Изучение механизма действия препарата Фузи Ганьцзян в предотвращении ишемически-реперфузионного повреждения миокарда на основе данных сетевой фармакологии и экспериментов in vitro
Ишемическая болезнь сердца (ИБС) - это сердечно-сосудистое заболевание с самым высоким уровнем заболеваемости, инвалидизации и смертности в Китае. В связи с быстрым развитием социальной экономики и старением населения ИБС молодеет, а уровень заболеваемости растет год от года. Ишемия-реперфузионное повреждение миокарда (ИРПМ) - неизбежное явление при лечении ишемической болезни сердца, которое приводит к расширению зоны инфаркта миокарда и аритмии. МИ/РИ - актуальная проблема, требующая решения в современной медицине, однако специфического препарата пока не существует.
MI/RI относится к категории обструкции грудной клетки в традиционной китайской медицине. Традиционная китайская медицина делает акцент на целостном подходе и обладает уникальным опытом и преимуществами в лечении обструкции грудной клетки. Предыдущие исследования показали, что традиционная китайская медицина обладает хорошим терапевтическим эффектом при лечении обструкции грудной клетки, например, Sini Tang, Yiqi Huoxue Tang и Gualou Xiebai Tang. Aconiti Lateralis Radix Preparata Zingiberis Rhizama (AZ) является основной лекарственной парой Sini Tang. Предыдущие исследования нашей исследовательской группы показали, что группа AZ обладает наилучшим терапевтическим эффектом после разбора Сини Танг, но ее конкретный механизм до сих пор не ясен. Кроме того, наша исследовательская группа также продемонстрировала, что комбинация AZ может снизить уровень апоптоза клеток миокарда во время МИ/РИ, но ее конкретный механизм еще не изучен. Из-за сложного состава и неясного механизма действия AZ это серьезно затрудняет его клиническое применение и разработку новых препаратов. Поэтому изучение механизма антимиокардитического действия AZ является актуальной задачей.
Сетевая фармакология - важный инструмент для анализа формул традиционной китайской медицины. Сетевая фармакология широко используется для анализа биологических процессов и сигнальных путей при лечении заболеваний с помощью составов традиционной китайской медицины. Для изучения механизма действия AZ против MI/RI в данном исследовании предполагается использовать сетевую фармакологию для прогнозирования механизма действия AZ против MI/RI, а также проверить предсказанные результаты сетевой фармакологии с помощью исследований in vitro, заложив исследовательскую основу для дальнейшей разработки AZ.

 

Ишемия-реперфузионное повреждение миокарда относится к области обструкции грудной клетки и сердечной боли в традиционной китайской медицине. Возникновение обструкции грудной клетки часто связано с такими факторами, как вторжение возбудителей холода, потеря эмоционального контроля, а также пожилой возраст и физическая слабость. Фузи и сушеный имбирь обладают горячими лечебными свойствами и являются представительными препаратами для согревания организма. Фузи без сушеного имбиря не является горячим, а AZ в сочетании с согреванием организма оказывает лучший терапевтический эффект. В то же время AZ используется для лечения обструкции грудной клетки, поскольку обладает эффектом согревания ян и способствует циркуляции крови. Согревание ян означает улучшение энергетического метаболизма клеток миокарда, а стимулирование кровообращения - расслабление кровеносных сосудов. AZ может улучшать энергетический обмен и расслаблять кровеносные сосуды, оказывая терапевтический эффект. Чтобы проверить, лечит ли AZ МИ/РИИ, улучшая энергетический обмен и расслабляя кровеносные сосуды, мы выбрали сетевую фармакологию для предсказания биологических процессов и конкретных механизмов противомиокардитического действия AZ.

С помощью сетевой фармакологии для анализа активных ингредиентов AZ и построения целевой сети активных ингредиентов были определены ключевые компоненты сети: аконитин в Aconitum carmichaelii, β - ситостерин и 10-гингерол в сушеном имбире. Современные фармакологические исследования показали, что аконитин обладает кардиотоническим и антиаритмическим действием; β - ситостерин - антиоксидантным и противоопухолевым действием; 10-гингерол - противовоспалительным действием и повышает жизнеспособность клеток миокарда при H/R повреждении. Эти результаты указывают на то, что предсказанные компоненты, вероятно, являются ключевыми действующими веществами в антимиокардитической активности AZ.

