UPLC-Q-TOF-MS/MS в сочетании с сетевой фармакологией и молекулярным докингом для изучения фармакологических веществ и механизмов действия якона цветков эллиптического листа в борьбе с гепатитом
Halenia elliptica D. Don - растение семейства горечавковых (Gentianaceae), относящееся к роду Halenia. Растение обладает горьким и холодным вкусом и повсеместно используется в качестве лекарственного растения. Широко используется в тибетской медицине для лечения заболеваний печени и желчного пузыря. Клинически используется для лечения таких заболеваний, как гепатит, вызванный чрезмерным нагреванием и жарой. Хотя якорцы стелющиеся с эллиптическими листьями используются в клинической практике, их эффективность в лечении гепатита и экспериментального повреждения печени была подтверждена. Однако в литературе не так много сообщений о его противогепатитных свойствах, а механизм его действия до сих пор неясен. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для уточнения механизма действия и создания теоретической базы для развития и использования тибетской медицины.

Сетевая фармакология - это развивающаяся отрасль фармакологии, основанная на базовых теориях системной биологии и сетевой биологии. Используя соответствующие базы данных и алгоритмы глубокого поиска, анализа и обобщения, она строит сеть лекарственных мишеней и механизмов, действующих на болезни. Она обладает такими характеристиками, как целостность и систематичность, и особенно подходит для изучения механизмов действия лекарств, таких как китайская и тибетская медицина, которые имеют множество компонентов, множество мишеней и сложные пути действия. В данном исследовании предполагается использовать технологию UPLC-Q-TOF-MS/MS и методы сетевой фармакологии для изучения потенциального механизма действия якорцев стелющихся против гепатита, а также скрининга их активных компонентов и мишеней, чтобы предоставить новые идеи и теоретическую основу для дальнейших исследований фармакологического механизма действия якорцев стелющихся против гепатита.

В данном исследовании с помощью технологии UPLC-Q-TOF-MS/MS проанализировано 40 химических компонентов цветков якона эллиптического, в основном включающих флавоноиды, терпены, тритерпены и алкалоиды, состоящие в основном из каэмпферола и его гликозидов. Среди них J34, J39, J35, J24, J38 и другие соединения имеют относительно высокие значения степени, а четыре из десяти первых соединений по значению степени являются компонентами кошанкетона, что указывает на то, что компоненты кошанкетона могут быть основными активными ингредиентами якона цветков эллиптического листа в борьбе с гепатитом. Исследование Чжана и др. также показало, что основными противогепатитными компонентами являются гликозиды хуагана и его коушанкетона, которые способствуют защите печени путем увеличения синтеза белка, гликогена и рибонуклеиновой кислоты в клетках печени. Wang et al. исследовали ингибирующее действие и специфические механизмы двух типов кетогенных мономеров на пролиферацию клеток рака печени HepG2 и обнаружили, что оба кетогенных соединения могут эффективно ингибировать пролиферацию клеток рака печени HepG2, что может быть достигнуто путем индуцирования аутофагии. Чжан и др. изучили влияние каэмпфера1 на острое повреждение печени, вызванное ацетаминофеном, и обнаружили, что каэмпфер1 защищает клетки печени, ингибируя JNK-путь для запуска режима некроза и функции митохондрий. Kaempfer1 также может повышать уровень GSH в клетках печени, тем самым достигая гепатопротекторного эффекта. Shakya et al. обнаружили, что каэмпферол снижает реакцию окислительного стресса в тканях печени мыши, вызванную алкоголем и полиненасыщенными жирными кислотами, подавляя экспрессию антиоксидантных ферментов, таких как каталаза, глутатионпероксидаза и глутатион-S-трансфераза, тем самым обеспечивая определенный защитный эффект против повреждения печени. О других важных компонентах с высокой степенью выраженности в литературе имеется мало сообщений, а их фармакологические свойства и механизм действия нуждаются в дальнейшей экспериментальной проверке.

Согласно диаграмме обогащения путей KEGG и сети целевых путей компонентов, видно, что PIK3CA, TNF, PIK3R1, MAPK8, LGALS3, MAPK1, MAPK14, STAT3, IL6, PTGS2 и другие мишени, а также TNF, Toll-подобный рецептор, FoxO, HIF-1, VEGF, FcepsilonRI и другие сигнальные пути, имеют более высокие значения степени и больше компонентов, связанных с ними, которые могут быть основными потенциальными мишенями и путями для противогепатитных средств якорцев стелющихся.

