, что BPH может вызывать аномальный апоптоз клеток путем ингибирования экспрессии BAX в ткани простаты. По сравнению с модельной группой, группы с низкой, средней и высокой дозой MGFP, группа финастерида и группа капсул Лонгбишу значительно увеличивали экспрессию BAX (P<0,01), что может быть связано с регуляцией митохондриально-зависимого пути апоптоза MGFP, который увеличивает экспрессию гена BAX, связанного с продвижением клеточного апоптоза, подавляет пролиферацию клеток и имеет дозозависимый эффект.
Таким образом, MGFP может регулировать такие мишени, как AKT1, BAX, JUN, TNF, VEGFA, а также сигнальные пути PI3K-AKT и VEGF через основные компоненты, такие как кверцетин, β - ситостерин, каэмпферол, байкалеин и дубильная кислота, тем самым регулируя связанные биологические процессы, такие как рост сосудов простаты, апоптоз и окислительный стресс, и оказывая терапевтическое воздействие на BPH. Предварительный прогноз оптимального режима связывания основного компонента с ключевыми мишенями с помощью молекулярного докинга показал, что β - ситостерол BAX, и влияние MGFP на BAX было изучено в экспериментах на животных, обеспечивая фармакологическую основу для широкого применения MGFP. Учитывая ограничения, связанные с недостаточным включением химических компонентов в базу данных и изменениями в компонентах традиционной китайской медицины после обработки, дальнейшие углубленные исследования химических компонентов MGFP могут быть проведены с помощью технологии отпечатков пальцев, что поможет повысить надежность результатов прогнозирования сетевой фармакологии.