С помощью GO-BP-анализа ключевых мишеней было выявлено десять ключевых биологических процессов. Положительная регуляция процесса биосинтеза оксида азота, отрицательная регуляция процесса апоптоза, ответ на окислительный стресс, влияние сигнального пути апоптоза на повреждение ДНК, опосредованный липополисахаридом сигнальный путь и другие биологические процессы взаимосвязаны с вазодилятацией, апоптозом, воспалением и окислительным повреждением. Исследования показали, что уменьшение апоптоза клеток, воспалительной реакции, окислительного повреждения и стимулирование вазодилатации может облегчить течение МИ/РИ. Результаты GO-BP, предсказанные сетевой фармакологией, в основном согласуются с известными литературными данными о МИ/РИ, что указывает на определенную обоснованность их результатов. Между тем, в данном исследовании также было обнаружено, что AZ может увеличить выживаемость клеток RVEC при повреждении H/R, снизить уровень апоптоза и окислительного повреждения.

Для дальнейшего изучения механизма действия AZ anti MI/RI анализ сигнальных путей KEGG показал, что AZ anti MI/RI оказывает терапевтическое действие в основном через сигнальный путь HIF, сигнальный путь PI3-AKT и сигнальный путь TNF, которые считаются потенциальными сигнальными путями для AZ anti MI/RI. Сигнальный путь HIF играет важную роль во время МИ/РИ. Гипоксия индуцибельный фактор HIF α активируется при ощущении гипоксии в организме, и активированный HIF α увеличивает экспрессию VEGF и eNOS. VEGF - это индуктор ангиогенеза, который может способствовать пролиферации эндотелиальных клеток и улучшению сосудистого гомеостаза. Синтаза оксида азота eNOS может способствовать высвобождению NO, что приводит к вазодилатации и увеличению артериального кровотока. Активация VEGF и eNOS во время гипоксии ткани миокарда может способствовать вазодилатации и ангиогенезу, обеспечивая достаточное количество кислорода для ткани миокарда. Сигнальный путь PI3K-AKT снижает апоптоз кардиомиоцитов во время МИ/РИ. Сигнальный путь TNF уменьшает воспалительную реакцию во время МИ/РИ. Предыдущие исследования также показали, что стимулирование вазодилатации через сигнальный путь HIF, улучшение энергетического метаболизма клеток миокарда через сигнальный путь PI3K-AKT и снижение воспалительной реакции через сигнальный путь TNF являются важными сигнальными путями для лечения МИ/РИ. AZ обладает эффектом согревания ян и стимулирования кровообращения, среди которых согревание ян относится к улучшению энергетического метаболизма миокарда и снижению апоптоза клеток миокарда. Было подтверждено, что он способствует вазодилатации и оказывает терапевтическое действие, но до сих пор остается неясным. В данном исследовании было подтверждено, что AZ может стимулировать путь HIF α/VEGF/eNOS, увеличивать экспрессию белков HIF α, VEGF и NOS в поврежденных при H/R клетках RVEC, а также способствовать вазодилатации/пролиферации эндотелиальных клеток. Стоит отметить, что терапевтический эффект группы высоких доз не является значительным по индексу WB, что может быть связано с необоснованным градиентом доз, который мы установили, и токсическим действием активных компонентов Aconitum. Исследовательская группа обратит внимание на этот вопрос в будущих исследованиях.

В результате данного исследования было получено 16 действующих веществ и 171 терапевтическая мишень AZ; Графический анализ показал, что AKT1, IL6 и TNF являются потенциальными мишенями; Анализ GO обогащения показал, что AZ может оказывать терапевтическое действие через апоптоз, воспаление и вазодилатацию; Анализ KEGG показал, что AZ может оказывать терапевтический эффект через сигнальный путь PI3K-AKT, сигнальный путь TNF и сигнальный путь HIF; Исследования in vitro показали, что AZ может увеличить выживаемость, снизить уровень апоптоза и окислительного повреждения клеток RVEC, поврежденных H/R; Увеличить экспрессию белков HIF - α, VEGF и eNOS. AZ активирует сигнальный путь HIF/VEGF/eNOS, уменьшая окислительное повреждение и апоптоз эндотелиальных клеток, способствуя вазодилатации/пролиферации эндотелиальных клеток и оказывая противоишемическо-реперфузионное повреждение миокарда, что соответствует результатам, предсказанным сетевой фармакологией. AZ может способствовать вазодилатации и пролиферации эндотелиальных клеток через сигнальный путь HIF для оказания терапевтического эффекта, что создает исследовательскую основу для дальнейшей разработки AZ.