Сигнальный путь PI3K является ключевым путем передачи сигнала, который контролирует клеточную пролиферацию, апоптоз и метаболизм в клетках, а PIK3CA и PIK3R1 имеют высокую частоту мутаций в раке печени, раке мозга, раке молочной железы, раке желудка и раке толстой кишки. Гриффит и др. создали спектр опухолевых генотипов PIK3CA и PIK3R1, влияющих на мутации, изучив экспрессию генов PIK3CA и PIK3R1 в раке молочной железы человека, что открыло новый путь для генной терапии рака. Xiao et al. обнаружили, что предварительная обработка гипотермией может ингибировать высвобождение и апоптоз воспалительных цитокинов через PI3K/AKT/FOXO3a путь, и оказывает защитное действие на ишемически-реперфузионное повреждение печени. Цзян и др. обнаружили, что эпигаллокатехин галлат может значительно улучшить повреждение печени и патологическую морфологию у крыс с билиарной обструкцией. Механизм его действия может быть достигнут за счет регулирования сигнального пути PI3K/Akt, стимулирования фосфорилирования PI3K и AKT и ингибирования апоптоза клеток печени. Как PIK3CA, так и PIK3R1 относятся к сигнальному пути PI3K. Путь PI3K/Akt может способствовать развитию фиброза печени, активируя печеночные стеллатные клетки и фибробласты. Кетоновый компонент в якорцах эллиптических листьев может опосредовать сигнальный путь PI3K и ингибировать апоптоз клеток печени для достижения противогепатитного эффекта.

MAPK - это тип сигнальных белков, которые активируют и регулируют целый ряд клеточных действий. Активированная митоген-активированная протеинкиназа (MAPK) участвует в регуляции клеточной пролиферации, дифференцировки, трансформации и апоптоза путем фосфорилирования ядерных факторов транскрипции, цитоскелетных белков и ферментов, и тесно связана с возникновением различных заболеваний, таких как воспаление и опухоли. Роман и др. обнаружили, что в макрофагах RAW264.7 sPGN интенсивно активирует путь MAPK1/ERK2, умеренно активирует путь MAPK8/JNK и слабо активирует путь P38. Среди них ERK-путь в основном опосредует воспалительный ответ, а активация P38-пути в условиях воспаления имеет множество особенностей. Ген MAPK8 высоко экспрессируется в опухолевых тканях многих частей человеческого тела, таких как рак печени, рак желудка и рак поджелудочной железы. Канцерогенный механизм заключается в том, что MAPK8-путь сначала активируется внешними стимулами и передается в ядро для повышения активности транскрипционных факторов, способствуя дальнейшей пролиферации и дифференцировке раковых клеток.

TNF, являясь важным цитокином, может индуцировать различные сигнальные пути в клетках, включая пролиферацию, апоптоз, воспаление, иммунитет и т. д. Wang et al. обнаружили, что уровень TNF у пациентов с хроническим гепатитом С значительно выше, чем у нормальных здоровых людей. Тилг и др. обнаружили, что уровень сывороточных факторов воспаления TNF - α и IL-6 у пациентов с хроническим гепатитом В может отражать степень повреждения клеток печени. Как важные факторы воспаления, TNF - α и IL-6 играют важную роль в возникновении и развитии гепатита В, а также положительно связаны с тяжестью заболевания. Поэтому современные исследования полагают, что традиционная китайская медицина может защитить печень путем снижения уровня TNF - α и IL-6 в сыворотке крови.

Таким образом, на основе определения и анализа химических компонентов якорцев стелющихся, в данном исследовании с помощью методов анализа сетевой фармакологии были проанализированы 33 потенциальные антигепатитные мишени 40 химических компонентов якорцев стелющихся. Было установлено, что якорцы могут оказывать противогепатитный эффект через такие биологические процессы, как миграция лейкоцитов, положительная регуляция биосинтеза монооксида азота, активация тромбоцитов, положительная регуляция каскада внеклеточных регуляторных протеаз ERK1 и ERK2, регуляция трансдукции сигнала фосфатидилинозитол 3-киназы, а также ключевых сигнальных путей, таких как TNF, PI3K, Toll-подобный рецептор, FoxO, HIF-1, VEGF, Fcepslon RI и др. Результаты молекулярного докинга подтвердили, что предсказанные основные химические компоненты и ключевые мишени обладают хорошей связывающей активностью, что свидетельствует о точности и надежности прогнозирования в данном исследовании. Однако данное исследование также имеет определенные ограничения, такие как неполные базы данных, поэтому необходима дальнейшая проверка соответствующих целевых путей.